运动及运动模拟信号对大鼠海马、小脑GLUT4蛋白表达及调控机制的研究

发布时间：2017-08-21 14:27

  本文关键词：运动及运动模拟信号对大鼠海马、小脑GLUT4蛋白表达及调控机制的研究

  更多相关文章： 海马 小脑 GLUT4 Caffeine CaMKII

【摘要】：目的:神经细胞的葡萄糖代谢对维护神经系统的功能起着十分重要的作用,而葡萄糖转运是整个葡萄糖代谢过程的关键环节。在负责葡萄糖转运的葡萄糖转运蛋白家庭(GLUTs)中唯有成员GLUT4能够在机体应激状态下担任葡萄糖转运工作,提供机体在应激状态下所需的能量。骨骼肌及心肌细胞尤其是骨骼肌细胞由于运动所致肌细胞收缩时对葡萄糖的应激性需求,其负责供应葡萄糖的机制正是由GLUT4所介导,并且多项研究发现“Ca2+_Ca MK”信号通路能够调控骨骼肌及心肌细胞GLUT4的表达。剧烈的思维活动类似于运动,同样需要消耗大量的葡萄糖,是神经细胞的一种应激性事件,由此推断其可能采用了类似于骨骼肌细胞和心肌细胞相同的机制来负责葡萄糖的转运。本研究通过设计运动应激实验来探讨运动应激是否同样能够引起大鼠海马、小脑细胞GLUT4特异性高表达,并从单一的运动模拟信号——“Caffeine诱导,特异性激活细胞Ca2+信号”实验入手,研究其调控机制。以期为运动改善神经细胞葡萄糖代谢的功能提供理论依据。方法:通过两部分研究设计旨在探讨运动应激是否同样能够引起大鼠海马、小脑细胞GLUT4特异性高表达,并从细胞Ca2+信号入手研究其调控机制。研究一(即第二部分内容),探讨运动应激是否同样能够引起大鼠海马、小脑细胞GLUT4特异性表达。成年雄性SD大鼠32只,通过Morris水迷宫剔除先天学习记忆能力好和差的16只大鼠,剩余16只大鼠(遵循两组逃避潜伏期时间的均值差值最小,独立样本t检验的P值越大越好的原则)分成训练组(SE)和静息组(SC)。SE组采取有规律的5周中等强度游泳训练,而SC组无任何干预自由进食5周。训练结束后,通过Morris水迷宫测SE组和SC组学习记忆能力,一次性力竭游泳运动(负重7%)测各组运动成绩,并利用Western-blotting生物检测技术检测各组大鼠海马、小脑细胞总蛋白GLUT4蛋白表达水平。研究二(即第三部分内容),从单一的运动模拟信号——“Caffeine诱导,特异性激活细胞Ca2+信号”实验入手,研究其调控机制(优点:排除了因运动引起的AMPK信号通路所致细胞GLUT4蛋白高表达的影响)。成年雄性SD大鼠24只,按体重配对分成4组。Caffeine注射2h组(C2)和DMSO注射2h组(D2)在完成注射后2h取材,通过Western-blotting生物检测技术测其海马、小脑细胞总蛋白Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平。Caffeine注射24h组(C24)和DMSO注射24h组(D24)在完成注射后26h取材,检测其海马、小脑细胞总蛋白GLUT4蛋白水平。结果:研究一,(1)SC组海马细胞总蛋白GLUT4蛋白水平是SE组的12.42倍(P=0.0090.01);(2)SC组小脑细胞总蛋白GLUT4蛋白水平是SE组的1.67倍(P=0.0140.05);(3)SE组运动成绩是SC组的2.54倍(P=0.0000.01);(4)SE组4天逃避潜伏期的时间与SC组相比(P=0.30.05),无统计学意义。结果显示,SC组大鼠海马、小脑细胞总蛋白GLUT4蛋白水平都明显高于SE组,SE组大鼠运动成绩明显高于SC组,且都有统计学意义。研究二,(1)C24组海马细胞总蛋白GLUT4蛋白水平是D24组的1.277倍(P=0.0080.01);(2)C24组小脑细胞总蛋白GLUT4蛋白水平是D24组的1.4倍(P=0.0470.05);(3)C2组海马细胞总蛋白Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平是D2组的1.491倍(P=0.0020.01);(4)C2组小脑细胞总蛋白Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平是D2组的7.735倍(P=0.0060.01)。结果显示,C24组大鼠海马、小脑细胞总蛋白GLUT4蛋白水平和C2组大鼠海马、小脑细胞Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平都明显高于其对照组D24和D2,且都有统计学意义。结论:(1)与采取5周有规律的中等强度游泳训练的运动适应组相比,一次性力竭游泳运动(负重7%)刺激能够引起未经任何训练组大鼠海马、小脑细胞GLUT4蛋白强烈表达。表明在神经细胞应激性事件中,GLUT4对大鼠海马、小脑细胞应激时所需要的葡萄糖转运同样起关键性作用。(2)通过设计细胞Ca2+信号特异性激活剂Caffeine诱导实验来模拟运动应激实验,检测到C2组大鼠海马、小脑细胞钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶II(Ca MKII)的磷酸化水平与C24组大鼠海马、小脑细胞GLUT4蛋白表达水平都显著性高于其对照组D2和D24。表明在运动模拟信号-“Caffeine”诱导下,“Caffeine-Ca2+-Ca MKII”信号通路在调控大鼠海马、小脑细胞GLUT4蛋白表达过程中是存在的。
