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第一部分小鼠肛提肌及C2C12成肌细胞急性机械力损伤模型的建立及效果评价目的:分别构建小鼠肛提肌和C2C12成肌细胞的急性机械力损伤的动物模型和细胞模型,并确定用以研究损伤修复的有效造模参数。方法:采用阴道球囊扩张加远端牵引法（VDT）模拟产伤,构建小鼠肛提肌急性机械力损伤模型。选取雌性未孕且未生育的C57BL/6背景的小鼠,随机分为6组,分别为CON（对照组,不进行任何手术操作）、Sham（仅在阴道插入导尿管,无扩张和牵引）、VD（阴道球囊扩张组）、VDT-1、VDT-2、VDT-3组分别为阴道球囊扩张加10g、30g、60g砝码远端牵引。在造模后第3天,取材肛提肌,分别使用HE染色和透射电镜观察其损伤程度,用免疫组化法检测肛提肌中8-OHd G的表达水平,用Western blot检测肛提肌中XO和NOX2的蛋白表达情况。利用四点弯曲细胞力学加载仪,构建C2C12成肌细胞急性机械力损伤模型。将C2C12成肌细胞随机分为4组,分别为CON（对照组,在应变培养板上培养细胞,但不加载机械力）、CMS-1（进行参数为1,333μ（1mm）,4h,1HZ的循环机械力加载）、CMS-2（进行参数为1,333μ（1mm）,8h,1HZ的循环机械力加载）、CMS-3（进行参数为5,333μ（4mm）,4h,1HZ的循环机械力加载）。加力完成后立即检测C2C12成肌细胞的线粒体膜电位、ROS水平和凋亡率。结果:通过肛提肌HE染色,结果显示VD和VDT-1组小鼠肛提肌损伤不明显,VDT-2组小鼠肛提肌出现明显损伤,肌纤维排列不规则,肌间隙增大,大量炎性细胞浸润,VDT-3组小鼠肛提肌损伤严重不可逆,不利于研究肛提肌损伤后的修复。通过透射电镜超微结构分析,结果显示VDT-2组肛提肌肌纤维排列不规则,肌小节多发性灶性坏死,线粒体囊泡状扩张,进一步确定了VDT-2组能产生有效肛提肌损伤。免疫组化和Western blot结果显示,VDT-2组肛提肌8-OHd G、XO和NOX2的表达水平均显著增高（均P0.05）,而CMS-3组的线粒体膜电位明显降低（P<0.01）,ROS水平和凋亡率明显升高（均P<0.05）。结论:阴道球囊扩张加30g砝码远端牵引1h是构建小鼠肛提肌急性机械力损伤模型的有效参数,肛提肌发生氧化应激;5,333μ×4 h,1Hz是利用四点弯曲细胞力学加载仪构建C2C12成肌细胞急性机械力损伤模型的有效力学参数。第二部分肌肉损伤修复相关基因Arf GAP3的生物信息学分析及验证目的:通过生物信息学方法获取肌肉损伤修复相关的差异表达基因,并进行验证。方法:在GEO数据库中获取小鼠背景、机械损伤修复相关数据集GSE469、GSE5413和GSE45577,提取和分析共差异表达基因。用PCR对前10个差异最显著的基因进行检测,根据其表达量与C2C12成肌细胞分化时间线的关系,提取出最具相关性的共差异表达基因Arf GAP3为研究对象。将C57BL/6背景的小鼠随机分为CON（对照组）、Sham（仅在阴道插入导尿管,无扩张和牵引）和VDT（阴道球囊扩张加30 g砝码远端牵引）,造模成功后第3天取材肛提肌,用Western blot检测Arf GAP3的表达情况。结果:生物信息学分析结果表明,Arf GAP3与肌肉损伤修复相关。Western blot结果显示,与CON和Sham组相比,VDT小鼠肛提肌中Arf GAP3的表达量显著增高（P<0.05）。结论:Arf GAP3为肌肉损伤修复相关基因。急性机械力损伤可使小鼠肛提肌中Arf GAP3的表达量显著升高,Arf GAP3参与了小鼠肛提肌急性机械力损伤修复的过程。第三部分Arf GAP3在C2C12成肌细胞急性机械力损伤修复中的作用机制目的:探索急性机械力损伤后C2C12成肌细胞的氧化应激、分化状态和Arf GAP3表达水平的变化情况,以及Arf GAP3在C2C12成肌细胞急性机械力损伤修复中的作用机制。方法:为了检测C2C12成肌细胞在分化过程中Arf GAP3和My HC的表达变化,诱导C2C12成肌细胞分化,将其随机分为4组,分别为CON（未分化）、D1（分化第一天）、D3（分化第三天）和D5（分化第五天）,通过PCR和Western blot进行检测。为了检测急性机械力损伤对C2C12成肌细胞Arf GAP3表达、分化和细胞骨架的影响,将C2C12成肌细胞随机分为3组,分别为CON DO（未加力未分化）,CON D3（未加力分化第三天）和CMS-3 D3（加力后分化第三天）,通过PCR和Western blot检测Arf GAP3和My HC的表达水平,通过免疫荧光法检测Arf GAP3、My HC和F-actin的表达分布情况。为了检测急性机械力损伤诱导的C2C12成肌细胞氧化应激,将C2C12成肌细胞随机分为2组,分别为CON（对照组）和CMS-3（加力组）,通过Western blot检测XO和NOX2的表达量变化。为了检测Arf GAP3对C2C12成肌细胞急性机械力损伤后氧化应激的作用,通过慢病毒转染构建Arf GAP3敲低细胞系（sh-Arf GAP3）和Arf GAP3过表达细胞系（Arf GAP3）,将C2C12成肌细胞随机分为4组——CON（对照组）、CMS-3（加力组）、sh-Arf GAP3 CMS-3（低表达加力组）和Arf GAP3 CMS-3（高表达加力组）,分别检测ROS、MDA水平和SOD酶活性。结果:Arf GAP3和My HC的m RNA和蛋白表达水平在分化培养的第1、3和5天显著增加,Arf GAP3的表达量在第3天达到峰值;与CON DO组相比,CON D3组和CMS-3 D3组Arf GAP3和My HC的m RNA和蛋白表达水平均显著增加（均P<0.01）,且CMS-3 D3组较CON D3组显著增高（均P<0.01）;免疫荧光结果显示,与CON D3组相比,CMS-3 D3组的Arf GAP3表达水平显著升高（P<0.01）,融合指数显著增高（P0.05）;与CON组相比,CMS-3组的XO、NOX2蛋白表达水平显著增高（P<0.05）;与CON组相比,CMS-3、sh-Arf GAP3 CMS-3和Arf GAP3 CMS-3组的ROS、MDA水平均明显升高（均P<0.05）,SOD酶活性均明显下降（均P<0.05）。但与CMS-3组相比,sh-Arf GAP3 CMS-3组的氧化应激程度显著增高（均P<0.01）,Arf GAP3CMS-3组的氧化应激程度显著降低（均P<0.05）。结论:在C2C12成肌细胞分化前3天,Arf GAP3和My HC的表达量均呈递增趋势。急性机械力损伤能诱导C2C12成肌细胞发生氧化应激,促进其分化和Arf GAP3的表达。Arf GAP3敲低会加重氧化应激,而Arf GAP3过表达可以一定程度抑制氧化应激,减少C2C12成肌细胞损伤后SOD抗氧化酶活性降低的程度,降低ROS、MDA的水平,进而减少ROS对My HC的氧化损伤,促进成肌细胞分化和肌管形成,利于肌肉损伤的修复。