腹部LIPUS通过肠肌轴改善模拟的微重力诱导的骨肌缩

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 微生物学 微生物学
• 身体生理学 身体生理学

背景情况:

• 模拟的微重力,由后肢卸载 (HU) 引起,导致骨肌肉缩.
• 肠道微生物群失调与肌肉缩有关,但需要针对这一轴的治疗干预措施.

研究的目的:

• 调查腹部低强度脉冲超声波 (LIPUS) 是否可以通过调节肠道微生物群来预防HU诱导的骨肌缩.
• 探索潜在的机制,包括肠肌轴和短链脂肪酸 (SCFA) 生产.

主要方法:

• 小鼠接受了后肢卸载 (HU),每天进行腹部LIPUS治疗或不进行,持续28天.
• 从接受LIPUS治疗的小鼠向HU小鼠进行了便微生物群移植 (FMT),以评估微生物的影响.
• 分析了肠道微生物组成,肠道屏障完整性,SCFA水平和肌肉特异性基因表达.

主要成果:

• 腹部LIPUS部分逆转了HU诱导的肠道失调,并恢复了肠道屏障的完整性.
• LIPUS治疗增加了SCFA水平,这与肌肉功能有积极的相关性.
• 利普斯调节的肌肉缩和生长基因表达 (下调MSTN,ActRIIB;上调Akt,mTOR),防止肌肉损失.
• 来自接受LIPUS治疗的捐赠者的FMT复制了直接接受LIPUS治疗时观察到的肠道和肌肉益处.

结论:

• 在模拟的微重力模型中,腹部LIPUS改善了骨肌肉缩.
• 利普斯通过调节肠肌轴来起作用,恢复肠道微生物群平衡,并增强SCFA的产生.
• 这项研究将LIPUS作为一种潜在的非侵入性治疗策略,用于在诸如太空飞行和患者康复等条件下治疗肌肉缩.