Mechanism of Liu Junzitang in Treatment of Muscle Atrophy in Mice with Lung Cancer Cachexia Through Regulating STAT3/Ubiquitin Proteasome Pathway

Yan ZHANG; Ya-zhou SANG; Meng-wei PENG; Yu-long CHEN; Yan LIU; Cai-li ZHANG; Yao-song WU

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20220430

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Mechanism of Liu Junzitang in Treatment of Muscle Atrophy in Mice with Lung Cancer Cachexia Through Regulating STAT3/Ubiquitin Proteasome Pathway

更新时间：2022-02-07

- Mechanism of Liu Junzitang in Treatment of Muscle Atrophy in Mice with Lung Cancer Cachexia Through Regulating STAT3/Ubiquitin Proteasome Pathway
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 5, Pages: 8-15(2022)
- 作者机构：
  
  1.河南中医药大学中医药科学院，河南省中医方证信号传导重点实验室/ 河南省中医方证信号传导国际联合重点实验室，郑州 450046
  2.河南省中西医结合防治脑认知疾病工程技术研究中心，郑州 450046
  3.郑州市中西医结合防治脑认知疾病重点实验室，郑州 450046
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20220430
  CLC： R22;R242;R2-031;R285.5
- Received：11 October 2021，
  
  Published Online：13 December 2021，
  
  Published：05 March 2022
- 稿件说明：
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张艳,桑亚洲,彭梦薇等.六君子汤调控STAT3/泛素蛋白酶体途径防治肺癌恶病质小鼠肌肉萎缩的机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(05):8-15.

ZHANG Yan,SANG Ya-zhou,PENG Meng-wei,et al.Mechanism of Liu Junzitang in Treatment of Muscle Atrophy in Mice with Lung Cancer Cachexia Through Regulating STAT3/Ubiquitin Proteasome Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(05):8-15.
张艳,桑亚洲,彭梦薇等.六君子汤调控STAT3/泛素蛋白酶体途径防治肺癌恶病质小鼠肌肉萎缩的机制[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(05):8-15. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220430.

ZHANG Yan,SANG Ya-zhou,PENG Meng-wei,et al.Mechanism of Liu Junzitang in Treatment of Muscle Atrophy in Mice with Lung Cancer Cachexia Through Regulating STAT3/Ubiquitin Proteasome Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(05):8-15. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20220430.

摘要

目的

基于信号传导及转录激活因子3（STAT3）/泛素蛋白酶体途径，体内探讨六君子汤防治肺癌恶病质小鼠肌肉萎缩的作用机制。

方法

6周龄雄性C57BL/6J小鼠40只，随机分为空白组，模型组，六君子汤组，抑制剂组，六君子汤联合sttatic组（联合用药组），每组8只。除空白组外，其余各组采用小鼠肺癌细胞（Lewis细胞）右前腋下皮下接种的方法建立肺癌恶病质肌肉萎缩小鼠移植瘤模型，在造模第8天，六君子汤组给予六君子汤灌胃（9.56 g·kg

-1

·d

-1

）和抑制剂组腹腔注射抑制剂［25 mg·kg

-1

·（2 d）

-1

］治疗。药物干预3周后取材，称量小鼠体质量、腓肠肌质量；苏木素-伊红（HE）染色观察小鼠腓肠肌肌纤维病理变化及横截面积的改变；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测小鼠腓肠肌中磷酸化-STAT3（p-STAT3），STAT3，肌肉萎缩盒F基因（MAFbx），肌肉环状指基因1（MuRF1）蛋白表达，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测小鼠腓肠肌中STAT3，MAFbx，MuRF1 mRNA的表达情况。

结果

与空白组比较，模型组小鼠体质量及腓肠肌质量明显减轻，腓肠肌肌纤维横截面积明显减小，腓肠肌中p-STAT3，STAT3，MAFbx，MuRF1蛋白表达及STAT3，MuRF1，MAFbx mRNA的表达明显增加（

