miR-190b调控烧伤后骨骼肌细胞自噬及骨骼肌消耗的机制研究

Skeletal muscle wasting is one of the common complications in burn patients. Long-term skeletal muscle wasting might increase the ratio of infection and delay wound healing, which seriously affected the qulity of life and prognosis. Reports indicate that enhancing autophagic activation is one of the important factors for skeletal muscle wasting. And autophagy of myocardial cell and skeletal muscle cell is elevated after burn injury. Furthermore, miRNA plays a pivotal role in autophagy of cancer cell and myocardial cell via regulating Akt/FoxO3a signal pathway. However, the role of miRNA in burn-induced cell autophagy and skeletal muscle wasting is still unknown. Our previous results demonstrate that miR-190b expression is suppressed and cell autophagy is increased in skeletal muscle after burn injury. PHLPP1, the potential target of miR-190b, is the phosphotase of Akt and overexpressed in skeletal muscle of burn rats. So miR-190b might mediate skeletal muscle cell autophagy through regulating PHLPP1/Akt/FoxO3a signal pathway. In this project, we want to reveal the mechanism of miR-190b involved in mediating skeletal muscle cell autophagy and skeletal muscle wasting, which might provide the theoritical foundation and potiential target for clinical therapy of burn-induced skeletal muscle wasting.

骨骼肌消耗是烧伤患者常见并发症之一，长期的骨骼肌消耗可增加患者感染几率、延迟创面愈合等，严重影响患者生活质量和预后。研究显示细胞自噬活性增强是诱发骨骼肌消耗的重要因素之一，而烧伤后心肌细胞、肝细胞和骨骼肌细胞等自噬水平明显升高。另外，研究还表明miRNA通过调控Akt/FoxO3a信号通路在肿瘤细胞、心肌细胞等的自噬过程中发挥重要作用。但miRNA在烧伤后骨骼肌细胞自噬及骨骼肌消耗中的作用还未见报道。课题组前期研究结果证实烧伤后大鼠骨骼肌中miR-190b低表达且细胞自噬明显增强，而Akt去磷酸化蛋白PHLPP1是miR-190b潜在作用靶点，且烧伤后PHLPP1表达明显升高。因此，miR-190b可能通过调控PHLPP1/Akt/FoxO3a通路而调控骨骼肌细胞自噬。本课题拟揭示miR-190b参与烧伤后骨骼肌细胞自噬及骨骼肌消耗的具体分子机制，为临床烧伤治疗提供理论依据及潜在作用靶点。

烧伤是平、战时常见的意外伤害，而严重烧伤患者易发生过度炎症反应、骨骼肌蛋白高分解代谢等并发症，影响患者的临床治疗及预后。近年来的研究发现miRNA表达改变在蛋白质代谢调控过程中发挥重要的作用，本课题拟从动物及细胞模型两个水平检测烧伤后miR-190b表达改变参与烧伤后骨骼肌蛋白高分解代谢的分子机制。研究发现烧伤后大鼠胫骨前肌重量明显减轻， miR-190b表达降低且骨骼肌细胞自噬明显增加，而miR-190b潜在作用靶点PHLPP1蛋白及参与细胞自噬调控的Akt/FoxO3a活性明显改变，提示miR-190b可能通过调控PHLPP1/Akt/FoxO3a信号通路，参与烧伤后骨骼肌细胞自噬及骨骼肌蛋白高分解代谢调控；通过建立miR-190b高表达细胞模型研究发现，miR-190b高表达明显下调PHLPP1蛋白水平、下调Akt/FoxO3a信号通路活性、抑制骨骼肌细胞自噬；通过细胞自噬抑制剂3-MA干预研究发现，烧伤后给予3-MA处理可显著降低烧伤诱发的骨骼肌细胞自噬，逆转烧伤导致的胫骨前肌重量降低。说明烧伤后miR-190b表达降低可以活化PHLPP1/Akt/FoxO3a信号通路活性，进而促进骨骼肌细胞自噬并最终引发骨骼肌蛋白高分解代谢。课题组进一步研究了蛋白营养干预对烧伤后骨骼肌蛋白高分解代谢及炎症反应的调控作用，研究发现烧伤后给予大豆肽营养干预可以缓解烧伤引发的骨骼肌细胞自噬，并减轻烧伤引发的骨骼肌蛋白高分解代谢；同时大豆肽干预明显抑制烧伤引起的过度炎症反应，改变炎症因子表达、抑制趋化因子分泌及炎性细胞浸润、促进烧伤创面愈合。因此，本课题研究证实miR-190b表达改变通过影响骨骼肌细胞自噬而参与烧伤后骨骼肌蛋白高分解代谢调控，揭示了miR-190b参与烧伤后骨骼肌蛋白高分解代谢的分子机制；同时大豆肽营养干预可以缓解烧伤引发的骨骼肌细胞自噬并减轻骨骼肌蛋白高分解代谢，为临床烧伤后骨骼肌蛋白高分解代谢调控提供潜在治疗方法。