有氧運動對C57BL6小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α表達的影響

陳　淦（湖南師范大學體育學院 湖南長沙 410000）

有氧運動對C57BL6小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α表達的影響

陳淦
（湖南師范大學體育學院 湖南長沙 410000）

摘 要：目的 探索有氧運動對小鼠骨骼肌PPARδ和PGC-1α表達水平的影響。方法 隨機分組雄性C57BL/6小鼠60只，對照組（FC、EC）不參與運動。運動組（FE、EE）分別進行4周、8周的跑臺運動。結束后采用Northern blot和Western blot檢測小鼠骨骼肌PPARδ和PGC-1α的表達水平。結果 運動組（FE、EE）骨骼肌的PPARδ和PGC-1α的mRNA和蛋白表達量均較相對應對照組（FC、EC）明顯增加（P＜0.05或P＜0.01），且EE組較FE組增加更顯著（P＜0.05）。結論 PPARδ和PGC-1α可能在骨骼肌有氧運動訓練的適應過程中發揮重要作用。

關鍵詞：有氧運動 C57BL6 PPARδ PGC-1α

過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferator-activated receptors，PPARs）家族參與糖類和脂肪酸代謝已得到廣泛認可，PPARδ作為PPARs的一個亞型，是調節骨骼肌有氧氧化代謝相關基因表達的核內受體。骨骼肌中PPARδ的表達及其下游基因受輔助激活因子PGC-1α（PPAR gamma coactivator-1α）的調控，PGC-1α的表達增強也可促進骨骼肌線粒體的生物合成和氧化代謝。該文進一步探討有氧運動的C57BL/6小鼠骨骼肌PPARδ和PGC-1的表達情況。

1　材料和方法

1.1分組

6周齡雄性C57BL/6小鼠60只隨機分為4周對照組（FC）、4周運動組（FE）、8周對照組（EC）、8周運動組（EE），各15只。四組小鼠體重無顯著性差異。

1.2造模和取材

跑臺運動第一周為適應周，訓練時間由30 min增加至60 min，此后每天保持60 min，坡度0，速度20 m/min。每周周一到周六，周期5周。最后一次完成運動后16 h內對各組小鼠斷脊髓處死，迅速取小腿三頭肌，液氮速凍-80℃提取RNA和蛋白質。

1.3骨骼肌PPAR δ和PGC-la mRNA表達的測定

用Trizol Reagent抽提總RNA，上樣后電泳過夜。采用Turboblotter將甲醛變性膠上的RNA轉至尼龍膜，后進行紫外交聯固定。用TOPO-TA克隆法制備探針：PPARδ引物序列上游5’—AGCCAT ATTCCCAGGCT GTCTC—3’，下游：5’—CCTAGGCAGCACAAGGGTCA—3’，PCR產物為109bp。PGC-la引物序列上游5’—TTGCTCTTCCTTTAACTCTCCGTG—3’，下游：5’—ATTGCTTTCTGCTTCTGCCTCTC—3’，PCR產物為402bp。克隆PCR產物到TOPO Vector內，擴增重組質粒DNA，用EcoR I酶切回收DNA片斷，并測序鑒定。用Stratagene Random Primer Labeling Kit和α—32 PdCTP標記探針，45℃雜交過夜。次日洗膜后曝光48 h，掃描分析結果。

圖1　Northern blot檢測骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α mRNA表達　

1.4骨骼肌PPAR δ和PGC-la蛋白表達的測定

用RIPA法提取PPARδ蛋白，用NP—40法提取PGC-la蛋白。在垂直電泳儀（BIo—RAD）上樣品經15%SDS—PAGE分離后，轉移于PVDF膜（Millipore）上。用1∶250、1∶200稀釋的一抗（Santa Cruz，Rabbit anti—mouse PPARδ）和一抗（Sxmta Cruz，Rabbit anti—mouse PGC-la）4℃靜置孵育過夜，次日洗滌3次，后用1∶2000稀釋的二抗（Invitmgen，HRP conjugated Goat anti—rabbit IgG）室溫孵育1 h，充分洗滌后曝光顯影，掃描定量。

