Spinal cord injury (SCI) results in severe atrophy of skeletal muscle in paralyzed regions, and a decrease in the force generated by muscle per unit of cross-sectional area. Oxidation of skeletal muscle ryanodine 1 receptors (RyR1) reduces contractile force due to reduced binding of calstabin 1 to RyR1 together with altered gating of RyR1. One cause of RyR1 oxidation is NADPH oxidase 4 (Nox4). We have previously shown that in rats, RyR1 was oxidized and bound less calstabin 1 at 56 days after spinal cord injury (SCI) by transection. Here, we used a conditional knock-out mouse model of Nox4 in muscle to investigate the role of Nox4 in reduced muscle specific force after SCI. Peak twitch force in control mice after SCI was reduced by 42% compared to sham-operated controls but was increased by approximately 43% in SCI Nox4 conditional KO mice compared to SCI controls although it remained less than that for sham-operated controls. Unlike what observed in rats, after SCI the expression of Nox4 was not increased in gastrocnemius muscle and binding of calstabin 1 to RyR1 was not reduced in this muscle. The results suggest a link between Nox4 expression in muscle tissue and reduction in muscle twitch force, however further studies are needed to understand the mechanistic basis for this linkage.

Here, we investigated mechanisms by which aging-related reductions of the levels of Numb in skeletal muscle fibers contribute to loss of muscle strength and power, two critical features of sarcopenia. Numb is an adaptor protein best known for its critical roles in development including asymmetric cell division, cell-type specification and termination of intracellular signaling. Numb expression is reduced in old humans and mice. We previously showed that, in mouse skeletal muscle fibers, Numb is localized to sarcomeres where it is concentrated near triads; conditional inactivation of Numb and a closely related protein Numb-like (NumbL) in mouse myofibers caused weakness, disorganization of sarcomeres and smaller mitochondria with impaired function. Here, we found that a single knockout of Numb in myofibers causes reduction in tetanic force comparable to a double Numb, NumbL knockout. We found by proteomics analysis of protein complexes isolated from C2C12 myotubes by immunoprecipitation using antibodies against Numb, that Septin 7 is a potential Numb binding partner. Septin 7 is a member of the family of GTP-binding proteins that organize into filaments, sheets and rings, and is considered part of the cytoskeleton. Immunofluorescence evaluation revealed a partial overlap of staining for Numb and Septin 7 in myofibers. Conditional, inducible knockouts of Numb led to disorganization of Septin 7 staining in myofibers. These findings indicate that Septin 7 is a Numb binding partner and suggest that interactions between Numb and Septin 7 are critical for structural organization of the sarcomere and muscle contractile function.