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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
目的:探讨耐力训练对不同AMPKα2基因状态小鼠骨骼肌细胞核蛋白PGC-1α、ERRα表达和PGC-1α/ERRα结合量的影响.方法:C57BL/6J野生鼠(WT鼠)、AMPKα2转基因鼠(TG鼠)和AMPKα2基因敲除鼠(KO鼠)各20只,分别分为安静对照组(C组)和耐力训练组(T组).耐力训练组小鼠进行持续4周、每周一至周六、每天1小时的跑台训练,跑台坡度为0,速度12米/分钟.安静对照组小鼠饲养环境与耐力训练组相同,但不参与训练.完成训练16小时后取鼠小腿三头肌,采用蛋白印迹法测定核内ERRα和PGC-1α蛋白表达量,免疫共沉淀法测定核内PGC-1α/ERRα结合量.结果:1.耐力训练组所有小鼠骨骼肌核蛋白ERRα表达量均高于相应的安静对照组,而不同AMPKα2基因状态组间核蛋白ERRα表达量无明显差异.2.耐力训练组所有小鼠骨骼肌细胞核蛋白PGC-1α表达量均高于相应的安静对照组.TG鼠安静时和运动训练后核蛋白PGC-1α表达与WT鼠相比显著增加.3.与安静组相比,三种基因状态小鼠运动后骨骼肌细胞核内PGC-1α/ERRα蛋白结合量显著提高.与WT鼠相比,TG鼠安静时和运动训练后核内PGC-1α/ERRα结合量显著增加.结论:1.耐力训练显著增加AMPKα2三种基因状态小鼠骨骼肌细胞核内ERRα蛋白表达、PGC-1α蛋白表达和PGC-1α/ERRα结合量.2.与野生鼠相比,AMPKα2转基因鼠安静时和耐力训练后骨骼肌细胞核内PGC-1α蛋白表达和PGC-1α/ERRα结合量显著提高,可能与AMPKα2转基因鼠骨骼肌中AMPKα2蛋白表达量显著增加有关,核蛋白PGC-1α表达量对PGC-1α/ERRα结合量有重要影响.3.与野生鼠相比,安静时和耐力训练后AMPKα2敲除鼠骨骼肌细胞核内ERRα蛋白表达、PGC-1α蛋白表达和PGC-1α/ERRα结合量均无显著差异,提示AMPKα2基因敲除鼠体内可能存在除AMPKα2外的其他信号通路,可代偿AMPKα2缺失的影响.
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低氧训练对AMPKα2三种基因状态鼠骨骼肌HIF-1α mRNA 表达的影响
目的:探讨低氧耐力训练对AMPKa2基因敲除(KO)、高表达转基因(OE)及野生型(WT)小鼠骨骼肌HIF-1α mRNA表达的影响.方法:WT、KO及OE鼠各30只,分别随机分为常氧对照组、低氧暴露组和低氧训练组.常氧对照组在常氧状态下饲养14天;低氧暴露组在低氧环境(模拟海拔4000米高度,氧浓度约12.3%)下饲养14天;低氧训练组在与低氧暴露组相同的低氧环境下饲养并连续14天进行跑台训练(12 m/min,1 h/day).14天后断食12 h取材,测定小鼠骨骼肌AMPKα2蛋白和HIF-1α mRNA表达.结果:(1)OE和WT鼠低氧暴露组、低氧训练组骨骼肌AMPKα2蛋白表达与常氧对照组相比均无显著性差异,KO鼠骨骼肌无AMPKα2蛋白表达.(2)OE鼠、KO鼠和WT鼠低氧训练组骨骼肌HIF-1α mRNA表达量与低氧暴露组相比显著增加.(3)低氧训练下,OE鼠骨骼肌HIF-1α mRNA表达量与WT鼠相比有显著性差异.结论:低氧训练中AMPKα2对骨骼肌HIF-1α mRNA表达起重要作用,但并非HIF-1α表达的必要条件.
