骨骼肌生长因子、肌球蛋白及骨骼肌胶原与骨骼肌的损伤与修复

中国组织工程研究 第20卷 第37期 2016–09–09出版

Chinese Journal of Tissue Engineering Research September 9, 2016 Vol.20, No.37

P .O. Box 10002, Shenyang 110180

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·综述·

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冯剑，男，1982年生，山东省烟台市人，汉族，2010年湖北大学毕业，硕士，讲师，主要从事体育教育研究。

中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2016)37-05602-07 稿件接受：2016-06-23

骨骼肌生长因子、肌球蛋白及骨骼肌胶原与骨骼肌的损伤与修复

冯 剑(长安大学体育部，陕西省西安市 710064)

引用本文：冯剑. 骨骼肌生长因子、肌球蛋白及骨骼肌胶原与骨骼肌的损伤与修复[J].中国组织工程研究，2016，20(37): 5602-5608. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.37.019 ORCID: 0000-0001-6615-2312(冯剑)

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文题释义：

肌球蛋白：肌原纤维粗丝的组成单位。存在于横纹肌和平滑肌中。在肌肉运动中起重要作用。其分子形状如豆芽状，由2条重链和多条轻链构成。2条重链的大部分相互螺旋形地缠绕为杆状，构成豆芽状的杆;重链的剩余部分与轻链一起，构成豆芽的瓣。被激活后，具有活性的、能分解ATP 的ATP 酶。其分子量约为51万。在粗丝中，都是分子的头朝向粗丝的两端，呈纵向线性缔合排列。

肝细胞生长因子：存在于骨骼肌，通过激活静止卫星细胞刺激卫星细胞增殖并促进骨骼肌再生。

摘要

背景：骨骼肌损伤的再生与修复能力受多种因素的影响和调节，已知骨骼肌的肌球蛋白重链、骨骼肌胶原成分与骨骼肌损伤修复有关。

目的：总结骨骼肌生长因子、肌球蛋白及胶原在骨骼肌损伤后再生与修复过程中的变化及作用。

方法：检索PubMed 和万方数据库2002至2015年有关骨骼肌生长因子、肌球蛋白和骨骼肌胶原与骨骼肌损伤修复的相关中文和英文文献。通过文献资料综合运动与骨骼肌损伤修复有关的影响因素，并对骨骼肌损伤修复过程中参与骨骼肌损伤后再生的生长因子进行归纳，分析骨骼肌生长因子、肌球蛋白重链及胶原在骨骼肌损伤修复中的作用。

结果与结论：胰岛素样生长因子、成纤维细胞生长因子和肝细胞生长因子等骨骼肌生长因子对骨骼肌损伤后炎症反应起多效性调节；肌球蛋白重链可作为再生骨骼肌的特异性标记物；Ⅰ、Ⅲ型胶原及其纤连蛋白mRNA 表达作为再生肌纤维的支持骨架，对骨骼肌损伤后的再生与修复质量有着十分重要的意义。 关键词：

组织构建；组织工程；骨骼肌；骨骼肌生长因子；肌球蛋白；胶原蛋白

主题词：

肌，骨骼；生长因子；肌球蛋白；胶原

Roles of skeletal muscle growth factors, myosin, and collagen in the repair of injured skeletal muscle

Feng Jian (Department of Sports, Chang'an University, Xi’an 710064, Shaanxi Province, China)

Abstract

BACKGROUND: Regeneration and repair of injured skeletal muscle are influenced by a variety of factors. Skeletal muscle myosin heavy chain and skeletal muscle collagen content are known to be involved in the

ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH

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Feng Jian, Master, Lecturer, Department of Sports, Chang'an University, Xi’an 710064, Shaanxi Province, China

repair of injured skeletal muscle.

OBJECTIVE: To summarize the changes and roles of skeletal muscle growth factors, myosin, and collagen in the repair of injured skeletal muscle.

METHODS: A computer-based online search was conducted in PubMed and Wanfang databases from 2002 to 2015 to screen the relevant literatures. Roles of skeletal muscle growth factors, myosin, and collagen in the repair of injured skeletal muscle was summarized by collecting the data regarding the factors influencing exercise and the repair of injured skeletal muscle, and growth factors involved in the regeneration and repair of injured skeletal muscle.

