第一部分D-半乳糖导致肌肉衰减综合征动物模型的建立及机制研究目的肌肉衰减综合征(sarcopenia)是一种增龄性的骨骼肌质量减少,伴有骨骼肌力量和骨骼肌功能减退的综合征。是一种严重影响老年人生活质量,提高老年人跌倒率和全因死亡率的慢性退行性疾病。因此建立快速的肌肉衰减综合征小鼠模型,并探究其生物指标的变化对健康老龄化意义重大。本研究首先希望在D-半乳糖衰老模型的基础上建立肌肉衰减综合征模型,探索D-半乳糖剂量,处理周期及合适的评价方法。此外,Wnt信号通路是骨骼肌衰老过程中的重要信号通路,影响骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。我们希望探索该信号通路在D-半乳糖诱导的模型肌肉衰减过程中的变化。方法将18只8周龄C57BL/6雄性小鼠随机分为3组,每组6只:对照组(CONTROL:0.9%生理盐水)、低剂量组(D-GAL-L:200mg/kg D-半乳糖生理盐水溶液)、高剂量组(D-GAL-H:400mg/kg D-半乳糖生理盐水溶液),连续腹腔注射8周。每周测量一次小鼠摄食量、体重和握力。利用转棒疲劳仪测量小鼠1Omins的掉落次数,双能射线法(DXA)测量小鼠的体成分,综合评价小鼠的肌肉质量和功能。ELISA试剂盒检测血清中肌肉生长抑制素(GDF-8)含量。用胫骨前肌HE染色切片观察肌纤维组织形态学变化。利用蛋白免疫印迹和Real Time-PCR的方法检测三组小鼠骨骼肌中肌肉萎缩和Wnt信号相关蛋白的表达水平的差异。结果不同浓度D-半乳糖模型组的小鼠均出现衰老的表型。高剂量模型组(0.269±0.06kg)小鼠握力低于对照组(0.303±0.04kg),但没有统计学意义(P=0.22)。与此同时,高剂量模型组的小鼠转棒掉落时间显著低于对照组(P<0.05)。处理过程中小鼠体重一直在增长,造模结束后各组体重无明显差异。D-半乳糖模型组瘦体重及瘦体重占总体重的比值显著低于对照组(P<0.05)。胫骨前肌HE染色显示肌肉间隙变大,结构不致密。模型组血清SOD含量显著下降(P<0.01),MDA含量有明显升高,差异有显著性(P<0.05)。此外,小鼠血清的GDF-8水平明显升高(P<0.01)。与此同时,股四头肌GDF-8的mRNA相对表达量有明显上调(P<0.01)。而股四头肌IGF-1受体和IGF-1均无明显变化。此外,D-半乳糖处理的模型组GSK-3蛋白表达量和mRNA相对表达量有升高趋势,β-catenin蛋白表达量和mRNA相对表达量也有升高趋势。股四头肌MyoDmRNA相对表达量显著上升(P<0.01),而Pax7mRNA相对表达量显著下降(P<0.01)结论连续皮下注射D-半乳糖8周,剂量为400 mg/kg,可导致C57BL/6小鼠衰老并骨骼肌衰减,伴随出现肌肉力量下降,肌肉质量减少,运动能力减弱的症状,符合肌肉衰减综合征的诊断标准。D-半乳糖处理有可能通过激活Wnt经典通路促进成肌细胞分化,但是减弱成肌细胞增殖,提高肌肉萎缩相关基因表达,诱导小鼠出现了肌肉衰减综合征症状。第二部分D-半乳糖肌肉衰减综合征体外模型的建立与机制研究目的成肌细胞是骨骼肌细胞的前体细胞,而肌肉生长修复过程需要骨骼肌卫星细胞被激活成为成肌细胞再进一步分化为骨骼肌细胞。在动物模型中我们已经发现,D-半乳糖模型组小鼠会出现肌肉质量减少,肌肉力量减弱,运动能力下降的症状,但是D-半乳糖导致肌肉衰减的机制并不明确。因此我们希望用C2C12成肌细胞在体外环境讨论D-半乳糖对肌肉的影响,进一步探究D-半乳糖造成小鼠肌肉衰减的机理。方法在C2C12成肌细胞中分别加入含有浓度梯度(0g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、60g/L、80g/L)的D-半乳糖完全培养基,用CCK8法检测细胞增殖活性的变化,用流式细胞仪检测细胞周期的变化,用β-半乳糖苷酶检测D-半乳糖干预后(0 g/L、10g/L、20g/L)成肌细胞是否发生了衰老。D-半乳糖以0 g/L,5g/L,10g/L,15g/L,20g/L,50g/L浓度梯度处理C2C12,用蛋白质免疫印迹检测有成肌潜力的卫星细胞标记蛋白Pax7和分化标志性蛋白MyoD,从而分析D-半乳糖对成肌细胞增殖潜力和分化状态的影响。最后用免疫荧光染色的方法检测细胞分化标志性蛋白MyoD的变化。结果与对照组相比,D-半乳糖模型组增殖活性呈浓度和时间依赖性降低。D-半乳糖模型组(20 g/L)细胞的G1和G2期细胞比例变大。S期比例变小,说明C2C12细胞增殖活性变弱。此外,β-半乳糖苷酶染色中,D-半乳糖模型组的细胞明显出现了更多的蓝色着色,说明D-半乳糖会加速成肌细胞C2C12的衰老。D-半乳糖能够呈浓度依赖性地降低成肌细胞C2C12细胞中MyoD和Pax7的表达量。结论用D-半乳糖处理C2C12能降低成肌细胞增殖活性和分化能力,这是可能的D-半乳糖诱发肌肉衰减综合征的机制。