脊柱肌肉与肢体肌肉在部位特异性肌病方面的差异：一项基于驼背型TSC1mKO小鼠模型的研究

《European Spine Journal》：Site-specific myopathy differences between spine and limb muscles: a kyphotic TSC1mKO mice model study

肌肉组织线粒体功能障碍与氧化应激差异导致脊柱肌病比四肢更严重，rapamycin治疗部分改善核心肌线粒体功能及氧化应激。

　　

摘要

引言

与年龄相关的肌病似乎以特定部位的方式发展。不同肌肉群的肌病受多种因素影响，这些因素在人类队列研究中难以评估。本研究旨在探讨高水平的mTORC1对TSC1mKO小鼠模型中肢体和脊柱肌肉肌病的相对影响。

方法

12只9个月大的雌性TSC1mKO小鼠被分为两组：（1）未经治疗的TSC1mKO小鼠（n=7）；（2）接受8 mg/kg雷帕霉素治疗3个月的TSC1mKO小鼠（n=5）。另外两只floxed小鼠（n=2）作为健康对照组。在治疗前后测量了它们的脊柱Cobb角度和肌肉耐力。采集核心肌肉（竖脊肌、多裂肌和腰大肌）以及肢体肌肉（指长伸肌和比目鱼肌），并评估其肌病变化。

结果

接受雷帕霉素治疗的TSC1mKO小鼠的跑步机耐力显著提高，但胸腰椎后凸仅部分得到逆转。未经治疗的组没有改善。通过小麦胚芽凝集素/DAPI分析，发现TSC1mKO核心肌肉的纤维横截面积（CSA）异常偏高，而中央核和三角纤维的密度高于肢体肌肉，这表明肌病程度更严重。COX/SDH分析显示，核心肌肉中COX阴性纤维的比例较高，内部结构线性化程度也更高，提示线粒体功能障碍更为严重。Western Blot分析显示，复合物V ATPvPA的含量增加，复合物IV的含量减少，表明TSC1mKO小鼠存在线粒体功能障碍，而这种功能障碍部分被雷帕霉素治疗所逆转。二氢乙锭染色显示，核心肌肉的氧化应激程度高于肢体肌肉。雷帕霉素治疗能够逆转纤维横截面积的变化，降低中央核密度和三角纤维密度以及氧化应激，但未能显著减少COX阴性纤维的比例。

结论

核心肌肉中COX阴性纤维的比例较高，表明其线粒体功能障碍比肢体肌肉更为严重。来自功能失调线粒体的自由基释放可能导致脊柱肌肉的氧化应激相对更大。这可能解释了为什么脊柱肌肉的肌病比附肢肌肉更为严重。