RESULTS AND CONCLUSION: Insulin-like growth factor, fibroblast growth factor and hepatocyte growth factor regulate inflammation after skeletal muscle injury extensively. Myosin heavy chain is considered as a specific marker for skeletal muscle regeneration. Types I and III collagen and fibronectin functioning as a skeleton for skeletal muscle fiber play critical roles in the regeneration and repair of injured skeletal muscle.

Subject headings: Muscle, Skeletal; Somatomedins; Myosins; Collagen

Cite this article: Feng J. Roles of skeletal muscle growth factors, myosin, and collagen in the repair of injured skeletal muscle. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2016;20(37):5602-5608.

0 引言 Introduction

骨骼肌损伤多由周期性耐力运动所致，比较常见的有撕裂性、顿挫性、牵拉性等，骨骼肌损伤后往往因为愈合时间长、局部瘢痕组织形成而影响最终愈合质量，容易再次损伤。如何快速有效地修复骨骼肌损伤，并提高伤后的愈合质量是目前研究的热点。然而在近些年的一些研究中也可以看到骨骼肌损伤后可迅速启动修复过程，这也受到多种因子单独或联合作用的调控[1-2]。在骨骼肌损伤与修复过程中主要通过靶向抑制一些转录因子、转录激活途径关键酶、细胞通讯连接重要蛋白以及各种信号通路中关键蛋白的翻译而发挥调控作用。骨骼肌在损伤阶段有肌纤维坏死和炎症因子的浸润，修复阶段有骨骼肌卫星细胞的激活增殖分化[3-4]。骨骼肌损伤后卫星细胞被激活，进而增殖分化，与原来肌纤维融合完成修复过程。近年来，已有研究证实多种细胞因子、骨骼肌肌球蛋白重链参与了骨骼肌各项生命生理活动的调节[5-8]。

骨骼肌损伤后的T 细胞和NK 细胞共同作用抑制保护性Th1免疫[9]。骨骼肌损伤后48h 内将发生促炎性过程，如趋化因子信号传导和白细胞浸，微阵列分析发现骨骼肌损伤后有14种趋化因子基因表达上调，其中12种参与了巨噬细胞或嗜中性粒细胞趋化作用，巨噬细胞有关的趋化因子CCL2和CCL7相对定量水平在损伤后8 h 达到峰值，且在损伤后8-48 h 上调达到峰值。巨噬细胞相关的趋化因子和它们的受体在损伤后48 h 上调达到峰值。

白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α促炎性细胞因子水平表达增加。骨骼肌生长因子对纤维化和炎症起多效性调节，在骨骼肌损伤后肌肉收缩

性能恢复加速损伤骨骼肌的修复中起重要作用。巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)是一种造血生长因子，在骨骼肌损伤中起重要作用[7]。转化生长因子β是一个促炎性细胞因子，调节多种组织的损伤，转化生长因子β抑制促进骨骼肌损伤的修复[10-11]。

肌球蛋白是一种普通的真核细胞运动性蛋白，能和肌动蛋白结合形成细胞如胞质分裂和肌肉收缩等所需的物质，在肌细胞中表达非常丰富，是骨骼肌细胞重要的结构和功能蛋白，主要由2条重链和2对不对称的轻链组成[12]。其中肌球蛋白重链在肌肉细胞中表达有多种同功异构型，同功型之间在一定条件下的相互转换和骨骼肌的收缩性能之间有密切的关系。肌球蛋白重链同功型被认为是决定肌纤维快、慢类型的主要因素[13-14]。骨骼肌肌损伤后损伤水平以下的骨骼肌肌球蛋白重链各亚型mRNA 和蛋白水平发生适应性变化，表现为慢肌球蛋白重链亚型表达下调，快肌球蛋白重链亚型表达上调。肌球蛋白重链-mRNA 的适应性变化先于蛋白的变化。文章将对骨骼肌生长因子、肌球蛋白及骨骼肌胶原与骨骼肌损伤修复的作用进行综述。

1 资料和方法 Data and methods

1.1 资料来源 由第一作者在PubMed 和万方数据库检索2002至2015年有关骨骼肌生长因子、肌球蛋白和骨骼肌胶原与骨骼肌损伤修复的相关中文和英文文献。

检索词：骨骼肌损伤，胰岛素样生长因子、成纤维细胞生长因子和肝细胞生长因子，肌球蛋白，胶原，skeletal muscle injury ，fibroblast growth factor ，