運動對大鼠骨骼PI3K-AKt-mTor與MAPK信號轉導途徑的影響.pdf

1、目的: 骨骼肌攝取葡萄糖是一種耗能的主動過程，葡萄糖進入肌細胞內需通過細胞膜上的葡萄糖載體(glucose transporter,GLUT)。絕大多數(shù)GLUT-4位于胞漿內，在運動或胰島素刺激下，可從細胞膜內轉移到細胞膜上，攜帶葡萄糖進入細胞，促進葡萄糖的吸收和利用，同時降低血糖，調節(jié)機體血糖平衡。 運動可以改善大鼠骨骼肌對胰島素的敏感性，促進胰島素與受體結合，通過胰島素受體信號轉導途徑產(chǎn)生生物學效應。胰島素受體信號主

2、要包括磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-K)/蛋白激酶B(PKB)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和有絲分裂原信號(MAPK)兩條途徑。本研究采用不同強度和取材時間長期耐力運動大鼠模型，分析運動大鼠對葡萄糖耐量的反應；觀察運動對大鼠骨骼肌PI3-K/PKB/mTOR和ERK1/2與p38磷酸化水平、蛋白和基因變化；比較各不同強度和取材時間運動大鼠間級聯(lián)蛋白激酶的變化特點和規(guī)律。旨在為臨床糖尿病治療提供分子機制的理論參考，也為預防和糖尿病的

3、臨床輔助治療提供運動強度選擇的實驗依據(jù)，還為進一步探討配合藥物治療的運動療法進行合理的藥物篩選奠定基礎。 方法: 1．葡萄糖耐量實驗分析運動各組大鼠糖耐受能力的變化與安靜對照的關系。 2．Western blot方法觀察不同強度和取材時間運動大鼠對GLUT-4蛋白表達與對PI3K、PKB、mTOR、ERK1/2、p38磷酸化、非磷酸化蛋白變化的影響，分析各運動組間大鼠磷酸化水平和蛋白的變化特點。 3．RT

4、-PCR方法檢測不同強度和取材時間對運動大鼠GLUT-4、PI3K、PKB、P70<'S6K、、>、ERK2與p38基因表達的影響及各運動大鼠組間基因表達變化規(guī)律。 結果: 一．葡萄糖耐量試驗運動組大鼠血漿胰島素濃度明顯低于對照組和(P<0.01)。長期耐力運動大鼠空腹血糖濃度有下降趨勢，但與對照組比較無顯著差異。 二．Westem blot結果顯示 1、 1 h運動大鼠24h和48h恢復后經(jīng)胰島素處理G

5、LUT-4蛋白表達明顯高于對照組(P<0.01)和，1.5h運動兩組經(jīng)胰島素處理GLUT-4蛋白表達顯著升高(P<0.01)； 1.5h運動48h取材組GLUT-4表達明顯高于1h運動48h取材組。 2、 1 h運動24 h取材和1.5 h運動24與48h取材PI3-K磷酸化水平顯著升高，與對照組比較均為(P<0.01)，1 h運動48h取材組與對照組比較差異顯著。PI3K蛋白總量分析1 h運動24 h取材組和1.5 h運動24

6、h取材蛋白總量與對照組比較差異顯著(P<0.01，P<0.05)。運動組間PI3K磷酸化比較，1 h運動24 h取材磷酸化水平與48h取材組比較差異顯著，1.5 h運動48h取材組高于1 h運動48h取材組。運動組間PI3K蛋白總量比較，1 h和1.5 h運動24 h取材蛋白表達高于1 h和1.5 h運動48h取材組(P<0.05，P<0.01)，1.5 h運動24 h取材高于1 h運動24 h取材組。 3、1 h運動24 h取

7、材和48h取材組PKB磷酸化與1.5 h運動24與48h取材組磷酸化水平分別與對照組比較差異顯著(P<0.05，P<0.01)。運動組間PKB磷酸化水平，1.5 h運動24 h與48h取材組高于1 h運動24 h與48h取材組。運動組間PKB蛋白總量分析，1.5 h運動24h取材組與48h取材組比較差異顯著；1.5 h運動24 h取材與1 h運動24 h取材組比較差異非常顯著(P<0.01)；1.5 h運動48h取材蛋白量高于1 h運動

8、48h取材組(P<0.01)。 4、1 h運動與1.5 h運動24 h取材和48h取材組均增加mTOR磷酸化水平，與對照組比較有顯著差異(P<0.01，P<0.05)。mTOR蛋白總量分析發(fā)現(xiàn)，1.5 h運動24 h取材和48h取材組與1 h運動24 h和48h取材組蛋白總量，分別與對照組比較差異顯著(P<0.01，P<0.05)。運動組間mTOR磷酸化水平比較，1 h運動和1.5 h運動24 h取材組高于48h取材組。運動組間

