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研究目的:研究证明在骨骼肌损伤模型的各个阶段,都有一些产生自由基的潜在位点,即氧自由基产生导致的氧化应激在骨骼肌损伤和修复的整个过程中,都是一个重要的因素。雌激素由于其抗氧化结构特性,是否能在骨骼肌损伤和修复过程中发挥其抗氧化作用,从而保护和预防肌肉免受损伤和炎症,目前国内外研究较少,因此本研究在建立过氧化氢诱导的小鼠C2C12成肌细胞氧化损伤的基础上,探讨雌激素补充对骨骼肌细胞氧化损伤的保护作用,并探讨相关的机制,为雌激素治疗和预防骨骼肌损伤提供细胞水平的实验依据。研究方法:本实验以小鼠C2C12成肌细胞为研究对象,建立过氧化氢诱导的细胞氧化应激模型,细胞传代培养达到80%融合后,更换无血清培养基进行分组并设置复孔,实验分为对照组(C组,空白对照组)、雌激素组(E组,用1μmol/L的17β-雌二醇预处理1小时)、过氧化氢组(H组,加入1mmol/L过氧化氢)、雌激素过氧化氢组(EH组,用1μmol/L的17β-雌二醇预处理1小时后加入1mmol/L过氧化氢)。干预结束后分别检测培养液中乳酸脱氢酶(LDH)活性;细胞内活性氧(ROS)生成、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性;MTT法检测细胞活力;以及相关蛋白的表达。研究结果:1.细胞毒性(1)细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)活性与对照组(C组)相比,雌激素组(E组)没有显著差别(297.33±18.88U/L,304.00±8.72 U/L,P=0.352),过氧化氢组(H组)显著增加(297.33±18.88U/L,502.67±7.01 U/L,P<0.001),与过氧化氢组(H组)相比,雌激素过氧化氢组(EH组)显著降低(502.67±7.01 U/L,403.33±10.25 U/L,P<0.001)(2)计算细胞毒性结果与对照组(C组)相比,雌激素组(E组)没有显著差别(31.25±1.98%,31.95±0.92%,P>0.05);过氧化氢组(H组)显著增加(31.25±1.98%,52.84±0.74%,P<0.001);与过氧化氢组相比,雌激素过氧化氢组(EH组)显著降低(52.84±0.74%,40.30±5.21%,P<0.001)。2.检测各组细胞的DCF产物相对荧光水平与对照组(C组)相比,雌激素组(E组)没有显著性差异(100%,116.67±17.51%,P=0.206),过氧化氢组(H组)显著增加(100%,606.67±21.60%,P<0.001);与过氧化氢组(H组)相比,雌激素过氧化氢组(EH组)显著降低(606.67±21.60%,251.67±34.30%,P<0.001)。3.细胞活力(1)MTT法检测各组细胞吸光度值与对照组(C组)相比,雌激素组(E组)无显著差别(0.36±0.04,0.37±0.03,P=0.504),过氧化氢组(H组)显著下降(0.36±0.04,0.34±0.04,P<0.01);与过氧化氢组(H组)相比,雌激素过氧化氢组(EH组)显著增加(0.34±0.04,0.352±0.04,P<0.01)。(2)细胞相对活力结果与对照组(C组)相比,雌激素组(E组)无显著差别(100%,100.38±1.55%,P>0.05),过氧化氢组(H组)显著降低(100%,94.05±1.30%,P<0.001);与过氧化氢组相比,雌激素过氧化氢组(EH组)显著增加(94.05±1.30%,96.76±1.68%,P<0.01)。4.细胞内SOD、CAT活性检测结果(1)细胞内SOD活性检测结果与对照组(C组)相比,雌激素组(E组)没有显著差别(38.31±1.00U/mg,37.54±0.56U/mg,P=0.079),过氧化氢组(H组)显著降低(38.31±1.00U/mg 31.94±0.76U/mg,P<0.001);与过氧化氢组相比,雌激素过氧化氢组(EH组)显著增加(31.96±0.77U/mg,34.36±0.44 U/mg,P<0.01)。(2)细胞内CAT活性检测结果与对照组(C组)相比,雌激素组(E组)没有显著差别(25.92±0.67U/mg,25.95±0.52U/mg,P=0.917),过氧化氢组(H组)显著降低(25.92±0.69U/mg,22.31±0.64U/mg,P<0.001);与过氧化氢组相比,雌激素过氧化氢组(EH组)显著增加(22.31±0.64U/mg,25.29±0.70U/mg,P<0.001)。5.细胞内Nrf2、p-Nrf2、HO-1蛋白的表达检测结果(1)Nrf2蛋白印迹结果过氧化氢组(H组)较正常对照组表达量(C组)有所减弱(P<0.01),雌激素组(E组)显著增强(P<0.01);与过氧化氢组(E组)相比,雌激素过氧化氢组(EH组)Nrf2表达有所增强(P<0.01)。(2)Nrf2的磷酸化蛋白印迹结果雌激素组(E组)、过氧化氢组(H组)较正常对照组(C组)表达量均有所增加(P<0.01);较过氧化氢组(H组),雌激素过氧化氢组(EH组)Nrf2的磷酸化的表达同样有所增强(P<0.01)。(3)HO-1蛋白印迹结果过氧化氢组(H组)较正常对照组表达量(C组)有所减弱(P<0.01),雌激素组(E组)显著增强(P<0.01);与过氧化氢组(E组)相比,雌激素过氧化氢组(EH组)HO-1表达有所增强(P<0.01)。研究结论:1.雌激素能够改善过氧化氢诱导的小鼠C2C12成肌细胞氧化损伤,其机制为降低细胞内活性氧的生成,提高细胞内超氧化物歧化酶(SOD)过氧化氢酶(CAT)活性,提高Nrf2蛋白及其下游蛋白HO-1蛋白的表达和Nrf2磷酸化。2.小鼠C2C12成肌细胞在没有氧化损伤的情况下,雌激素能够提高Nrf2蛋白的表达和磷酸化,但并不能降低细胞内活性氧的生成、提高细胞内超氧化物歧化酶(SOD)过氧化氢酶(CAT)活性。