本文關鍵詞：運動通過p38MAPK信號通路對2型糖尿病小鼠骨代謝的影響

  更多相關文章： 2型糖尿病 運動干預 p38MAPK 骨密度 破骨細胞

【摘要】：背景：骨是人體結構的重要組成部分,在人體內發(fā)揮著運動、支撐、保護內臟器官以及存儲鈣和磷酸鹽等重要功能。最近對整個有機體生理學功能的研究發(fā)現(xiàn)骨具有的功能遠比預期多,例如骨骼與大腦、胰腺和腸道等器官的功能密切相關,并且骨與多種疾病的發(fā)病機制相關,因此保持骨組織的相對穩(wěn)態(tài),對維持人體基本機能具有重要意義。骨通過不斷用新骨替代舊骨的骨重建過程達到動態(tài)平衡,骨重建是通過破骨細胞與成骨細胞之間的相互作用實現(xiàn)骨吸收和骨形成的平衡。近年來,我國老齡化現(xiàn)象日益嚴重、老年人口比例劇增,再加上經濟快速發(fā)展和人們生活方式的變化,患2型糖尿病的人數(shù)逐年上升,2型糖尿病常見的并發(fā)癥之一骨質疏松癥就是因為骨重建階段骨吸收與骨形成之間的不平衡造成的。已有相關研究報道運動干預能夠影響骨代謝過程,運動刺激通過調控一些細胞因子的表達進而達到改善骨吸收和骨形成的骨重建過程,對骨質疏松起一定的預防和治療作用。骨重建是一個非常復雜的過程,每個骨重建周期都經歷三個階段：起始于破骨細胞的骨吸收,使骨內部產生大量的空洞；然后經過對空洞填補的過渡階段；最后是礦物質在骨中沉積,成骨細胞發(fā)揮作用形成新骨。因此研究破骨細胞的骨吸收過程,是解決2型糖尿病患者骨重建階段骨吸收和骨形成失衡的首要因素,但現(xiàn)階段運動對p38MAPK信號通路調控破骨細胞骨吸收的影響機制尚不清楚。目的：本研究通過建立2型糖尿病模型小鼠,并對造模成功的2型糖尿病小鼠分別施加游泳和下坡跑運動干預,檢測骨組織p38MAPK信號通路的表達狀況和破骨細胞分化與骨吸收情況,旨在分析2型糖尿病引起的代謝紊亂對骨代謝的影響。進而探究運動干預對2型糖尿病骨代謝的調控作用,為今后預防和治療2型糖尿病型骨質疏松提供理論基礎和可行性運動方案。方法：6周齡C57BL/6雄性小鼠,60只經高脂飼料飼養(yǎng)并注射STZ,建立2型糖尿病模型小鼠,20只作為正常對照小鼠用普通飼料飼養(yǎng),其他飼養(yǎng)條件相同。將造模成功的2型糖尿病小鼠隨機分為三組,即2型糖尿病對照組、2型糖尿病游泳組、2型糖尿病下坡跑組。2型糖尿病游泳組和2型糖尿病下坡跑組小鼠分別進行8周,每周6天,每天50分鐘的運動干預,下坡跑的跑臺坡度為-9°、跑速為0.8km/h,運動干預期間2型糖尿病小鼠依然喂高脂飼料,正常對照小鼠喂普通飼料,實驗期間每周一下午六點左右稱量各組小鼠體重。運動干預結束后12～24小時內斷頸椎處死小鼠,用軟尺測量小鼠體長、電子天平稱量小鼠體重與肱骨重量、游標卡尺測量小鼠肱骨長度和各個橫截面直徑,Micro CT檢測右側股骨遠端骨密度,RT-PCR檢測左側股骨p38MAPK信號通路以及骨吸收相關因子的mRNA相對表達量,Western-blot檢測腰椎骨p38MAPK和p-p38MAPK蛋白的相對表達量,對比各組小鼠骨髓造血干細胞體外培養(yǎng)分化成破骨細胞的數(shù)量。結果：(1)8周高脂飼料喂養(yǎng)的小鼠體重明顯高于普通飼料喂養(yǎng)的小鼠體重(P0.01),8周運動干預可以顯著減輕2型糖尿病小鼠體重(P0.01)。(2)2型糖尿病小鼠肥胖指數(shù)高于正常小鼠(P0.05),下坡跑運動十預能使2型糖尿病小鼠肥胖指數(shù)顯著下降(P0.05),且對2型糖尿病小鼠肥胖指數(shù)的影響效果好于游泳運動(P0.05)。(3)2型糖尿病小鼠皮質骨和松質骨的骨密度明顯低于正常小鼠(P0.01),游泳和下坡跑運動干預均能夠使2型糖尿病小鼠骨密度適度增加,特別是下坡跑運動干預可使2型糖尿病小鼠松質骨骨密度顯著提高(P0.05),但運動干預只能減弱而不能逆轉2型糖尿病小鼠骨密度的下降趨勢。(4)2型糖尿病小鼠骨組織p38MAPK信號通路中除MAP2K3外其他因子MAP3K1、 MAP2K6、p38MAPK以及對破骨細胞分化起抑制作用的IRF-3和IFN-β mRNA的相對表達量均明顯低于正常小鼠(P0.05)。游泳和下坡跑運動干預均可激活2型糖尿病小鼠骨組織p38MAPK信號通路,使MAP3K1、MAP2K3、MAP2K6、p38MAPK mRNA表達上調,下坡跑運動干預使MAP3K1和p38MAPK mRNA表達量顯著增加(P0.05)；游泳和下坡跑運動干預還同時上調2型糖尿病小鼠IRF-3和IFN-β mRNA的表達,使IRF-3和IFN-β相對表達量顯著增加(P0.05)。(5)2型糖尿病小鼠骨組織p-38MAPK蛋白含量明顯低于正常小鼠(P0.01),同時2型糖尿病小鼠骨組織具有生物活性的p-p38MAPK蛋白含量也較正常小鼠明顯減少(P0.05)；游泳和下坡跑運動干預可顯著增加2型糖尿病小鼠骨組織p38MAPK蛋白含量(P0.05),下坡跑運動干預還使2型糖尿病小鼠骨組織p-p38MAPK蛋白含量顯著增加(P0.05)。(6)2型糖尿病小鼠骨組織誘導破骨細胞分化的TRAF-6 mRNA相對表達量較正常小鼠明顯增加(P0.05),而游泳和下坡跑運動干預均可下調2型糖尿病小鼠骨組織TRAF-6 mRNA的表達。2型糖尿病小鼠破骨細胞特異分泌的骨吸收因子TRAP和Cts K mRNA含量明顯多于正常小鼠(P0.05),游泳和下坡跑運動干預可下調2型糖尿病小鼠骨組織TRAP和Cts K mRNA的表達,特別是下坡跑運動干預可顯著降低2型糖尿病小鼠骨組織TRAP mRNA表達量(P0.05)。(7)各組小鼠骨髓造血干細胞體外培養(yǎng)誘導分化的破骨細胞數(shù)量不同,2型糖尿病小鼠破骨數(shù)量較正常小鼠顯著增多(P0.01),游泳和下坡跑運動干預使2型糖尿病小鼠破骨數(shù)量顯著減少(P0.01)。結論：(1)8周高脂喂養(yǎng)的小鼠體重和肥胖指數(shù)均高于普通飼料喂養(yǎng)的小鼠體重和肥胖指數(shù)。(2)2型糖尿病小鼠骨組織內p38MAPK信號通路受抑制,p38MAPK蛋白活性下降,p38MAPK對破骨細胞分化的抑制作用減弱,骨吸收能力增加,骨密度下降。(3)運動干預可減輕2型糖尿病小鼠的體重,下坡跑運動顯著降低2型糖尿病小鼠的肥胖指數(shù)。(4)運動干預可激活2型糖尿病小鼠骨組織p38MAPK信號通路,增加p38MAPK對破骨細胞分化的抑制作用,使破骨細胞數(shù)量減少,骨吸收能力下降,骨密度增加。
【關鍵詞】：2型糖尿病 運動干預 p38MAPK 骨密度 破骨細胞
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：G804.7
【目錄】：