9、mTOR蛋白總量關系，1 h運動24 h取材組高于48h取材組，1.5 h運動48h取材組與1 h運動48h取材組比較有顯著差異。 5、1 h運動24 h和48h取材組P70<'S6K>磷酸化水平與對照組比較有顯著差異(P<0.01，P<0.05)；1.5 h運動兩組磷酸化水平與對照組比較差異非常顯著(P<0.01)。運動組間P70M<'S6K>磷酸化水平，1 h運動24 h取材組與48h取材組比較差異顯著；1.5 h運動48h

10、取材組高于1 h運動48h取材組。 6、1 h運動24 h和48h取材組與1.5 h運動24與48h取材組ERK1/2的磷酸化水平，分別與對照組比較有顯著差異(P<0.05，P<0.01)。ERK1/2蛋白總量，1.5 h運動24與48h取材組與對照組比較有統(tǒng)計學意義(P<0.05，P<0.01)。運動組間ERK2磷酸化水平關系，1 h運動24 h取材高于48h取材組、1.5 h運動48h取材組與1 h運動48h取材組比較差異顯

11、著(P<0.01)。運動組間ERK2蛋白總量比較，1.5 h運動48h取材組與24 h取材組比較差異顯著(P<0.01)，1.5 h運動48h與24 h取材組分別高于1 h運動48h與24 h取材組(P<0.01)。 7、1 h運動24 h取材組P<'38>磷酸化水平與對照組比較差異顯著，1.5 h運動24與48h取材組顯著升高(P<0.01，P<0.05)。P<'38>蛋白總量變化，1.5 h運動24h取材組蛋白表達與對照組比

12、較下調。運動組間P<'38>磷酸化水平，1 h運動24 h取材高于48h取材組，1.5 h運動24h取材組與48h取材組比較有顯著差異(P<0.01)，1.5 h運動24h取材組高于1 h運動24h取材組(P<0.01)，1.5 h運動48h取材組高于1 h運動48h取材組。運動組間P<'38>蛋白總量，1.5 h運動24取材組蛋白表達下調，48h后恢復正常。 三、RT-PCR分析顯示: 1、1h運動24 h取材大鼠GL

13、UT-4mRNA表達與對照組比較有顯著性差異(P<0.01)，1.5 h運動24 h取材和1.5 h運動48 h取材兩組GLUT-4mRNA表達顯著升高(P<0.01)和。運動組間GLUT-4mRNA表達分析發(fā)現(xiàn)，1h運動24h取材組高于48h取材組，1.5h運動24h取材與48h取材組比較差異顯著(P<0.01)，1.5h運動24h取材和48h取材組GLUT-4mRNA表達高于1h運動24h取材和48h取材組。 2、1 h運動

14、和1.5 h運動24 h取材組PI3-K mRNA表達增加，與對照組比較有顯著性差異。運動組間PI3-KmRNA表達變化，1 h和1.5 h運動24 h取材組高于1 h和1.5 h運動48h取材組。 3、1 h運動和1.5 h運動24 h取材組PKB mRNA表達與對照組比較有顯著差異(P<0.01)。運動組間PKB mRNA表達分析，1 h運動24 h取材組高于48h取材組，1.5 h運動24 h取材組高于48h取材組(P<0

15、.01)。 4、1 h運動24 h取材組P70<'S6K> mRNA水平與對照組比較有顯著差異，1.5 h運動24 h和48h取材組基因表達均升高，且差異顯著(P<0.01，)。運動組間P70<'S6K> mRNA表達分析，，1 h和1.5 h運動24 h取材組與1 h和1.5 h運動48h取材組比較差異顯著，1.5 h運動24 h取材組高于1 h運動24 h取材組、1.5 h運動48h取材組高于1 h運動48h取材組(P<0.

16、01)。 5、1.5 h運動24 h和48h取材組ERK2 mRNA基因表達均升高，且差異顯著(P<0.05，P<0.01)；1 h運動24 h取材組ERK2 mRNA水平高于對照組。運動組間ERK2 mRNA表達比較，1 h運動24 h取材組高于48h取材組，1.5 h運動48h取材組高于24 h取材組、1.5 h運動48h取材組明顯高于1 h運動48h取材組(P<0.01)。 6、1 h運動24 h取材組和1.5 h

17、運動24 h取材組p<'38> mRNA表達與對照組比較差異顯著(P<0.01)。運動組間p<'38> mRNA表達顯示，1 h運動24 h取材組高于48h取材組；1.5 h運動24 h取材組高于48h取材組。 結論: 1．運動可以改善大鼠對胰島素的敏感，增加GLUT-4蛋白和mRNA表達。 2．運動通過改善大鼠骨骼肌對胰島素的敏感性，增加PI3-K/AKt/mTOR信號途徑PI3-K、AKt、mTOR和P70<