跑台训练对GK大鼠骨骼肌线粒体应激与胰岛素抵抗的影响及其分子机制研究

发布时间：2017-12-07 22:32

  本文关键词：跑台训练对GK大鼠骨骼肌线粒体应激与胰岛素抵抗的影响及其分子机制研究

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【摘要】：背景：近年来中国的经济得到了极大的发展,人民的生活水平大大提高,巨大的改变已经渗透到了人们的饮食结构和生活方式中。随着膳食中高脂高糖摄入的增加,肥胖和2型糖尿病的发病率急速上升。2型糖尿病往往伴随着多种并发症,如果不及时治疗将会给家庭与社会带来沉重的经济负担,因此探讨2型糖尿病的病理机制和治疗方法十分重要。近年来的实验研究越来越清晰的表明,当给与机体中等强度应激时,可以激发有益于机体的适应性防御途径,产生剂量应激反应,从而延长寿命。运动作为一种应激手段可以引起线粒体等细胞器的应激反应,进而为一些疾病的病理机制以及防治提供新的思路。当线粒体内外界出现一定强度的应激时,线粒体中错误折叠或者非折叠蛋白质堆积激活一系列信号分子,维持蛋白质和线粒体内环境稳态,这个过程叫做线粒体非折叠蛋白质反应。近年来许多研究集中于神经退行性疾病的线粒体非折叠蛋白反应机制,实际上线粒体非折叠蛋白反应与2型糖尿病之间也存在在潜在关系并逐渐成为研究热点。本文在探索2型糖尿病与线粒体非折叠蛋白反应之间关系的基础上,对GK大鼠(2型糖尿病模型)实施跑台训练干预,探讨运动应激和2型糖尿病线粒体非折叠蛋白反应机制之间的关系。目的：本文通过对GK (Goto Kakiski Wistar rats)大鼠和正常生理状态下大鼠进行为期6周的跑台耐力运动训练,检测线粒体非折叠蛋白质反应信号通路中关键分子ERα、 CHOP、C/EBPβ,线粒体自噬关键分子Parkin和PINK1,内质网非折叠蛋白质反应信号通路中关键分子BiP和JNK2的表达量,探讨跑台耐力运动对GK大鼠线粒体非折叠蛋白质反应信号通路的影响。方法：购买符合标准清洁级12周龄雄性自发型2型糖尿病动物模型GK大鼠16只(随机平分为D组和DE组)和正常生理状态Wistar雄性大鼠16只(随机平分为C组和E组)。DE和E组大鼠分别进行为期6周(11月6日——12月22日)的跑台耐力运动,6周的速度依次递增分别为15、16、17、18、19、20 m/min,每天运动1次,持续时间1h,一周一共运动6天,周日休息。在大鼠宰杀前,每隔一段时间对大鼠进行一次体重测试,分别在运动前后对大鼠进行血糖测定。利用RT-PCR实验技术检测腓肠肌非折叠蛋白质反应信号通路和线粒体自噬信号通路中BiP, JNK2, CHOP, HSP60, Lonp, PINK1,Parkin mRNA的相对表达量,利用Western-Blotting实验技术检测这些信号通路中ERa, C/EBPp, CHOP, PINK1, Parkin的蛋白质相对表达量。结果：(1)在整体水平上,不管是在运动前(11月6日)还是在运动后(12月22日),D组和DE组大鼠的血糖水平在空腹,进食后15min,30min,60min,90min,120min6个时间点均显著高于C组和E组大鼠(P0.05)。(2)利用RT-PCR实验技术分别测定了线粒体非折叠蛋白反应信号通路,内质网非折叠蛋白反应信号通路和线粒体自噬中的关键分子HSP60,Lonp, BiP,JNK2, CHOP, PINK1, Parkin的mRNA相对表达量。实验结果显示：1)各组大鼠之间HSP60和LonP mRNA的相对表达量无显著性差异。2)E组大鼠与C组相比,BiP, JNK2 mRNA, Parkin mRNA的相对表达量有显著性下降(P0.05), PINK1 mRNA的相对表达量有极其显著性下降(P0.01)；DE组与D组相比,BiP, JNK2, PINK1 mRNA的相对表达量有极显著性上升(P0.01), CHOP mRNA的相对表达量显著性上升(P0.05)。(3)利用Western-Blotting分别测定了线粒体非折叠蛋白反应信号通路和线粒体自噬中的关键分子ERα, C/EBPβ, CHOP, PINK1, Parkin的蛋白质相对表达量。结果显示：1)E组与C组相比,ERa蛋白质相对表达量显著性降低(P0.05)。2)各组间C/EBPβ蛋白质相对表达量无显著性差异。3)DE组与E组相比,CHOP、PINK1和Parkin蛋白质相对表达量显著性上升(P0.05)。结论：(1)6周跑台耐力运动不管是在大鼠处于病理状态还是生理状态下均对C/EBPβ蛋白质的相对表达量无显著性影响。以上结果均提示6周跑台耐力运动在2型糖尿病病理机制下是一种促进细胞向死亡方向发展的应激方式,在生理状态下可能激活了线粒体非折叠蛋白反应信号通路,促进细胞向生存方向发展。(2)跑台耐力运动激活了2型糖尿病大鼠的线粒体自噬,抑制了正常生理状态大鼠的线粒体自噬。(3)跑台耐力运动可能激活了2型糖尿病内质网非折叠蛋白质反应信号通路,在正常生理状态下可能抑制了这条信号通路。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：G804.2

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