• 論文摘要6-9
• ABSTRACT9-16
• 第一部分 文獻綜述16-25
• 1 糖尿病對骨代謝的影響17-19
• 1.1 糖尿病患者骨密度的變化特點17-18
• 1.2 引起2型糖尿病骨密度變化的因素18-19
• 2 p38MAPK信號通路19-20
• 2.1 p38MAPK的發(fā)現(xiàn)與分型19
• 2.2 p38MAPK的分子結構特征19-20
• 2.3 p38MAPK的激活和生物學功能20
• 3 2型糖尿病對p38MAPK信號通路的影響20-21
• 4 運動對p38MAPK信號通路的調控21-23
• 4.1 p38MAPK參與運動誘導的骨骼肌重塑21
• 4.2 p38MAPK參與運動適應性心肌肥大21-22
• 4.3 運動通過p38MAPK通路提高胰島素的敏感性22
• 4.4 運動通過p38MAPK通路改善糖代謝22-23
• 5 p38MAPK對破骨細胞分化及骨吸收功能的調控23-25
• 第二部分 實驗研究25-64
• 1 實驗目的25
• 2 實驗材料和方法25-43
• 2.1 實驗對象25
• 2.2 實驗動物飼養(yǎng)和分組25-26
• 2.3 實驗動物方案26-28
• 2.4 實驗動物取材28-29
• 2.5 實驗動物指標測試及方法29-43
• 2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析43
• 3 實驗結果43-53
• 3.1 各組小鼠體重的比較43-44
• 3.2 各組小鼠體重、體長和肥胖指數(shù)的比較44-46
• 3.3 各組小鼠肱骨重量、長度和橫截面直徑的比較46-49
• 3.4 各組小鼠骨密度的比較49
• 3.5 各組小鼠骨組織中相關因子mRNA相對表達量的比較49-52
• 3.6 各組小鼠骨組織中p38MAPK和p-p38MAPK蛋白相對表達量的比較52
• 3.7 各組小鼠破骨細胞數(shù)量的比較52-53
• 4 分析與討論53-63
• 4.1 運動干預對2型糖尿病小鼠體重的影響53-54
• 4.2 運動干預對2型糖尿病小鼠肥胖指數(shù)的影響54-55
• 4.3 運動干預對2型糖尿病小鼠肱骨形態(tài)的影響55-57
• 4.4 運動干預對2型糖尿病小鼠骨密度的影響57-58
• 4.5 運動干預對2型糖尿病小鼠p38MAPK通路和骨吸收相關因子mRNA表達量的影響58-60
• 4.6 運動干預對2型糖尿病小鼠骨組織p38MAPK和p-p38MAPK蛋白表達量的影響60-61
• 4.7 運動干預對2型糖尿病小鼠破骨細胞數(shù)量的影響61-63
• 5 結論63-64
• 參考文獻64-73
• 附錄73-78
• 后記78

