1、Cytoskeletal proteins,基础知识介绍1.细胞骨架2.细胞骨架蛋白离心运动对大鼠骨骼肌结蛋白desmin的影响结语,本节课内容,细胞骨架（cytoskeleton）是真核细胞中由蛋白纤维交织而成的立体网架体系。1.狭义：指细胞质骨架，由微管、微丝和中间纤维组成。2.广义：包括细胞质骨架、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。功能：维持细胞的形态、细胞器的有序性，参与细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分裂、基因表达和细胞分化等。,细 胞 骨 架,微管,微丝,中间纤维,线粒体,核糖体,内质网,骨骼肌细胞骨架按位置不同可分类为肌小节内骨架、肌小节外骨架和肌细胞膜骨架。,肌小
2、节内骨架沿肌原纤维长轴排列在肌节内。肌小节外骨架主要由中等纤维(intermediate fila-ments)组成,它位于肌原纤维周围,连接Z盘、核膜和肌细胞膜之间。肌细胞膜骨架蛋白包括跨膜的和与膜相连的蛋白，将肌细胞内的肌原纤维和细胞外的基质间接地联结起来。,肌小节内骨架,分布： 沿肌原纤维长轴排列在肌节内。 主要蛋白：Tinin和Nebulin Tinin：连接Z盘和Myosin之间的蛋白丝,从Z盘至M线 Nebulin：肌肉放松的状态下nebulin于Z盘,延伸至I带,连接于Z盘与Z盘之间,与A带中的ac-tin平行排列,主要作用是保持actin的正常结构,肌小节外细胞骨架,分布：主要
3、由中等纤维(intermediate fila-ments)组成,它位于肌原纤维周围,连接Z盘、核膜和肌细胞膜之间 蛋白： desmin, vi-mentin , nestin , synemin , paranemin , lamins , and cytok-eratinsdesmin是最主要的中等纤维，位于肌节Z盘周 围,连接相邻的Z盘与肌细胞膜。,骨骼肌细胞骨架蛋白模式图,肌细胞膜骨架蛋白,分布：包括跨膜的和与膜相连的蛋白。蛋白：vincullin, spectrin, dystrophin, integrins, ankyin等这些蛋白将肌细胞内的肌原纤维和细胞外的基质通过细胞膜上专
4、门的区域costameres(肋小节)间接地联结起来。,大量的形态学研究表明，离心运动会诱导骨骼肌损伤，z线被认为是肌原纤维中最易受损的结构，Z线流、z线模糊、破坏或消失是在离心收缩后肌纤维观察到的典型特征。 desmin依靠连接Z线而使单个肌原纤维连接起来，主要作用是限制肌小节在肌肉收缩时被过分牵拉，并涉及力量的传导。desmin在细胞中的分布与功能为研究离心运动造成的骨骼肌损伤机制提供了新的角度。,为什么研究离心运动要研究desmin？,主要研究技术,进行desmin免疫组化染色，然后光镜观察切片，并用图像分析仪对免疫染色切片进行定量分析。也有学者用western blot的方法,研究方法
5、：大鼠离心运动,例：7周龄雌性SD大鼠48只，体重22025 g，动物分笼饲养。适应两天，每天一次510 min跑台运动，以便熟悉跑台，速度为510 mmin，坡度为0。两天后随机分成安静对照组(C)和一次性力竭运动后即刻、1、2、4和7天组(分别表示为E0、E1、E2、E4和E7)，每组8只动物。力竭模式采用跑台运动，动物在跑台上进行下坡跑，跑台的坡度是-16，速度16 mmin，运动至力竭。,Desmin在离心运动发生的形态学变化,肌纤维局部desmin染色不同程度、不同范围地出现了变淡、模糊、甚至缺失，出现desmin阴性纤维。 M线、A带、Z线结构异常等。,离心运动对骨骼肌desmin
6、表达的影响,Lieber（1996）等观察到，离心运动5 min后骨骼肌中desmin染色就出现下降。 Barash等(2002)在大鼠离心收缩后取胫前肌进行desmin的含量测定，发现desmin染色下降在离心运动后12 h最大，72 h恢复。 Friden等应用免疫组化、电镜技术分析兔重复离心收缩后趾长伸肌骨架蛋白desmin变化，发现运动后1 h和1、3、7天均见不同程度的desmin阴性纤维，28天则偶见，而13天desmin下降最为明显。 2005年，袁建琴等通过免疫组织化学方法，研究离心运动对大鼠骨骼肌desmin分布和表达的影响。结果显示，离心运动后即刻骨骼肌desmin蛋白表达
7、出现显著性下降。,Desmin与肌原纤维重建,Friden等(1992)观察到，离心运动后3天desmin含量增加，desmin免疫荧光出现了纵向延展，认为其有助于受影响的肌原纤维的新肌小节的生成。 Yu等(2003)根据离心运动后免疫染色模式，观察到在离心运动后23 d和78 d的活检中,肌动蛋白和desmin都局部增多。也认为肌原纤维和细胞骨架的变化与电离心运动引起的肌原纤维重建有关。 袁建琴，王瑞元等（2005）发现Desmin免疫组化染色可以作为评估骨骼肌早期损伤的工具。离心运动力竭后desmin免疫组化染色下降从即刻开始，是损伤早期的表现，且预示着肌纤维进一步损伤和坏死。在离心运动后
8、第2天，部分肌原纤维启动重建，损伤后的恢复过程中，desmin表达的增加可能与肌原纤维重建有关。,低氧对desmin的影响,2000年，Matthew S. Lemler研究发现:相当于4570 m,共14 d的低氧导致心肌内desmin重排,Z线紊乱。2004年，袁建琴研究发现离心运动后,即刻desmin就下降,至第4 d恢复,第7 d超量恢复;即刻到第7 d骨骼肌desmin mRNA表达水平均明显下降。低氧适应3 d对desmin并没有影响。,结语,1.离心运动后延迟性肌肉酸痛的机制还需进一步研究。有关人体的这方面的研究还需进一步深入。2.研究大多是围绕离心运动引起EIMD和DOMS进行的,非离心运动方式,如向心运动是否会对骨架蛋白产生不同影响？3.低氧、低氧运动对骨架蛋白的影响是否具有相同的特征?,谢 谢！,