0.05）；与模型组比较，六君子汤组小鼠体质量、腓肠肌质量、肌纤维横截面积明显增加（

0.05），腓肠肌p-STAT3，STAT3，MuRF1，MAFbx蛋白表达及STAT3，MAFbx mRNA的表达均下降（

0.05）；与模型组比较，抑制剂组小鼠体质量及腓肠肌肌纤维横截面积增加（

0.05），抑制剂组腓肠肌p-STAT3，STAT3，MuRF1，MAFbx蛋白表达及STAT3，MAFbx mRNA表达均下降（

0.05）；与模型组比较，联合用药组小鼠体质量及腓肠肌质量增加（

0.05）；腓肠肌p-STAT3，STAT3，MuRF1蛋白表达及STAT3，MAFbx mRNA表达均下降（

0.05）；与六君子汤组比较，抑制剂组、联合用药组腓肠肌中p-STAT3蛋白表达下降（

0.05）。

结论

六君子汤可以防治肺癌恶病质小鼠肌肉萎缩，其机制可能与调控STAT3信号介导的泛素蛋白酶体途径相关蛋白和基因的表达有关。

Abstract

Objective

To explore the mechanism of Liu Junzitang in preventing and treating muscle atrophy in mice with lung cancer cachexia based on the signal transducer and activator of transcription 3（STAT3）/ubiquitin proteasome pathway

in vivo

Method

Forty C57BL/6 mice aged six weeks were randomly divided into a blank group， a model group， a Liu Junzitang group， an inhibitor group （stattic group），and a Liu Junzitang + inhibitor group （combination group）， with eight mice in each group. The cachectic muscle atrophy model was induced by subcutaneous inoculation of Lewis lung cancer cell line under the right anterior armpit in mice except those in the blank group. On the 8

day after subcutaneous inoculation， the mice in the corresponding groups received Liu Junzitang （9.56 g·kg

-1

·d

-1

） by gavage and intraperitoneal injection of stattic ［25 mg·kg

-1

·（2 d）

-1

］. After three weeks of drug intervention， the body weight and gastrocnemius muscle weight were recorded. Hematoxylin-eosin （HE） staining was used to observe the pathological changes and cross-sectional area of gastrocnemius muscle fibers in mice. Western blot was used to detect the expression of phosphorylated-STAT3 （p-STAT3）， STAT3， muscle atrophy F-box （MAFbx）， and muscle RING finger protein 1 （MuRF1） in the gastrocnemius muscle. Real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction （Real-time PCR） was used to detect the mRNA expression of STAT3， MAFbx， and MuRF1 in the gastrocnemius muscle.

Result

Compared with the blank group， the model group showed lightened body and the gastrocnemius muscle， reduced cross-sectional area of gastrocnemius muscle fibers， and increased protein expression of p-STAT3， STAT3， MAFbx， and MuRF1 and mRNA expression of STAT3， MuRF1， and MAFbx in the gastrocnemius muscle （

0.05）. Compared with the model group， the Liu Junzitang group showed increased body weight， gastrocnemius muscle weight， and cross-sectional area of gastrocnemius muscle fibers （

0.05）， and decreased protein expression of p-STAT3， STAT3， MuRF1， MAFbx， and mRNA expression of STAT3 and MAFbx in gastrocnemius muscle （

0.05）. Compared with the model group， the inhibitor group showed increased body weight and cross-sectional area of gastrocnemius muscle fibers （

0.05）， and reduced protein expression of p-STAT3， STAT3， MuRF1， MAFbx， and mRNA expression of STAT3 and MAFbx in gastrocnemius muscle （

0.05）. Compared with the model group， the combination group showed increased body weight and gastrocnemius muscle weight （

0.05），and decreased protein expression of p-STAT3， STAT3， MuRF1， and mRNA expression of STAT3 and MAFbx in the gastrocnemius muscle （

0.05）. Compared with the Liu Junzitang group， the stattic group and the combination group showed reduced expression of p-STAT3 protein in the gastrocnemius muscle （

0.05）.

Conclusion

Liu Junzitang can prevent and treat muscle atrophy in mice with lung cancer cachexia， and its mechanism may be associated with the protein and mRNA expression related to the STAT3-mediated ubiquitin proteasome pathway.

关键词

Keywords

references

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