【关键词】：海马 小脑 GLUT4 Caffeine CaMKII
【学位授予单位】：成都体育学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R87
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一部分 前言12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 GLUT家族概述13-14
• 1.2.2 GLUT4结构与分布14
• 1.2.3 GLUT4与骨骼肌葡萄糖摄取14-15
• 1.2.4 GLUT4与神经细胞葡萄糖摄取15-16
• 1.2.5 运动与GLUT416
• 1.2.6 CaMK概述16-17
• 1.2.7 GLUT4与糖尿病、阿尔茨海默氏病17-18
• 1.3 研究内容18-19
• 第二部分 运动应激对SD大鼠海马及小脑细胞GLUT4蛋白表达影响的研究19-34
• 2.1 研究材料19-20
• 2.1.1 研究对象19
• 2.1.2 实验主要试剂与器材19-20
• 2.2 实验分组与方法20-22
• 2.2.1 实验分组20-21
• 2.2.2 动物造模21-22
• 2.3 测试样本的采集处理与指标检测22-27
• 2.3.1 大鼠海马及小脑样本的采集22-23
• 2.3.2 大鼠海马及小脑细胞全蛋白提取23
• 2.3.3 BCA蛋白定量23-24
• 2.3.4 Western-blotting蛋白水平检测实验24-27
• 2.4 数据处理27
• 2.5 结果27-30
• 2.5.1 运动对SD大鼠空间定位及学习记忆能力的影响27-28
• 2.5.2 有规律的5周中等强度游泳训练对SD大鼠运动能力的影响28-29
• 2.5.3 力竭游泳运动刺激对SD大鼠海马细胞GLUT4蛋白表达的影响29-30
• 2.5.4 力竭游泳运动刺激对SD大鼠小脑细胞GLUT4蛋白表达的影响30
• 2.6 分析与讨论30-33
• 2.6.1 运动与大鼠空间定位及学习记忆能力的关系30-31
• 2.6.2 运动应激对大鼠海马、小脑细胞GLUT4蛋白表达的影响31-33
• 2.7 小结33
• 2.8 创新点33-34
• 第三部 运动应激对SD大鼠海马及小脑细胞GLUT4蛋白表达的调控机制研究——（以运动模拟信号Caffeine诱导实验作为研究手段）34-45
• 3.1 研究材料34
• 3.1.1 研究对象34
• 3.1.2 实验主要试剂与器材34
• 3.2 实验分组与方法34-37
• 3.2.1 实验分组34
• 3.2.2 动物造模34-37
• 3.3 测试样本的采集处理与指标检测37
• 3.3.1 大鼠海马及小脑细胞磷酸化蛋白提取37
• 3.4 数据处理37-38
• 3.5 结果38-42
• 3.5.1 Caffeine 24h刺激对SD大鼠海马细胞GLUT4蛋白表达的影响38-39
• 3.5.2 Caffeine 24h刺激对SD大鼠小脑细胞GLUT4蛋白表达的影响39-40
• 3.5.3 Caffeine 2h刺激对SD大鼠海马细胞Ca MKII（Thr286）磷酸化蛋白表达的影响40-41
• 3.5.4 Caffeine 2h刺激对SD大鼠小脑细胞Ca MKII（Thr286）磷酸化蛋白表达的影响41-42
• 3.6 分析与讨论42-44
• 3.6.1 运动模拟信号-“Caffeine”对大鼠海马、小脑细胞GLUT4蛋白表达的影响42-43
• 3.6.2 在运动模拟信号-“Caffeine”诱导下，，“Caffeine-Ca2+- Ca MKII”信号通路是否介导大鼠海马、小脑GLUT4蛋白的表达43-44
• 3.7 小结44
• 3.8 创新点44-45
• 全文总结45-47
• 一.结论45
• 二.创新点45
• 三.展望45-47
• 参考文献47-52
• 致谢52-53
• 在读期间主要科研成果53