关键词： 低氧训练 AMPKα2 HIF-1α mRNA -
AMPKα2基因克隆及其野生型和突变型真核表达载体的构建
背景:实验表明,通过激活单磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMP-Activated Protein Kinase, AMPK)α2可以增加胰岛素的敏感性和骨骼肌葡萄糖的摄取,其有望成为预防和治疗2型糖尿病的新的生理和药理作用靶点.目的:克隆人的AMPKα2基因,并构建其野生型和突变型真核表达载体.设计:单一样本观察.时间及地点:实验于2007-04/2008-01在中山大学附属第二医院临床分子生物实验室完成.材料:QuikChange Ⅱ Site-Directed Mutagenesis Kit为Stratagene公司产品.真核表达载体pcDNA3.1(+),大肠杆菌DH5α为实验室保存.人骨胳肌组织来源于中山大学附属第二医院手术截肢患者,获患者知情同意,新鲜取材后液氮冷冻.方法:采用反转录一聚合酶链反应技术从人骨骼肌扩增AMPKα2基因,并将其克隆到T载体,通过测序对其进行鉴定.采用Quickchange定点诱变试剂盒对AMPKα2基因进行体外定点诱变,并将其野生和突变的编码基因亚克隆到真核表达载体pcDNA3.1中,通过酶切和测序进行鉴定.主要观察指标:①目的基因的克隆.②定点诱变.③真核表达质粒的构建.结果:成功克隆了AMPKα2基因,大小约1 700 bp,与已发表的AMPKα2同源性为99%,GenBank录入号EF056019.成功将AMPKα2第45位Lysine(AAA)突变为Arginine(AGA),成功构建了野生型和突变型pcDNA-AMPK α2重组质粒.结论:实验成功克隆了AMPKα2基因,构建了其野生型和突变型真核表达载体.
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桑叶总黄酮对2型糖尿病大鼠肝脏过氧化物酶体增殖物激活受体α和腺苷酸活化蛋白激酶α2蛋白表达的影响
目的 探讨桑叶总黄酮对2型糖尿病(T2DM)大鼠肝脏过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)α和腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)α2蛋白表达的影响及机制.方法 建立高脂饲料喂养且用链脲佐菌素诱导T2DM雄性Wistar大鼠模型,将模型大鼠随机分为5组:模型组、二甲双胍组(100 mg/kg灌胃)、桑叶总黄酮组(200,100,50 mg/kg灌胃),同时设立正常对照组.4 w后检测大鼠空腹血糖(FPG)、血清胰岛素(FINS)水平,Western印迹检测肝脏PPARα和AMPKα2蛋白表达.结果 桑叶总黄酮能降低T2DM大鼠的FPG、FINS水平,Western印迹显示模型组大鼠肝脏PPARα和AMPKα2蛋白表达较正常对照组均明显下降(P<0.01).经桑叶总黄酮干预治疗后,AMPKα2蛋白表达较模型组显著增加(P<0.01),PPARα蛋白水平改变不明显(P>0.05).结论 桑叶总黄酮对T2DM大鼠有一定的治疗作用,可能与其增加大鼠肝脏AMPKα2蛋白表达有关.
