肿瘤坏死因子样弱凋亡诱导因子在慢性阻塞性肺疾病大鼠模型中对股四头肌萎缩及纤维类型改变的影响

背景：在慢性阻塞性肺疾病（COPD）中，股四头肌的无力及肌肉量丢失已被证明可预测患者的生存率和死亡率。肿瘤坏死因子样弱凋亡诱导因子（TWEAK）作为肿瘤坏死因子超家族的成员，最近被确定为骨骼肌消耗和代谢功能障碍的关键调节因子。因此，我们的目的是研究TWEAK在COPD模型大鼠股四头肌萎缩和纤维类型转化中的作用及其可能的通路。方法：将44只健康成年雄性Wistar大鼠随机分为两组：正常对照组（n=16）和COPD模型组（n=28）。COPD组暴露于香烟烟雾90天，并在第15天注射猪胰弹性蛋白酶，而对照组仅注射生理盐水。处理后，测量股四头肌重量，并进行苏木精和伊红染色以观察肺和股四头肌组织的结构变化。免疫组织化学染色用于确定TWEAK、核因子（NF）-κB、肌环指（MuRF）-1和增殖激活受体共激活因子（PGC）-1α蛋白在股四头肌中的定位，并用Western blotting评估蛋白表达水平。结果：与对照组相比，COPD模型大鼠的股四头肌重量显著降低（P<0.05），并伴有纤维萎缩和纤维排列紊乱、相邻肌纤维间隙增大、细胞核数量显著减少（P<0.05）及大小分布不均。纤维类型的比例也显著改变（P<0.05）。此外，COPD模型大鼠股四头肌中TWEAK的表达显著高于对照组（P<0.05），并且与股四头肌萎缩及纤维类型改变显著相关（P<0.05）。NF-κB、MuRF1和PGC-1α的表达水平在两组间也有显著差异（P<0.05）。结论：这些数据共同表明，TWEAK水平的升高可能导致骨骼肌萎缩和纤维类型改变，这可能与泛素-蛋白酶体通路的激活有关，涉及NF-κB、MuRF1和PGC-1α作为潜在调节因子。这些在大鼠中的初步结果表明，TWEAK可能是治疗COPD肌肉萎缩的潜在靶点。