目的:探讨血液透析(hemodialysis,HD)患者血清成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)与肌少症的关系,并在细胞水平初步探索尿毒症状态下FGF21与骨骼肌代谢相关信号通路的关系。方法:该前瞻性观察性研究搜集2018—2019年苏州大学附属第三医院血液净化中心接受HD的患者资料。以ELISA法检测HD患者血清FGF21浓度,同时根据第四胸椎(the fourth thoracic vertebra,T4)及第一腰椎(the first lumbar vertebra,L1)计算机断层扫描(computed tomography,CT)平面骨骼肌指数(skeletal muscle index,SMI)将患者分为肌少症组及非肌少症组,分析FGF21与肌少症的关系。体外培养小鼠C2C12成肌细胞,分别给予健康人血清、健康人血清+不同浓度FGF21、尿毒症血清、尿毒症血清+不同浓度FGF21干预细胞,并采用Western印迹法检测各组肌肉环指蛋白-1(muscle ring finger protein-1,MURF1)、肌肉萎缩相关的F-box蛋白(muscle atrophy F-box,MAFbx/Atrogin-1)、成肌分化因子(myogenic differentiation,MyoD)、肌细胞生成素(myogenin,MyoG)的表达。结果:共有118例HD患者被纳入此项研究,其中男性64例(54.2%),女性54例(45.8%),年龄为(52.64±15.29)岁。118例HD患者有CT T4图像,根据T4 SMI性别特异性最低四分位数(
P25)为截点值分组(男性 < 59.92 cm
2/m
2,女性 < 46.75 cm
2/m
2),肌少症组29例,非肌少症组89例,肌少症患者比例高达24.58%。82例患者有L1横断面图像,根据L1 SMI性别特异性最低四分位数(
P25)为截点值分组(男性 < 29.02 cm
2/m
2,女性 < 24.50 cm
2/m
2),肌少症组20例,非肌少症组62例,肌少症患者比例高达24.39%。根据T4 SMI分组结果显示,肌少症组患者血清FGF21水平高于非肌少症组,但两组间差异无统计学意义[448.52(183.96,1 684.08)ng/L比273.65(152.83,535.54)ng/L,
Z=-1.741,
P=0.082]。根据L1 SMI分组结果显示,肌少症组患者血清FGF21水平显著高于非肌少症组[460.95(188.91,1 276.38)ng/L比239.10(133.25,466.36)ng/L,
Z=-2.170,
P=0.030]。分别根据T4 SMI及L1 SMI进行分组,二元Logistic回归分析结果均显示FGF21升高是HD患者发生肌少症的独立影响因素(根据T4 SMI分组:
OR=4.085,95%
CI 1.778~9.388,
P=0.001;根据L1 SMI分组:
OR=7.327,95%
CI 1.841~29.160,
P=0.005)。在T4和L1平面,FGF21预测HD患者发生肌少症的受试者工作特征曲线下面积分别为0.636(95%
CI 0.494~0.779,
P=0.036)和0.684(95%
CI 0.535~0.833,
P=0.018)。细胞实验结果显示,在尿毒症血清中给予外源性FGF21干预后,肌管细胞MURF1、Atrogin-1表达升高,而MyoD、MyoG表达显著降低(均
P < 0.05)。
结论:HD患者血清FGF21升高与肌少症风险增加相关。FGF21在尿毒症状态下可能通过调节泛素蛋白酶体系统的表达,减少骨骼肌细胞蛋白的合成及分化,导致肌肉萎缩的发生。
肾透析、成纤维细胞生长因子、肌减少症、尿毒症、肌,骨骼、泛素蛋白酶体系统
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江苏省“333工程”培养资金资助项目BRA2020156;常州市卫生健康青苗人才培养计划CZQM2020028;常州市卫生健康委青年人才科技项目QN201907;常州市科技支撑计划-社会发展项目CE20215024;333 Personnel Training Project of Jiangsu ProvinceBRA2020156;Funding from Young Talent Development Plan of Changzhou Health CommissionCZQM2020028;Funding from Changzhou Health Commission Youth Talent Science and Technology ProjectQN201907;Funding from Science and Technology Support Social Development Project of Bureau of Science and Technology of ChangzhouCE20215024