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目的:通过短期高原暴露诱导健康受试者骨骼肌萎缩,构建其全基因组mRNA表达谱;通过生物信息学技术对高原诱导人体骨骼肌萎缩分子调控机制进行探讨,为今后肌肉调控通路研究提供数据基础。方法:本研究招募健康世居平原男性受试者10人,赴海拔3700米自然高原(拉萨)暴露11天,期间受试者进行正常的日常活动,统一饮食,食量自由控制。分别在高原暴露前、后,使用双能X线吸收测量法(DEXA)测试肌肉和脂肪含量;磁共振扫描(MRI)测量大腿肌肉横截面积。肌肉活检取股外侧肌中部肌肉,进行全基因组mRNA表达谱基因芯片扫描;通过实时荧光定量PCR验证芯片数据测试质量。使用生物信息学方法对高原暴露引起的差异表达基因进行功能注释、关键调控通路分析、转录因子预测和参与调控的蛋白激酶预测。结果:受试者体重由高原暴露前73.2±9.7kg下降至71.0±9.2kg(P<0.01),肌肉总量由58.1±7.1kg下降至57.1±7.1kg(P<0.01)和脂肪总量由12.0±4.4kg下降至11.2±4.0kg(P<0.05);大腿肌肉横截面积由159.7±18.4cm2下降至154.5±18.2cm2(P<0.01)。全基因组mRNA表达谱分析共发现904个基因表达出现显著性差异(BH调整P值<0.05),其中上调基因578个,下调基因326个。研究发现泛素介导的蛋白水解通路、肌动蛋白细胞骨骼的调控通路和PI3K-AKT等与肌肉蛋白合成及分解相关的通路出现明显的促进蛋白分分解的调控变化。同时,与肌肉体积调控相关的基因如MuRF1、MAFbx、Myostatin、GSK3?和FOXO等的表达均呈现诱导骨骼肌萎缩的趋势。转录因子预测表明SMAD2、SMAD3、E2F4、CUX1等可能是调控本研究中基因表达变化的转录因子。结论:海拔3700米高原暴露11天可以导致人体骨骼肌明显萎缩,泛素介导的蛋白水解通路、肌动蛋白细胞骨骼的调控通路和PI3K-AKT等与肌肉蛋白合成及分解相关的通路及MuRF1、MAFbx、Myostatin、GSK3?和FOXO等基因表达变化是高原诱导骨骼肌萎缩的可能分子机制。