电刺激比目鱼肌对6天干浸没卸载条件下分子信号通路的调控作用及其抗萎缩机制研究

针对骨骼肌卸载导致的线粒体功能紊乱和萎缩风险，俄罗斯科学院生物医学问题研究所团队通过6天干浸没(DI)联合电刺激(ES)干预，发现ES能有效维持PGC1α启动子区低甲基化状态，抑制Ca2+ /CaMK II通路激活，并逆转myh2和线粒体动态标记物(Drp1/Fis1)表达下降。该研究为太空失重环境下肌萎缩防治提供了新型电刺激方案的理论依据。

　　

在太空微重力环境下，宇航员比目鱼肌会因缺乏支撑性传入刺激而发生快速萎缩，这种被称为"卸载性肌萎缩"的现象严重威胁长期太空任务中的肌肉功能。尽管电刺激(ES)作为临床常用的对抗手段，但其在分子水平的作用机制仍不明确。更棘手的是，现有研究多聚焦快肌纤维，而对维持姿势关键的慢肌纤维研究不足。俄罗斯科学院生物医学问题研究所的Kristina A. Sharlo团队创新性地采用干浸没(DI)模型——通过水浮力模拟失重状态，首次系统揭示了ES对慢肌分子网络的调控规律。

研究团队招募20名25-39岁男性志愿者，分为DI组和DI+ES组，通过Bergstrom穿刺术获取比目鱼肌活检样本。采用甲基化特异性PCR(MSP)分析PGC1α启动子甲基化，Western blot检测p-CaMK II(Thr 287)磷酸化，qPCR定量线粒体动态标记物(Drp1/Fis1/mitofusin)及myosin异构体表达，结合免疫荧光染色分析肌纤维横截面积(CSA)。

线粒体与纤维类型参数
6天DI导致线粒体生物发生标记物(PGC1α/TFAM/COXIV)表达显著降低，同时伴随myh2(快氧化型肌球蛋白)下调。ES干预不仅阻止了这些变化，还诱导myh1(快糖酵解型)表达下降。值得注意的是，DI组PGC1α启动子区CpG甲基化水平升高2.3倍，而ES组维持基线水平，这与TET1(去甲基化酶)表达变化趋势一致。

萎缩与蛋白稳态
虽然DI未引起肌纤维萎缩，但ES组快肌纤维CSA减少15%。机制上，ES同时激活蛋白合成(p-p70S6K↑)和自噬(LC3B mRNA↑)，而DI仅上调泛素连接酶atrogin-1。这种"双向调控"现象提示ES可能通过增强蛋白质周转而非单纯抑制降解来重塑肌纤维。

AMPK与钙信号
DI组p-CaMK II积累提示钙超载，ES则完全阻断该现象。结合AMPK活性变化趋势，研究者提出"ATP-Ca²⁺
双向调控"假说：ES可能通过耗竭ATP激活AMPK，进而抑制L型钙通道开放，最终阻断钙依赖性萎缩信号。

这项发表于《Sports Medicine and Health Science》的研究具有双重突破：首次证实ES通过表观遗传调控(PGC1α甲基化)维持慢肌氧化表型，并阐明其通过CaMK II-AMPK交叉对话拮抗钙超载的新机制。尽管ES对快肌纤维CSA的负面影响需进一步验证，但为开发靶向慢肌的太空抗萎缩策略提供了精准分子靶点。未来或可优化ES参数组合，在保障慢肌功能的同时避免快肌损耗。