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目的:通过给增龄小鼠长期进行亮氨酸补充,观察骨骼肌萎缩程度与调节骨骼肌蛋白合成关键信号通路蛋白表达的变化,以探讨亮氨酸对其骨骼肌蛋白质合成的影响并初步探讨其可能性机制。方法:13月龄雄性ICR小鼠36只,体重48.6±0.5克,据体重随机分为空白对照组、丙氨酸对照组以及补充亮氨酸组,每组12只小鼠,单笼饲养,自由饮水与进食,每日下午5-6时称量体重与采食量。补充亮氨酸和丙氨酸对照组分别在饲料中给予5%亮氨酸和3.4%丙氨酸添加8周,两组小鼠所饲喂饲料的粗蛋白基本一致,空白对照组饲喂普通维持饲料。干预过程中因更换垫料时有小鼠发生严重咬伤,为避免组织修复对蛋白质合成代谢的影响,剔除后最终进入实验统计的小鼠为23只。末次给食后24小时(禁食17小时),先断尾采血并用强生稳豪型血糖仪检测血糖,然后腹腔注射10%7水合氯醛麻醉并摘眼球采血,分装后分别于室温下和4℃以3000转/分速度离心10分钟制备血清和血浆,分离腓肠肌外侧头后一并置于-80℃冰箱冻存待测。采用瑞典Mercodia小鼠专用胰岛素ELISA试剂盒于MultiSkan3型酶标仪检测血清胰岛素。采用日本HitachiL8800型全自动氨基酸分析仪检测17种血浆游离氨基酸含量。HE染色观察腓肠白肌肌纤维适应性变化,IPP6.0软件测量肌纤维横截面积与直径。美国Thermo公司BCA蛋白定量试剂盒进行腓肠白肌蛋白定量后,Westernblot法检测PI3KⅢ(mVPS34)与MHCⅡ蛋白表达及mTOR(Ser2448)、p70S6K(Thr389)、4E-BP1(Thr37/46)磷酸化率,抗体稀释比为mVPS341:1000、mTOR1:1000、P-mTOR(Ser2448)1:1000、P70S6K1:2000、P-P70S6K(Thr389)1:500、4E-BP11:2000、P-4E-BP1(Thr37/46)1:1000、MHC1:3000、GAPDH1:5000,所有一抗均购自Cellsignaling公司,GAPDH购自中山金桥。结果:添加5%亮氨酸并未显著影响小鼠体重与采食量,且未致血糖、胰岛素水平显著变化。补充亮氨酸组小鼠仅血浆亮氨酸水平显著高于丙氨酸对照组和空白对照组(P 0.01),而丙氨酸(P 0.05)、谷氨酸(P 0.01)和甘氨酸(P 0.01)水平则显著低于对照组,其余游离氨基酸含量无差异。腓肠肌湿重、湿重/体重比值、肌纤维横截面积与直径表现出增大的趋势,并不具有统计学意义。但肌肉蛋白总量、mVPS34与MHCⅡ的蛋白表达及mTOR、p70S6K、4E-BP1磷酸化率均显著增加(P值均小于0.01)。结论:5%比例亮氨酸具有促进骨骼肌蛋白质合成并减缓老年前期小鼠肌肉的萎缩的潜力,其机制可能涉及肌细胞内PI3KⅢ(mVPS34)/mTOR/p70S6K信号通路的活化。