1.5統計學分析

采用SPSS13.0軟件中的單因素方差分析法（ANOVA）進行統計分析，以均數±標準誤（ˉx ±s）表示，P＜0.05或P＜0.01，差異有統計學意義。

圖2　Western blot檢測骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α蛋白表達

表1　各組小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α mRNA表達水平比較

表2　各組小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α蛋白表達水平比較

2　結果

2.1骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α mRNA表達變化

骨骼肌PPAδ和PGC-1amRNA表達變化見圖1和表1所示。

2.2骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α蛋白表達變化

骨骼肌PPARδ和PGC1α蛋白表達變化見圖2和表2所示。

3　討論

刺激可引起機體的應答反應，該文將有氧運動作為一種刺激，觀察骨骼肌PPARδ和PGC-1α表達水平的變化。

武雅瓊等［1］發現C57BL/6小鼠在6周跑臺訓練后，骨骼肌PPARδ表達水平明顯提高。Luquet等［2］報道6周游泳訓練后的小鼠PPARδ蛋白表達量明顯高于前3周，且運動能力顯著增強。我們得出4、8周有氧運動后運動組小鼠骨骼肌PPARδ的表達量明顯增加（P＜0.05或P＜0.01），且8周增加量更顯著（P＜0.05）。表明有氧運動誘導了小鼠骨骼肌中PPARδ的高表達，有效調節肌肉的能量代謝。可能與以下機制相關：有氧運動提高PPARδ內源性配體量和調控編碼糖、脂代謝的基因表達，進而激活PPARδ；有氧運動通過PGC-1α和PPARδ蛋白與蛋白間的直接作用激活PPARδ；PPARδ被上游因子如Ca2+信號等激活。

PGC-1α是線粒體相關基因的轉錄共激活因子，在棕色脂肪組織和骨骼肌中表達最高。呂媛媛等［3］報道無論野生鼠還是AMPK α2轉基因鼠及敲除鼠，在4周耐力訓練后，PGC-1α蛋白表達量均明顯高于所對應的對照組。郭海峰［4］報道大鼠進行強度越大的跑臺運動，骨骼肌PGC-1α蛋白表達水平越高，PGC-1α表達有強度依賴性。我們的結果顯示4、8周有氧運動后運動組骨骼肌PGC-1α表達量明顯增加（P＜0.05或P＜0.01），且8周增加更顯著（P＜0.05）。說明有氧運動誘導了小鼠骨骼肌中PGC-1α的高表達，與PPARδ表達增強呈相同趨勢。目前認為，鈣調蛋白通路CaMK、信號調節通路MEF2均可上調PGC-1α的表達；PGC-1α的上游調節因子，如：鈣調神經磷酸酶、MAPKP38等，也可調節PGC-1α的表達。

綜上所述，有氧耐力運動誘導了骨骼肌的PPARδ和PGC-1α mRNA和蛋白過量表達，提示PPARδ和PGC-1α可能作為靶點在骨骼肌對運動訓練的適應性過程中發揮重要作用。

參考文獻

［1］武雅瓊，溫含，蘇麗.不同強度有氧運動對小鼠骨骼肌的PPAR α/β表達、肌纖維類型和運動能力的影響［J］.體育科學，2009，29（1）：58-65.

［2］Luquet S，Soriano JL，Hoist D，et a1.Peroxisome proliferator-activated receptor delta controls muscle development and oxidative capability［J］.FASEB J，2003（17）：2299-2301.

［3］呂媛媛，石越丹，張纓.耐力訓練對不同AMPKα2基因狀態小鼠骨骼肌細胞核蛋白PGC-1α、ERRα表達及PGC-1α/ERRα結合量的影響［J］.中國運動醫學雜志，2014，33（1）：27-33

［4］郭海峰.不同強度運動對大鼠骨骼肌PGC-1a表達的影響［J］.動物醫學進展，2013，34（8）：39-45.

中圖分類號：G80

文獻標識碼：A

文章編號：2095-2813（2015）07（b）-0255-02