D-半乳糖处理的C2C12可以被用于高通量筛选抗肌衰营养因子。第三部分在动物和细胞水平验证熊果酸对肌肉衰减综合征的预防作用目的根据目前文献证据,熊果酸有潜在的抗肌肉衰减功能,国外也有研究表明苹果皮有保护骨骼肌的潜能,其有可能的有效性成分是熊果酸。但是据我们所知,目前还没有研究者完整评价熊果酸对动物肌肉力量、肌肉质量、运动能力三方面的影响,从而评价熊果酸对肌肉衰减综合征的影响。因此,我们在体内和体外水平上分别对熊果酸对肌肉衰减综合征的干预作用进行了评价。方法每组10只C57小鼠,共4组,连续腹腔注射加灌胃8周。给药剂量为D-半乳糖400mg/kg/d,熊果酸混悬液100mg/kg/d灌胃。分组方式为D-半乳糖熊果酸模型组、D-半乳糖模型组、D-半乳糖加熊果酸模型组、生理盐水对照组。结束后测量小鼠体重、握力、转棒掉落时间。隔天麻醉后用DXA测量体成分。用熊果酸干预被D-半乳糖处理过的成肌细胞C2C12,用CCK8法判定细胞增殖活性,以及用肌纤维胚胎型肌球蛋白重链(eMyHC)免疫荧光染色表现熊果酸对成肌细胞分化趋势的影响。结果熊果酸可以明显缓解D-半乳糖对小鼠运动能力(转棒掉落时间)的损伤(P<0.05),但在瘦体重和握力方面缓解效果没有统计学差异。熊果酸可以明显提升D-半乳糖干预的细胞增殖活性(CCK8)以及细胞分化水平。结论熊果酸可以在一定程度上缓解D-半乳糖造成的小鼠动物模型肌肉衰减的症状。熊果酸可能通过促进成肌细胞增殖和分化,缓解肌肉衰减综合征的进展。第四部分山楂摄入频率与肌肉衰减综合征相关性的人群调查目的有研究表明营养因素是影响老年人肌肉衰减的重要因素。关于膳食摄入及生活方式的人群调查可以较好地表达营养因素和某些疾病的相关性。因此,在体内和体外实验中进行抗肌肉衰减功效性评价,再在人群调查中验证筛选出的潜在营养因子,可以更高效准确的找到肌肉衰减综合征的营养干预方式。因此,我们设计了一项横断面研究来调查膳食摄入量与中国老年人群中肌肉衰减综合征患病率之间的关系。并以富含熊果酸的山楂摄入为例,探讨了不同摄入频率与老年人肌肉衰减之间的关系。方法本研究采用社区卫生中心的健康体检数据,在体检过程中随机抽取受试者进行肌肉功能评价。山楂摄入量由食物频率法问卷获得,老年人肌肉衰减综合征的判断标准根据亚洲老年人肌肉衰减委员会建议的诊断标准进行。将人群按照山楂摄入频率分为四组:<1次/周,1-3次/周,4-6次/周,和≥7次/周。采用多元logistic回归模型评价山楂摄取量与骨骼肌减少的关系。并在不同模型中调整了年龄、性别、BMI、吸烟、饮酒状况、受教育程度、工作状况(是否农民)、家庭收入、个人病史、总能量摄入、膳食模式、抑郁水平、婚姻状况、是否独居以及苹果摄入等有可能的混杂因素。结果本研究共纳入研究对象1677名,所有的参与者的平均年龄是68.1±5.1(60.1,90.0)岁,总肌肉衰减征患病率为15.2%(255名),肌肉衰减综合征患者的平均年龄为67.4±6岁。每周摄入4～6次山楂与老年人群中较低肌肉衰减综合征患病率(7%)有相关性(P<0.05),调整了年龄、性别、BMI、吸烟、饮酒状况、受教育程度、工作状况(是否农民)、家庭收入、个人病史:心血管疾病、脑卒中、癌症、高血压、高血脂、糖尿病、总能量摄入、膳食模式、抑郁水平、婚姻状况、是否独居以及苹果摄入等有可能影响肌肉衰减征患病率的混杂因素后,每周摄入4～6次山楂与老年人群中较低肌肉衰减综合征患病率依然有相关性。小结适量食用山楂与最低的肌肉衰减综合征患病率有相关性。提示日常饮食中山楂的摄入有可能有助于预防增龄性骨骼肌减少。第五部分50岁及以上成年人中血清维生素D与握力之间的相关性目的握力(HGS)在50岁左右开始加速下降。许多在老年人中进行的研究表明维生素D和HGS之间存在显著关系,但在年龄范围更广泛的参与者中进行的研究得出了相互矛盾的结果。此项基于人群的横断面研究的目的,是将50岁作为一个特定的切点值,来研究维生素D和HGS之间的关系。方法参与者来自TCLSIH队列的5102名参与者(2911名男性,2191名女性)。25羟维生素D(25(OH)D)的血清浓度用酶联免疫测定法测定。分别对男性和女性,以50岁作为切点,按血清25(OH)D浓度进行四分位数分组。运用协方差分析方法探讨了两者之间的关系。结果在年龄在50岁以上的男性中(调整潜在混杂因素后),按照血清25(OH)D浓度分组后在各组中HGS/体重的平均值(95%可信区间)分别为0.523(0.430～0.638)、0.545(0.44～0.664)、0.543(0.46～0.661)、0.546(0.44-0.664),呈现出正相关趋势(P<0.01)。然而,50岁以下的男性和整个年龄范围的女性都内没有观察到血清25(OH)D浓度与HGS的关系。结论50岁以上男性血清25(OH)D浓度与HGS显著相关,排除混杂因素后相关性依然显著。需要进一步的研究来阐明血清25(OH)D浓度与不同年龄和性别HGS的关系。