不同运动模式下活性氧和骨骼肌线粒体稳态对IL6生物效应的调节

发布时间：2017-07-15 20:29

  本文关键词：不同运动模式下活性氧和骨骼肌线粒体稳态对IL6生物效应的调节

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【摘要】：目的：对比向心和离心两种运动及恢复期中线粒体质控、氧化应激和炎症因子时序变化特点,了解ROS与IL-6生成的关系及原因。探究Nrf-2对不同通路的影响及其对IL-6生物效用的调控途径,明确ROS及线粒体稳态在工L-6抗炎生物学效应中的作用。方法：雄性C57BCL/6小鼠进行一次性1小时向心(CE)和离心运动(DE),时程观察运动前(Control),运动中(E30,E60),及恢复期(PE30,PE60,PE3h, PE6h)各点的相关指标。另取小鼠,随机分为向心与离心运动组,并进一步分为Control、给药组、运动组、给药运动组。两大组分别给予Nrf-2抑制剂ATRA和Nrf-2激动剂SFN药物干预。HE染色观察小鼠骨骼肌炎性细胞浸润；提取腓肠肌线粒体测定线粒体呼吸功能、膜电位及活性氧生成速率；骨骼肌匀浆测定氧化应激指标；RT-PCR和Westernblot测定相关分子生物学指标。结果：1、骨骼肌IL-6在CE组呈脉冲式表达,DE组为持续性增加并伴有骨骼肌炎性细胞浸润及血清TNF-α含量增加。线粒体ROS生成速率与该趋势一致。2、CE组腓肠肌PGC-1α表达于E30点起显著升高。DE组p65表达显著增加,TNF-α于PE60组始逐步增加；3、CE组中骨骼肌线粒体呼吸功能、PGC-1α、COX Ⅳ、融合蛋白表达在E30至PE60点均显著增加。DE组骨骼肌线粒体分裂蛋白表达在E60至PE60点显著增加。4、上调Nrf-2表达后,线粒体呼吸功能、ROS生成、骨骼肌抗氧化酶活性显增加,骨骼肌PGC-1α、COX Ⅳ、IL-6表达增加,p65及TNF-α显著下调。结论：1、不同运动模式可激活不同信号通路影响骨骼肌IL-6分泌,线粒体ROS生成速率同趋势变化提示其可能发挥信号作用。2、一次性向心运动可通过上调PGC-1α表达,充分动员骨骼肌线粒体,促进线粒体生物合成及融合,延迟运动引发的TNF-α增加,提示PGC-1α可通过抑制NF-κB及其下游的炎症反应,影响线粒体稳态,参与运动对工L-6生物学效应的调节。3、Nrf-2可上调PGC-1α表达,改善线粒体功能及抗氧化酶表达,提示PGC-1α可能通过抑制氧化应激损伤及NF-κB表达两条途径抑制炎症,参与调节向心运动中骨骼肌IL-6的抗炎效应。
【关键词】：向心运动 离心运动 IL-6 ROS 线粒体稳态论文随机
【学位授予单位】：北京体育大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G804.2
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-12
• 1. 前言12-14
• 2. 线粒体参与运动改善系统性低水平炎症的研究进展(文献综述)14-29
• 2.1 PGC-1α在运动抗氧化效应在抗炎过程中的分子制15-18
• 2.1.1 运动调控PGC-1α的表达15-17
• 2.1.2 PGC-1α调控抗氧化酶的表达17-18
• 2.1.3 PGC-1α的抗炎作用18
• 2.2 Nrf-2的综合调控作用18-20
• 2.3 线粒体源性ROS的健康效应20-21
• 2.4 运动诱导抗炎细胞因子产生及表达21-24
• 2.4.1 系统性低水平炎症及其后果22
• 2.4.2 IL-622-23
• 2.4.3 TNF-α23-24
• 2.5 线粒体稳态在细胞抗炎进程中的贡献24-29
• 2.5.1 线粒体生物合成在抗炎反应中的作用25-26
• 2.5.2 线粒体重构对氧化还原信号的影响26-27
• 2.5.3 线粒体自噬在抗炎反应中的核心作用27-29
• 2.6 问题的提出29
• 3. 实验设计与研究方法29-55
• 3.1 实验设计29-30
• 3.2 技术路线30-31
• 3.3 动物分组和训练方案31-32
• 3.3.1 实验动物及饲31
• 3.3.2 实验动物分组及训练方案31-32
• 3.4 实验方法32-54
• 3.4.1 取材32
• 3.4.2 骨骼肌线粒体提取32-34
• 3.4.3 线粒体总蛋白含量测定34
• 3.4.4 线粒体呼吸功能测定34-37
• 3.4.5 线粒体活性氧ROS生成速率测定37-38
• 3.4.6 线粒体膜电位(△φm)测定38
• 3.4.7 骨骼肌丙二醛(MDA)含量测定38-39
• 3.4.8 骨骼肌Mn-SOD活力测定39-40
• 3.4.9 骨骼肌黄嘌呤氧化酶活力(XOD)测定40-41
• 3.4.10 骨骼肌组织学观察41-43
• 3.4.11 实时荧光定量PCR(RT-PCR)检测相关基因表达43-48
• 3.4.12 Western blot法检测相关蛋白表达48-52
