The acute muscle injuries, includin

The acute muscle injuries, including crush, contusion, laceration or freezing are common. They are classified on the basis of inflammatory process in the early stage. On the one hand, infiltration of inflammatory cells following muscle injury promotes regeneration by clearing debris, engulfment and digestion of necrotic cell bodies. The other hand, inflammatory cells can produce growth factors and cytokines involved in the muscle regeneration process [1]. Inflammation of injured muscle has been interpreted as indicating an early stage of muscle regeneration because of the ability of neutrophils and macrophages accumulated at the site of damage to release soluble molecules, which are capable of affecting the transcriptional activity and the viability of regenerating muscle cells. However, excessive and prolonged inflammatory response can delay the regeneration, damage the normal muscle fibers, and even lead to muscle fibrosis, or chronic myoinjury [2]. It would be important to be able to attenuate the inflammatory response and decrease inflammatory cells infiltration reasonably in order to coordinate between inflammatory and regeneration process, resulting in better muscle functional recovery after myoinjury.

Nitric oxide (NO), the smallest signaling molecule known, synthesized from L-arginine by NO synthase (NOS) enzymes and plays an important role in skeletal muscle regeneration after injury [3]. In addition, NO is the characteristic key molecule that have been linked to the mechanical-stretch signal pathway of skeletal muscle [4]. Neuronal NOS (nNOS) and the endothelial NOS (eNOS) isoforms are constitutively expressed under non-pathological skeletal muscle. Inducialbe NOS (iNOS) is expressed in skeletal muscle primarily under severe inflammatory conditions, such as in the course of autoimmune inflammatory myopathies and acute myoinjury (e.g. crush injury and cardiotoxin injection) [5, 6, 7]. NO has been shown to enhance repair of the damaged muscle via actions on survival, activation and differentiation of myogenic precursor cell, via different signalling pathways [8]. NO action in muscle inflammation has been investigated and found to be multifaceted. For example, Hickey et al. showed that, in iNOS-deficient mice inflammatory cell infiltration of the skeletal muscle appears to be reduced [9]. However, McCafferty et al. [10] and Rigamonti et al. [7] supported iNOS-derived NO contribute to the protective response to injury by reducing the extent of leukocyte infiltration and by establishing an effective homeostatic inflammatory response of the skeletal muscle upon damage. The report from the team of Rovere-Querini P suggested that, expression levels of chemokines in iNOS-deficient muscles significantly higher than their wild type counterparts and display more infiltrating neutrophils after injury and a persistence of macrophages at later time points [11]. Recently we induced the proliferation of C2C12 myoblasts through the in vitro mechanical-stretch and detected the increased expression of NOS proteins. Our further work indicates that NO donor SNP reduced the levels of TLR3 and of proteins known to represent potential autoantigens [12]. Collectively, these findings show that the beneficial role of NO in muscle inflammation and repair processes after injury. However, the more detailed and definite data are necessary to clarify the effects of NO, which greatly increased its level in local muscle upon damage, on inflammatory process after myoinjury.