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張翠香;羅永會;徐春萍;;野生慈姑多糖對糖尿病小鼠血糖和血脂作用研究[J];考試周刊;2013年27期

2 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王冰;高政南;;糖尿病小鼠肝臟上脂肪酸合成酶的動態(tài)表達[A];中華醫(yī)學會糖尿病學分會第十六次全國學術會議論文集[C];2012年

2 于琦;劉占文;;仙杞飲改善糖尿病小鼠血脂異常的作用[A];弘揚中華養(yǎng)生文化 共享健康新生活——中華中醫(yī)藥學會養(yǎng)生康復分會第七屆學術年會論文集[C];2010年

3 鐵璐;李學軍;陳豐原;;四氫生物蝶呤對糖尿病小鼠內皮祖細胞功能的影響[A];第七屆海峽兩岸心血管科學研討會論文集[C];2009年

4 焦士蓉;王波;黃承鈺;于爽;陰文婭;;糖尿病小鼠肝組織氧化損傷研究[A];食物功效成分與健康——達能營養(yǎng)中心第九次學術年會會議論文集[C];2006年

5 徐湘;陳輝;凌冰玉;張玉秋;許嵐;曹紅;;脊髓細胞外信號調節(jié)激酶激活導致2型糖尿病小鼠痛覺過敏[A];中華醫(yī)學會第十二次全國內分泌學學術會議論文匯編[C];2013年

6 陳建國;王茵;梅松;來偉旗;付穎;胡欣;;茶多糖對糖尿病小鼠降血糖、改善癥狀作用的研究[A];首屆長三角科技論壇——長三角生物醫(yī)藥發(fā)展論壇論文集[C];2004年