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张芳;王丽君;张立志;杨莹;王恒芳;王蕾;岳旺;;大鼠海马快速点燃模型的建立及机制研究[J];脑与神经疾病杂志;2005年05期

2 杨柳;黄蔡华;;星瑙灵对大鼠海马α-分泌酶活性的影响[J];细胞与分子免疫学杂志;2010年12期

3 李积胜,汪超,王静,何伟,贺智;锰对大鼠海马神经微丝蛋白表达的影响[J];武警医学院学报;2000年04期

4 李玉红,王德文,彭瑞云,李子建,董标,董方霆,梁月琴,胡文华;电磁脉冲对大鼠海马氨基酸类神经递质水平的影响[J];中华劳动卫生职业病杂志;2003年05期

5 黄永凯;方芳;罗湘颖;曾飞跃;周仁辉;卢明;陈成;方加胜;;新生大鼠海马的显微手术入路[J];中国现代医学杂志;2008年02期

6 宿宝贵,许鹿希;大鼠海马结构在空间辨别性学习记忆时的突触形态可塑性的定量研究[J];解剖学研究;2000年01期

7 郭素红,王晓玉,窦肇华,姚萍,张慧,李云义;不同强度的模拟推拉动作致大鼠海马神经元损伤的实验研究[J];航天医学与医学工程;2004年02期

8 邝桂然;曾婷;黄海鹏;王晓燕;肖德生;;饮食中铁含量和有氧运动对雄性大鼠海马中铁及其他金属离子的影响[J];职业与健康;2013年10期

9 王秋桂,胡松林,何丽娅,陈业文;复方丹参对大鼠海马缺血再灌的保护作用[J];基础医学与临床;1997年06期

10 张蕲,胡茂琼,代小燕,刘义,王建枝;去势雌性大鼠海马区Tau蛋白Alzheimer样磷酸化的变化[J];中国病理生理杂志;2004年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 史艳红;徐平;宋凯英;潘成玉;;阻塞性睡眠呼吸暂停综合征大鼠海马损害及其机制的研究[A];贵州省第六届中西医结合神经科学术年会论文汇编[C];2013年

2 雍政;颜玲娣;周培岚;高翔;宫泽辉;;噻吩诺啡对大鼠海马区突触可塑性的影响[A];第十五届中国神经精神药理学学术会议论文摘要[C];2012年

3 王良;董大翠;蔡秋云;朱长庚;;谷氨酸钠致痫大鼠海马mGluR5的表达变化[A];解剖学杂志——中国解剖学会2002年年会文摘汇编[C];2002年

4 李茂进;谢林;胡俊峰;李国珍;;天麻对铅所致大鼠海马损害的拮抗作用[A];山东预防医学会首届学术年会资料汇编[C];2003年

5 常晓慧;战丽彬;白长川;吴美娟;冯召岚;;组分中药金智达胶囊对2型糖尿病大鼠海马认知功能的改善作用及相关机制的研究[A];2011全国老年痴呆与衰老相关疾病学术会议第三届山东省神经内科医师（学术）论坛论文汇编[C];2011年

