基于代谢组学分析Opg基因敲除小鼠骨骼肌萎缩的初步机制

目的 基于代谢组学分析Opg基因敲除导致小鼠骨骼肌萎缩的初步机制.方法 3月龄雄性野生型C57BL/6小鼠和Opg基因敲除小鼠各5只,分别设为野生型组与基因敲除组,取左侧股骨和腓肠肌,采用显微CT扫描评价骨微结构,HE染色观察腓肠肌形态学变化,免疫荧光染色检测腓肠肌中亚精胺含量.另取3月龄雄性野生型小鼠、18月龄雄性野生型小鼠和3月龄雄性Opg敲除小鼠各10只,分别设为年轻野生型(WT-Y)组、老年野生型(WT-O)组和年轻基因敲除(OPG-Y)组,取腓肠肌进行代谢组学分析.结果 与野生型组比较,基因敲除组小鼠骨小梁数目减少,骨密度降低,皮质骨结构破坏,腓肠肌重量降低,腓肠肌纤维横截面积减小(P<0.05).代谢组学分析发现,与WT-Y组比较,WT-O组小鼠中参与葡萄糖代谢、磷脂代谢和氨基酸代谢等通路的葡萄糖-1-磷酸、D-葡萄糖-1,6-二磷酸、多种氨基酸、胆碱、肉碱等代谢物含量明显上调,而γ-氨基丁酸、亚精胺、泛酸等代谢物含量明显下调.与WT-Y组比较,OPG-Y组小鼠中胆碱、β-甘油磷酸、壬二酸等代谢物含量明显上调,而亚精胺、泛酸、N6,N6,N6-三甲基-亮氨酸等代谢物含量明显下调,主要参与氨基酸代谢等通路.代谢组学分析验证结果表明,基因敲除组小鼠腓肠肌中亚精胺含量明显低于野生型组(P<0.01).结论 Opg基因敲除可能是通过影响氨基酸代谢等通路调节亚精胺、泛酸等代谢物的水平,从而导致骨骼肌萎缩.