7 夏陳海;劉毅;張海峰;王汝濤;馬彥卓;賀媛;廉坤;靳溫;路曉燕;王海昌;陶凌;;GSNO在糖尿病小鼠和非糖尿病小鼠心肌缺血/再灌注損傷中的作用及其可能機制[A];中國生理學會消化內分泌生殖代謝生理專業(yè)委員會2011年消化內分泌生殖學術會議論文摘要匯編[C];2011年

8 吳貽松;陸紅麗;韓燕飛;郭新;黃旭;許文燮;;NPs信號通路在糖尿病小鼠胃動力學障礙中的作用及其機制[A];中國生理學會第23屆全國會員代表大會暨生理學學術大會論文摘要文集[C];2010年

9 孫亮亮;龐濤;湯瑋;鄒俊杰;寶軼;陳海燕;陳向芳;鄭驕陽;葉菲;張貝;陸文銓;石勇銓;;新型復方制劑絡寧膠囊緩解糖尿病小鼠焦慮抑郁的研究[A];中國微循環(huán)學會2014年全國學術會議大會匯編[C];2014年

10 張栩;黃波;周f^f^;陳暢;;糖尿病小鼠肝臟中內源亞硝基化蛋白的定量蛋白質組學研究及網(wǎng)絡分析[A];第十一次中國生物物理學術大會暨第九屆全國會員代表大會摘要集[C];2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢瀟;低劑量電離輻射對1型糖尿病小鼠腎臟保護作用及機制研究[D];吉林大學;2013年

2 歐陽建;同基因造血干細胞移植治療1型糖尿病小鼠的療效及機制研究[D];南京醫(yī)科大學;2010年

3 吳劍;流感病毒全病毒滅活疫苗及疫苗佐劑在1型糖尿病小鼠中的效力研究[D];湖南師范大學;2010年

4 李沁;脈沖射頻能量（PRFE）加快糖尿病小鼠傷口愈合的研究[D];華中科技大學;2012年

5 金志珊;糖尿病與非糖尿病小鼠子宮內膜蛋白質組學及LDHB的表達和功能的研究[D];華中科技大學;2014年

6 王永剛;姜黃素衍生物C66對1型糖尿病小鼠心血管系統(tǒng)并發(fā)癥的保護作用[D];吉林大學;2015年

7 胡太平;Sonic Hedgehog促糖尿病小鼠傷口愈合及機制研究[D];中南大學;2006年

8 張馳;低劑量電離輻射對鏈脲佐菌素誘導的1型糖尿病小鼠炎癥因子表達的影響[D];吉林大學;2009年

9 邵淑宏;烏龍茶多糖理化性質及抗氧化、降血糖活性研究[D];浙江大學;2015年

10 王穎瑩;STZ糖尿病小鼠創(chuàng)傷難愈的轉基因治療及機制研究[D];第三軍醫(yī)大學;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁培培;桑白皮化學拆分組分降糖作用實驗研究及其對糖尿病小鼠物質、能量代謝的影響[D];河南中醫(yī)學院;2015年

2 趙清波;蠶蛹蛋白腸內營養(yǎng)制劑干預Ⅱ型糖尿病小鼠代謝特性的研究[D];上海海洋大學;2015年

3 信如娟;非諾貝特改善糖尿病小鼠血管內皮功能及其機制研究[D];第二軍醫(yī)大學;2015年

4 鮑濟洪;糖尿病小鼠全層皮膚缺損創(chuàng)面愈合特征的實驗研究[D];昆明醫(yī)科大學;2015年

5 張陽陽;Netrin-1促進糖尿病小鼠角膜上皮損傷修復及作用機制的研究[D];濟南大學;2015年

6 黃月娥;鮑魚臟器粗多糖對糖尿病小鼠生理功能的影響[D];福建農林大學;2013年

7 徐會金;運動通過p38MAPK信號通路對2型糖尿病小鼠骨代謝的影響[D];華東師范大學;2016年

8 何峰;1型糖尿病小鼠眼內壓和視網(wǎng)膜病變的研究[D];重慶醫(yī)科大學;2014年

9 于攀;一氧化氮和超氧陰離子在糖尿病小鼠創(chuàng)面愈合過程中的作用[D];第三軍醫(yī)大學;2008年

10 徐萍;抗膽堿酯酶藥對誘發(fā)糖尿病小鼠的毒性影響[D];吉林農業(yè)大學;2008年

，

本文編號：925469