氨基胍半硫酸盐通过AKT/FOXO1通路改善mdx小鼠杜氏肌营养不良症的线粒体自噬、氧化应激和肌力

背景：杜氏肌营养不良症（DMD）是一种常见的致命性退行性肌肉疾病，目前尚无有效治疗方法。DMD的mdx小鼠模型表现出肌肉性能受损、氧化应激和自噬功能障碍。尽管抗氧化治疗可能改善mdx表型，但其精确的分子机制仍不清楚。本研究探讨了活性氧（ROS）抑制剂氨基胍半硫酸盐（AGH）对mdx小鼠线粒体自噬、氧化应激和肌力的影响。方法：将雄性野生型（WT）和mdx小鼠分为三组：WT组、mdx组和AGH处理的mdx组（6周龄，腹腔注射40 mg/kg，持续两周）。进行了基因表达、蛋白质印迹、H&E染色、免疫荧光、ROS测定、TUNEL凋亡、谷胱甘肽活性和肌力测量。统计比较采用单因素方差分析。结果：AGH治疗显著降低了mdx小鼠中LC3和p62的蛋白水平，表明自噬活性和清除受损线粒体的能力得到改善。AGH恢复了线粒体自噬相关基因Pink1和Parkin的表达，并增加了Mfn1，重新平衡了线粒体动力学。它还增加了Pgc1α和mtTFA水平，促进了线粒体生物发生。ROS水平降低，Prdx3和MnSOD表达升高，改善了线粒体抗氧化防御。AGH使GSSG/GSH比值正常化，并降低了谷胱甘肽还原酶和过氧化物酶的活性，进一步改善了氧化还原稳态。此外，AGH减少了凋亡，表现为TUNEL阳性细胞减少和caspase-3表达降低。组织学分析显示肌肉损伤减轻，胚胎和新生肌球蛋白表达纤维减少。AGH改变了纤维组成，降低了MyH7，同时增加了MyH4和MyH2。肌力显著改善，单收缩和强直收缩力增加。机制上，AGH调节了AKT/FOXO1通路，降低了myogenin和Foxo1，同时增加了MyoD。结论：AGH治疗通过AKT/FOXO1通路恢复了线粒体自噬，减少了氧化应激、凋亡，并改变了肌纤维组成，从而共同改善了mdx小鼠的肌力。我们提出AGH作为DMD及相关肌肉疾病的潜在治疗策略。