• 3.4.13 ELISA检测血清IL-6,TNF52-54
• 3.5 统计学处理54-55
• 4. 实验结果55-111
• 4.1 不同运动模式下ROS对IL-6生物学效应的影响55-69
• 4.1.1 不同运动模式下线粒体ROS生成速率的变化55-56
• 4.1.2 不同运动模式下小鼠血清IL-6及TNF-α含量的变化56-59
• 4.1.3 不同运动模式下小鼠骨骼肌形态及炎性细胞浸润观察59-61
• 4.1.4 不同运动模式下骨骼肌IL-6基因与蛋白的变化61-63
• 4.1.5 不同运动模式下骨骼肌PGC-1α、COX Ⅳ及Nrf-2基因与蛋白的变化63-66
• 4.1.6 不同运动模式下骨骼肌NF-κB-p65、TNF-α基因与蛋白的变化66-69
• 4.2 不同运动模式对线粒体功能及线粒体稳态的影响69-83
• 4.2.1 不同运动模式下线粒体功能的变化69-73
• 4.2.2 不同运动模式下线粒体生物合成基因与蛋白的变化73-76
• 4.2.3 不同运动模式下线粒体融合分裂基因与蛋白的变化76-83
• 4.3 Nrf-2在不同运动模式中对IL-6不同生物学效应的影响83-111
• 4.3.1 各组中Nrf-2基因及蛋白表达83-85
• 4.3.2 Nrf2干预下不同运动模式中线粒体功能的变化85-88
• 4.3.3 Nrf2干预下不同运动模式中线粒体ROS生成速率的变化88-90
• 4.3.4 Nrf2干预下不同运动模式中骨骼肌MDA、T-SOD、Mn-SOD及XOD含量变化90-93
• 4.3.5 Nrf2干预下不同运动模式中小鼠血清IL-6及TNF-α含量变化93-96
• 4.3.6 Nrf2干预下不同运动模式中小鼠骨骼肌形态及炎性细胞浸润观察96-98
• 4.3.7 Nrf2干预下不同运动模式中小鼠骨骼肌IL-6基因及蛋白表达变化98-101
• 4.3.8 Nrf2干预下不同运动模式中小鼠骨骼肌PGC-1α、COX Ⅳ基因及蛋白表达的变化101-106
• 4.3.9 Nrf2干预下不同运动模式中小鼠骨骼肌NF-κB-p65、TNF-α基因及蛋白表达的变化106-111
• 5. 分析与讨论111-132
• 5.1 不同运动模式下ROS对IL-6生物学效应的影响及相关机制111-116
• 5.1.1 不同运动模式下小鼠骨骼肌形态学观察111-112
• 5.1.2 不同运动模式下线粒体源性ROS生成速率的特点112-113
• 5.1.3 不同运动模式下小鼠骨骼肌IL-6及TNF-α的表达113-114
• 5.1.4 不同运动模式下小鼠骨骼肌中PGC-1α/NF-κB的切换及其相关机制114-116
• 5.1.5 小结116
• 5.2 线粒体稳态在不同模式运动诱导IL-6生物学效应调节中的作用116-124
• 5.2.1 不同运动模式下小鼠骨骼肌能量代谢的特点116-117
• 5.2.2 不同运动模式下小鼠骨骼肌线粒体生物合成及融合分裂活动的变化特点117-123
• 5.2.3 小结123-124
• 5.3 Nrf-2对两种运动模式下IL-6生物学功能的影响124-132
• 5.3.1 不同运动模式下Nrf-2的表达及不同药物对Nrf-2的干预效果124-125
• 5.3.2 不同干预模式下小鼠骨骼肌形态的影响125
• 5.3.3 Nrf-2对不同运动模式中线粒体能量代谢的影响125-126
• 5.3.4 Nrf-2对不同运动模式中小鼠骨骼肌氧化还原状态的影响126-128
• 5.3.5 Nrf-2对不同运动模式中PGC-1α/NF-κB切换表达的影响128-130
• 5.3.6 Nrf-2对不同运动模式中小鼠骨骼肌IL-6及TNF-α表达的影响130-131
• 5.3.7 小结131-132
• 6. 结论132-133
• 致谢133-135
• 参考文献135-151
• 附录151-153
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果153

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 胡丽贞;李雅杰;薛宏凤;王双;于海涛;王舒然;;莱菔硫烷对高糖诱导心肌细胞线粒体损伤的保护作用[J];哈尔滨医科大学学报;2013年03期

2 韩雨梅;刘子泉;常永霞;刘树森;吉力立;张勇;;耐力训练诱导增龄大鼠骨骼肌线粒体生物合成:ROS介导的p38 MAPK信号通路[J];体育科学;2009年11期

3 张桂忠;姜宁;薄海;马国栋;曹东宁;文立;屈金亭;刘树森;张勇;;急性运动中线粒体能量转换调节的生物力能学分析:ROS和UCP3的作用[J];中国运动医学杂志;2006年02期

4 韩雨梅;张勇;;PGC-1α在运动诱导骨骼肌线粒体生物合成中的调控作用[J];中国运动医学杂志;2010年04期

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本文编号：545652