In this study, we explored the role of NO during inflammation process in Notexin model of skeletal muscle injury using an NO synthase inhibitor (nitro-L-arginine methylester: L-NAME) and an NO donor (sodium nitroprusside: SNP). Multiple inflammatory parameters, including mononuclear cell infiltration and apoptosis, the expression of muscle-autoantigens and TLRs, cytokines and chemokines associated with the preferential muscle tissue infiltration by inflammatory cells, were explored on day 4 and 7 post-injury. We observed the reduced monocytes/macrophages infiltration, and the increase number of apoptotic cells in the damaged muscle treated with SNP comparing to untreatment. As well, SNP treatment down-regulated mRNA and protein levels of autoantigens and TLR3, and mRNA levels of TNF-α, IL-6, MCP-1, MCP-3, and MIP-1α in damaged muscle. On the contrary, L-NAME induced more severe intramuscular infiltration of inflammatory cells, and mRNA level elevation of the above inflammatory mediators. Notably, we observed an increased number of MHC-I (H2-Kb) positive new myofibers, and of the infiltrated CD8+ T cells in damaged muscle at the day 7 after L-NAME treatment. Taken together, these results support a beneficial role of NO in skeletal muscle repair through the down-regulation of muscle inflammatory responses.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การบาดเจ็บของกล้ามเนื้อเฉียบพลันรวมทั้งทุบฟกช้ำ, การฉีกขาดหรือแช่แข็งเป็นเรื่องธรรมดา พวกเขาจะจัดบนพื้นฐานของกระบวนการอักเสบในช่วงเริ่มต้น ในมือข้างหนึ่ง, การแทรกซึมของเซลล์อักเสบต่อไปนี้การบาดเจ็บของกล้ามเนื้อส่งเสริมการฟื้นฟูโดยการล้างเศษทนและการย่อยอาหารของร่างกายเซลล์ตาย ตรงกันข้ามเซลล์อักเสบสามารถผลิตปัจจัยการเจริญเติบโตและ cytokines ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการฟื้นฟูกล้ามเนื้อ [1] การอักเสบของกล้ามเนื้อได้รับบาดเจ็บได้รับการแปลเป็นแสดงให้เห็นในช่วงเริ่มต้นของการฟื้นฟูกล้ามเนื้อเพราะความสามารถของนิวโทรฟิและขนาดใหญ่สะสมที่เว็บไซต์ของความเสียหายที่จะปล่อยโมเลกุลที่ละลายน้ำได้ซึ่งเป็นความสามารถในการส่งผลกระทบต่อกิจกรรมการถอดรหัสและมีศักยภาพในการปฏิรูปเซลล์กล้ามเนื้อ แต่ตอบสนองการอักเสบมากเกินไปและเป็นเวลานานสามารถชะลอการฟื้นฟูความเสียหายเส้นใยกล้ามเนื้อปกติและได้นำไปสู่การเกิดพังผืดกล้ามเนื้อหรือ myoinjury เรื้อรัง [2] มันจะเป็นสิ่งสำคัญที่จะสามารถที่จะเจือจางตอบสนองการอักเสบและลดการแทรกซึมเซลล์อักเสบพอสมควรในการที่จะประสานงานระหว่างกระบวนการอักเสบและการฟื้นฟูผลในการกู้คืนการทำงานของกล้ามเนื้อดีขึ้นหลังจาก myoinjury. ไนตริกออกไซด์ (NO), สัญญาณโมเลกุลที่เล็กที่สุดที่รู้จักกันสังเคราะห์ จาก L-arginine โดยเทส NO (NOS) เอนไซม์และมีบทบาทสำคัญในการฟื้นฟูกล้ามเนื้อโครงร่างหลังจากได้รับบาดเจ็บ [3] นอกจากนี้ไม่เป็นโมเลกุลที่สำคัญลักษณะที่ได้รับการเชื่อมโยงกับทางเดินสัญญาณกลยืดของกล้ามเนื้อโครงร่าง [4] เส้นประสาท NOS (NNOS) และ endothelial NOS (eNOS) ไอโซฟอร์มจะแสดง constitutively ภายใต้กล้ามเนื้อโครงร่างที่ไม่พยาธิวิทยา Inducialbe NOS (iNOS) จะแสดงในกล้ามเนื้อโครงร่างส่วนใหญ่อยู่ภายใต้เงื่อนไขการอักเสบอย่างรุนแรงเช่นในหลักสูตรของ myopathies อักเสบ autoimmune และเฉียบพลัน