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pFLAG-AMPKα2真核表达质粒构建及对心肌缺氧/复氧损伤的作用
目的:构建大鼠pFLAG-AMPKα2真核表达质粒,分析AMPKα2过表达对心肌细胞缺氧/复氧损伤的影响.方法:提取H9c2心肌样细胞的mRNA,反转录为 cDNA.PCR扩增AMPKα2基因的cDNA全长,并将其克隆至pFLAG-CMV-4构建pFLAG-AMPKα2重组质粒.转染pFLAG-AMPKα2至H9c2细胞,Western Blot测定AMPKα2的蛋白表达情况,建立缺氧/复氧(A/R)损伤模型,MTT法检测心肌细胞的存活率,生物自动分析仪检测LDH活性,流式细胞术检测各实验组心肌细胞凋亡程度、细胞内ROS的变化,试剂盒检测细胞内抗氧化酶(SOD、GSH-Px)活性.结果:AMPKα2全长基因序列克隆至真核表达载体pFLAG-CMV-4,酶切鉴定片段大小为1700 bp,Western blot检测转染pFLAG-AMPKα2后,AMPKα2蛋白在H9c2细胞中高表达.H9c2细胞遭受A/R损伤,心肌细胞存活率下降,LDH活性增加,细胞凋亡加重,ROS生成增加,SOD及GSH-Px的酶活性下降,pFLAG-AMPKα2重组质粒的导入可明显逆转、改善上述各项指标,从而对抗A/R损伤.结论:构建成功的pFlAG-AMPKα2重组质粒能对抗A/R所致的心肌细胞损伤,其机制与改善心肌细胞的氧化应激作用有关.
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运用GC-MS代谢谱研究AMPKα2基因与2型糖尿病的关系
目的 探究AMPKα2基因在代谢方面的作用.方法 运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)结合化学计量学方法中的多元分辨(SIA)和模式识别方法(PCA),对AMPKα2基因敲除(AMPKα2-KO)和C57BL/6J小鼠血清的代谢物谱进行了全面研究.结果 与对照组C57BL/6J小鼠相比,AMPKα2-KO小鼠的核糖、果糖、半乳糖、葡萄糖、胆固醇含量明显下降,而α-羟基丁酸、B-羟基丁酸、亚油酸含量明显升高.结论 AMPKα,基因在糖和脂肪酸代谢方面具有重要的作用.
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慢性缺氧诱导小鼠心肌细胞自噬及其机制
目的 观察慢性缺氧对小鼠心肌细胞自噬水平的影响,并初步探讨AMPKα2敲除对该过程的作用.方法 采用野生型与AMPKα2-/-雄性C57小鼠均分为野生型常氧组、野生型缺氧组、敲除型常氧组和敲除型缺氧组(n=10).常氧组于空气环境中饲养,缺氧组于10％ O2的低氧舱内饲养.4周后野生型小鼠取静脉血标本,测红细胞及血红蛋白水平;取心脏标本用Western blot检测AMPKα2及自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值与p62的变化,用免疫荧光染色法检测心肌冰冻切片LC3变化.敲除型小鼠取心脏标本用Western blot检测心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值变化.结果 ①野生型小鼠中,与常氧组比较,缺氧组红细胞与血红蛋白水平显著增加[红细胞:(9.33 ±0.15)×1012/L vs(12.78±0.66)×1012/L,P ＜0.05;血红蛋白:(135 ±3)g/L vs (192 ±4)g/L,P＜0.05];②野生型小鼠中,与常氧组相比,缺氧组心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值显著增加[(0.49 ±0.29) vs(1.70 ±0.24),P＜0.05];p62表达明显降低[(1.32±0.57) vs (0.71 ±0.19),P＜0.05];免疫荧光结果显示,缺氧组心肌组织LC3荧光较常氧组增多;③在常氧条件下,与野生型小鼠比较,AMPKα2-/-小鼠心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值降低,但差异无统计学意义[(0.78 ±0.08) vs (0.73 ±0.34),P＞0.05];在缺氧条件下,与野生型小鼠比较,AMPKα2-/-小鼠心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值显著降低[(2.08±0.72) vs (1.01 ±0.21),P＜0.05];④野生型小鼠中,与常氧组比较,缺氧组AMPKα2蛋白表达水平并无显著增加[(1.14±0.13) vs(1.25±0.19),P＞0.05].结论 慢性缺氧可能通过AMPKα2依赖的途径增强心肌细胞自噬,该自噬可能是心肌细胞对慢性缺氧的适应机制.