6 戴薇薇;金国琴;张学礼;赵伟康;;左旧丸、右旧丸对老年大鼠海马、杏仁核氨基酸类神经递质含量变化的影响[A];第七次全国中西医结合虚证与老年病学术会议论文摘要集[C];2003年

7 史艳红;徐平;宋凯英;潘成玉;;阻塞性睡眠呼吸暂停综合征大鼠海马损害机制及其与低氧的相关性[A];贵州省第六届中西医结合神经科学术年会论文汇编[C];2013年

8 冯荣芳;冯亚青;郭振华;邢邯英;李淑琴;;胶质纤维酸性蛋白在老年痴呆大鼠海马中的表达[A];中华医学会第八次全国老年医学学术会议论文汇编[C];2007年

9 刘琼;朱海燕;俞瑾;米文丽;毛应启梁;王彦青;吴根诚;;大鼠海马胶质细胞在抑郁症及电针抗抑郁模型治疗中的作用研究[A];第九届全国针刺麻醉针刺镇痛及针刺调整效应学术研讨会论文集[C];2007年

10 陈琛;朱文荣;耿德勤;;氟西汀+电针治疗对抑郁模型大鼠海马神经元凋亡的影响[A];中华医学会第十次全国精神医学学术会议论文汇编[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;电针能激活老年痴呆大鼠海马蛋白激酶信号通路[N];中国中医药报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 高永军;深低温停循环时大鼠海马线粒体差异蛋白质组学的研究[D];昆明医科大学;2014年

2 李斌;黄连解毒汤对2型糖尿病大鼠海马Alzheimer病样tau蛋白磷酸化途径的影响及机制研究[D];成都中医药大学;2015年

3 姚星;右美托咪定对术后认知功能障碍大鼠海马炎症反应的影响[D];武汉大学;2013年

4 段开明;异氟烷对成龄和老龄大鼠海马蛋白质组影响的差异性研究[D];中南大学;2007年

5 周爽;电针对高血压性脑出血大鼠海马信号转导机制的影响[D];湖北中医学院;2003年

6 杜会枝;乙酰胆碱酯酶抑制剂和金属离子对大鼠海马细胞膜离子通道的作用研究[D];山西大学;2006年

7 杨惠云;老年性痴呆大鼠海马突触体的蛋白质组学研究[D];天津医科大学;2009年

8 罗松;电针对老年痴呆大鼠海马神经元突触形态可塑性的影响机制[D];成都中医药大学;2003年

9 刘琼;针刺治疗实验性抑郁症时成年大鼠海马神经发生的变化[D];复旦大学;2008年

10 刘雨星;电针对老年性痴呆大鼠海马组织信号转导介质的调节作用研究[D];成都中医药大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘铮;头部浅低温对全脑缺血再灌注损伤大鼠海马细胞线粒体膜电位及细胞凋亡的影响[D];河北医科大学;2015年

2 赵艳颖;丁苯酞、卡马西平对大鼠海马、小脑神经元凋亡及认知功能影响的研究[D];河北医科大学;2015年

3 袁强;肢体缺血预处理脑保护作用及上调p38 MAPK和ERK的体液机制[D];河北医科大学;2015年

4 邵彦;健脾益智法对AD大鼠海马区Aβ、GFAP表达的实验研究[D];福建中医药大学;2011年

5 郭郁;针剌调控抑郁模型大鼠海马活性氧—线粒体途径—凋亡机制研究[D];北京中医药大学;2016年

6 宋名杨;丰富环境对HIBD新生大鼠海马CA1区BDNF及细胞凋亡的影响[D];黑龙江中医药大学;2016年

7 邓燕君;阻塞性睡眠呼吸暂停综合征大鼠海马体积及海马区Tau蛋白表达变化的研究[D];遵义医学院;2016年

8 孙美芳;抑郁模型大鼠海马糖皮质激素受体及海马形态的动态研究[D];江苏大学;2016年

9 张黎恒;针刺对抑郁模型大鼠海马GLU/GABA兴奋/抑制调节系统的作用研究[D];云南中医学院;2016年

10 王忻s

本文编号：713433