myoinjury (เช่นปิ๊การบาดเจ็บและการฉีด cardiotoxin) [5, 6, 7] ไม่ได้รับการแสดงเพื่อเพิ่มการซ่อมแซมกล้ามเนื้อเสียหายผ่านการดำเนินการเกี่ยวกับการอยู่รอดการเปิดใช้งานและความแตกต่างของเซลล์สารตั้งต้น myogenic ผ่านเส้นทางการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน [8] การดำเนินการในการอักเสบของกล้ามเนื้อไม่ได้รับการตรวจสอบและพบว่ามีหลายแง่มุม ตัวอย่างเช่น Hickey และคณะ แสดงให้เห็นว่าในหนู iNOS ขาดการแทรกซึมของเซลล์อักเสบของกล้ามเนื้อโครงร่างดูเหมือนจะลดลง [9] อย่างไรก็ตาม McCafferty และคณะ [10] และ Rigamonti และคณะ [7] สนับสนุน iNOS มาไม่นำไปสู่การตอบสนองต่อการป้องกันการบาดเจ็บโดยการลดขอบเขตของการแทรกซึมของเม็ดเลือดขาวและโดยการสร้างการตอบสนองการอักเสบที่มีประสิทธิภาพ homeostatic ของกล้ามเนื้อโครงร่างตามความเสียหาย รายงานจากทีมงานของ Rovere-Querini P ชี้ให้เห็นว่าระดับการแสดงออกของ chemokines ใน iNOS ขาดของกล้ามเนื้ออย่างมีนัยสำคัญที่สูงขึ้นกว่าคู่ของพวกเขาชนิดป่าและแสดงนิวโทรฟิแทรกซึมเข้าไปมากขึ้นหลังจากที่ได้รับบาดเจ็บและความคงทนของขนาดใหญ่ที่จุดเวลาต่อมา [11] เร็ว ๆ นี้เราเหนี่ยวนำให้เกิดการแพร่กระจายของ C2C12 myoblasts ผ่านในหลอดทดลองยืดกลและตรวจพบการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของโปรตีน NOS การทำงานต่อไปของเราแสดงให้เห็นว่า SNP ผู้บริจาคไม่ลดระดับของ TLR3 และของโปรตีนที่รู้จักกันเพื่อเป็นตัวแทนของ autoantigens ที่อาจเกิดขึ้น [12] เรียกรวมกันว่าการค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าบทบาทที่เป็นประโยชน์ของ NO ในการอักเสบของกล้ามเนื้อและกระบวนการซ่อมแซมหลังจากได้รับบาดเจ็บ อย่างไรก็ตามข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมและแน่นอนเป็นสิ่งที่จำเป็นที่จะชี้แจงผลกระทบจากการไม่มีที่ช่วยเพิ่มระดับของกล้ามเนื้อในท้องถิ่นเมื่อเกิดความเสียหายในกระบวนการอักเสบหลังจาก myoinjury. ในการศึกษาครั้งนี้เราสำรวจบทบาทของ NO ในระหว่างขั้นตอนการอักเสบในรูปแบบ Notexin จากการบาดเจ็บของกล้ามเนื้อโครงร่างที่ใช้ยับยั้งการสังเคราะห์ NO (Nitro-L-arginine Methylester: L-NAME) และผู้บริจาคไม่ (โซเดียม nitroprusside: SNP) พารามิเตอร์การอักเสบหลายรวมถึงการแทรกซึมของเซลล์โมโนนิวเคลียร์และการตายการแสดงออกของกล้ามเนื้อและ autoantigens TLRs, cytokines และ chemokines ที่เกี่ยวข้องกับการแทรกซึมเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อพิเศษโดยเซลล์อักเสบ, การสำรวจในวันที่ 4 และ 7 โพสต์ได้รับบาดเจ็บ เราสังเกตเห็นลดลง monocytes / macrophages แทรกซึมและจำนวนที่เพิ่มขึ้นของเซลล์ที่เกิด apoptosis ในกล้ามเนื้อได้รับความเสียหายได้รับการรักษาด้วย SNP เมื่อเทียบกับ untreatment รวมทั้งการรักษา SNP ควบคุมลง mRNA และระดับโปรตีนของ autoantigens และ TLR3 และ mRNA ระดับของ TNF-α, IL-6, MCP-1, MCP-3 และ MIP-1αในกล้ามเนื้อได้รับความเสียหาย ในทางตรงกันข้าม, L-NAME เหนี่ยวนำให้เกิดการแทรกซึมเข้ากล้ามรุนแรงมากขึ้นของเซลล์อักเสบและความสูงระดับ mRNA ของผู้ไกล่เกลี่ยการอักเสบดังกล่าวข้างต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเราสังเกตจำนวนที่เพิ่มขึ้นของ MHC-I (H2-Kb) myofibers ใหม่บวกและแทรกซึมเข้าไปอยู่ในเซลล์ CD8 + T ในกล้ามเนื้อได้รับความเสียหายในวันที่ 7 หลังการรักษา L-NAME ที่ร่วมกันผลลัพธ์เหล่านี้สนับสนุนบทบาทของ NO ประโยชน์ในการซ่อมแซมกล้ามเนื้อโครงร่างที่ผ่านการลงระเบียบของการตอบสนองการอักเสบของกล้ามเนื้อ