有氧运动对C57BL6小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α表达的影响

陈　淦（湖南师范大学体育学院 湖南长沙 410000）

有氧运动对C57BL6小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α表达的影响

陈淦
（湖南师范大学体育学院 湖南长沙 410000）

摘 要：目的 探索有氧运动对小鼠骨骼肌PPARδ和PGC-1α表达水平的影响。方法 随机分组雄性C57BL/6小鼠60只，对照组（FC、EC）不参与运动。运动组（FE、EE）分别进行4周、8周的跑台运动。结束后采用Northern blot和Western blot检测小鼠骨骼肌PPARδ和PGC-1α的表达水平。结果 运动组（FE、EE）骨骼肌的PPARδ和PGC-1α的mRNA和蛋白表达量均较相对应对照组（FC、EC）明显增加（P＜0.05或P＜0.01），且EE组较FE组增加更显著（P＜0.05）。结论 PPARδ和PGC-1α可能在骨骼肌有氧运动训练的适应过程中发挥重要作用。

关键词：有氧运动 C57BL6 PPARδ PGC-1α

过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator-activated receptors，PPARs）家族参与糖类和脂肪酸代谢已得到广泛认可，PPARδ作为PPARs的一个亚型，是调节骨骼肌有氧氧化代谢相关基因表达的核内受体。骨骼肌中PPARδ的表达及其下游基因受辅助激活因子PGC-1α（PPAR gamma coactivator-1α）的调控，PGC-1α的表达增强也可促进骨骼肌线粒体的生物合成和氧化代谢。该文进一步探讨有氧运动的C57BL/6小鼠骨骼肌PPARδ和PGC-1的表达情况。

1　材料和方法

1.1分组

6周龄雄性C57BL/6小鼠60只随机分为4周对照组（FC）、4周运动组（FE）、8周对照组（EC）、8周运动组（EE），各15只。四组小鼠体重无显著性差异。

1.2造模和取材

跑台运动第一周为适应周，训练时间由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。最后一次完成运动后16 h内对各组小鼠断脊髓处死，迅速取小腿三头肌，液氮速冻-80℃提取RNA和蛋白质。

1.3骨骼肌PPAR δ和PGC-la mRNA表达的测定

用Trizol Reagent抽提总RNA，上样后电泳过夜。采用Turboblotter将甲醛变性胶上的RNA转至尼龙膜，后进行紫外交联固定。用TOPO-TA克隆法制备探针：PPARδ引物序列上游5’—AGCCAT ATTCCCAGGCT GTCTC—3’，下游：5’—CCTAGGCAGCACAAGGGTCA—3’，PCR产物为109bp。PGC-la引物序列上游5’—TTGCTCTTCCTTTAACTCTCCGTG—3’，下游：5’—ATTGCTTTCTGCTTCTGCCTCTC—3’，PCR产物为402bp。克隆PCR产物到TOPO Vector内，扩增重组质粒DNA，用EcoR I酶切回收DNA片断，并测序鉴定。用Stratagene Random Primer Labeling Kit和α—32 PdCTP标记探针，45℃杂交过夜。次日洗膜后曝光48 h，扫描分析结果。

图1　Northern blot检测骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α mRNA表达　

1.4骨骼肌PPAR δ和PGC-la蛋白表达的测定

用RIPA法提取PPARδ蛋白，用NP—40法提取PGC-la蛋白。在垂直电泳仪（BIo—RAD）上样品经15%SDS—PAGE分离后，转移于PVDF膜（Millipore）上。用1∶250、1∶200稀释的一抗（Santa Cruz，Rabbit anti—mouse PPARδ）和一抗（Sxmta Cruz，Rabbit anti—mouse PGC-la）4℃静置孵育过夜，次日洗涤3次，后用1∶2000稀释的二抗（Invitmgen，HRP conjugated Goat anti—rabbit IgG）室温孵育1 h，充分洗涤后曝光显影，扫描定量。

1.5统计学分析

采用SPSS13.0软件中的单因素方差分析法（ANOVA）进行统计分析，以均数±标准误（¯x ±s）表示，P＜0.05或P＜0.01，差异有统计学意义。

图2　Western blot检测骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α蛋白表达

表1　各组小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α mRNA表达水平比较

表2　各组小鼠骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α蛋白表达水平比较

2　结果

2.1骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α mRNA表达变化

骨骼肌PPAδ和PGC-1amRNA表达变化见图1和表1所示。

2.2骨骼肌PPAR δ和PGC-1 α蛋白表达变化

骨骼肌PPARδ和PGC1α蛋白表达变化见图2和表2所示。

3　讨论

刺激可引起机体的应答反应，该文将有氧运动作为一种刺激，观察骨骼肌PPARδ和PGC-1α表达水平的变化。

武雅琼等［1］发现C57BL/6小鼠在6周跑台训练后，骨骼肌PPARδ表达水平明显提高。Luquet等［2］报道6周游泳训练后的小鼠PPARδ蛋白表达量明显高于前3周，且运动能力显著增强。我们得出4、8周有氧运动后运动组小鼠骨骼肌PPARδ的表达量明显增加（P＜0.05或P＜0.01），且8周增加量更显著（P＜0.05）。表明有氧运动诱导了小鼠骨骼肌中PPARδ的高表达，有效调节肌肉的能量代谢。可能与以下机制相关：有氧运动提高PPARδ内源性配体量和调控编码糖、脂代谢的基因表达，进而激活PPARδ；有氧运动通过PGC-1α和PPARδ蛋白与蛋白间的直接作用激活PPARδ；PPARδ被上游因子如Ca2+信号等激活。

PGC-1α是线粒体相关基因的转录共激活因子，在棕色脂肪组织和骨骼肌中表达最高。吕媛媛等［3］报道无论野生鼠还是AMPK α2转基因鼠及敲除鼠，在4周耐力训练后，PGC-1α蛋白表达量均明显高于所对应的对照组。郭海峰［4］报道大鼠进行强度越大的跑台运动，骨骼肌PGC-1α蛋白表达水平越高，PGC-1α表达有强度依赖性。我们的结果显示4、8周有氧运动后运动组骨骼肌PGC-1α表达量明显增加（P＜0.05或P＜0.01），且8周增加更显著（P＜0.05）。说明有氧运动诱导了小鼠骨骼肌中PGC-1α的高表达，与PPARδ表达增强呈相同趋势。目前认为，钙调蛋白通路CaMK、信号调节通路MEF2均可上调PGC-1α的表达；PGC-1α的上游调节因子，如：钙调神经磷酸酶、MAPKP38等，也可调节PGC-1α的表达。

综上所述，有氧耐力运动诱导了骨骼肌的PPARδ和PGC-1α mRNA和蛋白过量表达，提示PPARδ和PGC-1α可能作为靶点在骨骼肌对运动训练的适应性过程中发挥重要作用。

参考文献

［1］武雅琼，温含，苏丽.不同强度有氧运动对小鼠骨骼肌的PPAR α/β表达、肌纤维类型和运动能力的影响［J］.体育科学，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］吕媛媛，石越丹，张缨.耐力训练对不同AMPKα2基因状态小鼠骨骼肌细胞核蛋白PGC-1α、ERRα表达及PGC-1α/ERRα结合量的影响［J］.中国运动医学杂志，2014，33（1）：27-33

［4］郭海峰.不同强度运动对大鼠骨骼肌PGC-1a表达的影响［J］.动物医学进展，2013，34（8）：39-45.

中图分类号：G80

文献标识码：A

文章编号：2095-2813（2015）07（b）-0255-02