發(fā)布時間：2018-01-30 12:56

  本文關(guān)鍵詞： 有氧運動 胰島素抵抗 組蛋白去乙�；�5 肌肉增強因子2A 肉堿棕櫚酸轉(zhuǎn)移酶1 一磷酸腺苷活化蛋白激酶　出處：《天津醫(yī)科大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：研究目的:胰島素抵抗(IR)是2型糖尿病(T2DM)等多代謝性疾病的病理生理學基礎(chǔ),IR的發(fā)生發(fā)展與機體脂代謝異常密切相關(guān)。有氧運動可通過增加骨骼肌代謝相關(guān)基因的表達促進脂肪酸有氧氧化,減少骨骼肌脂毒性,從而改善IR。但有氧運動如何調(diào)節(jié)代謝相關(guān)基因表達機制尚不清楚。組蛋白去乙酰化酶5(HDAC5)在有氧運動介導(dǎo)的骨骼肌肌纖維類型轉(zhuǎn)換中的重要作用。肌肉增強因子2(MEF2)的轉(zhuǎn)錄活性受到HDAC5的抑制,許多代謝相關(guān)基因含有與MEF2增強子區(qū)域結(jié)合的保守序列,推測運動可能通過HDAC5/MEF2調(diào)節(jié)代謝相關(guān)基因的表達。肉堿棕櫚酸轉(zhuǎn)移酶1(CPT1b)被認為長鏈脂肪酸(LCFA)進入線粒體唯一的限速酶,在增加骨骼肌長鏈脂肪酸β-氧化,減少脂毒性中起關(guān)鍵作用;CPT1b基因啟動子區(qū)域含有MEF2保守結(jié)合位點,運動是否通過HDAC5/MEF2增強CPT1b基因表達尚不清楚。HDAC5受一磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)的調(diào)控,AMPK是細胞內(nèi)的能量感受器,運動可以通過激活A(yù)MPK Thr172位點的磷酸化引起其下游信號通路的活化,促進脂肪β-氧化。綜上所述,本課題的研究目的為:(1)明確有氧運動是否可以調(diào)節(jié)正常及IR小鼠骨骼肌HDAC5活性;(2)明確HDAC5是否參與脂肪酸有氧氧化的關(guān)鍵蛋白CPT1b的表達調(diào)控;(3)探討運動是否通過AMPK介導(dǎo)HDAC5活性的變化;本課題為有氧運動在調(diào)節(jié)骨骼肌代謝相關(guān)基因及其在改善IR中的作用機制提供理論基礎(chǔ)。研究方法:實驗動物選用4周齡C57BL/6雄性小鼠,經(jīng)過10周高脂飲食建立IR小鼠模型,之后將小鼠分為正常飲食安靜組(NC),正常飲食運動組(NE),高脂飲食安靜組(HC)和高脂飲食運動組(HE),運動組小鼠進行為期6周的有氧跑臺訓練�？诜咸烟悄土吭囼�(OGTT)檢測小鼠葡萄糖耐量;提取血清,檢測空腹血清胰島素(FIN)及血脂水平;油紅O染色檢測小鼠骨骼肌脂質(zhì)異位沉積;酶動力學檢測小鼠骨骼肌檸檬酸合酶(CS)活性;Western blot檢測小鼠骨骼肌HDAC5,p HDAC5 Ser259,p HDAC5 Ser498,Ac-H3K9,AMPKα、p AMPKαThr172,CPT1b蛋白表達水平;Real time PCR檢測小鼠骨骼肌CPT1b m RNA水平;分離小鼠骨骼肌胞漿胞核蛋白,檢測胞漿胞核中HDAC5的蛋白含量;利用免疫共沉淀技術(shù)檢測HDAC5分別與14-3-3,MEF2A,AMPKα,p AMPKαThr172蛋白的結(jié)合;染色質(zhì)免疫共沉淀(CHIP)分別檢測小鼠骨骼肌MEF2A,HDAC5與CPT1b基因啟動子的結(jié)合;構(gòu)建MEF2A,HDAC5過表達質(zhì)粒及含有CPT1b啟動子的熒光素報告基因質(zhì)粒,轉(zhuǎn)染C2C12細胞,分別檢測CPT1b m RNA表達水平及熒光素酶活性;利用AMPK激動劑AICAR,AMPKα2及其顯性負突變DN-AMPKα2腺病毒處理C2C12肌管細胞,Western blot檢測HDAC5,p HDAC5 Ser259,p HDAC5 Ser498,AMPKα,p AMPKαThr172蛋白表達水平;野生型或AMPKα2基因敲除小鼠分為安靜組和運動組,運動組小鼠進行為期1小時的有氧跑臺訓練,Western blot檢測小鼠骨骼肌HDAC5,p HDAC5 Ser259,p HDAC5 Ser498,AMPKα1,AMPKα2,p AMPKαThr172,p Ca MKII Thr286,p PKD Ser744/748蛋白表達水平。研究結(jié)果:(1)6周有氧跑臺訓練可以增加小鼠骨骼肌有氧氧化能力,降低由高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠體重增加,改善受損的葡萄糖耐量,逆轉(zhuǎn)由高脂飲食引起的高胰島素血癥及脂質(zhì)代謝紊亂等癥狀,改善骨骼肌脂質(zhì)異位沉積;(2)6周有氧跑臺訓練可以增加正常及IR小鼠骨骼肌p HDAC5 Ser259/498,p AMPKαThr172位點磷酸化水平,促進骨骼肌HDAC5磷酸化依賴的出核效應(yīng),減少HDAC5與MEF2A的結(jié)合,增加HDAC5與AMPK的結(jié)合,同時增加骨骼肌H3K9的乙酰化水平,增加骨骼肌CPT1b m RNA和蛋白表達水平。(3)6周有氧跑臺訓練可以增加正常及IR小鼠骨骼肌MEF2A與CPT1b基因啟動子的結(jié)合,減少HDAC5與CPT1b基因啟動子的結(jié)合;在C2C12肌管細胞中,HDAC5可抑制MEF2A介導(dǎo)的CPT1b m RNA表達及含CPT1b啟動子熒光素酶活性的升高;AMPK的激動劑AICAR可以激活A(yù)MPK-HDAC5信號通路,過表達AMPKα2及其顯性負突變DN-AMPKα2可分別激活或抑制AMPK-HDAC5信號通路;(4)單次有氧跑臺運動可以激活野生型小鼠骨骼肌AMPK-HDAC5信號通路;AMPKα2缺失狀態(tài)下,單次有氧運動對小鼠骨骼肌HDAC5 Ser259/498磷酸化水平無顯著影響;AMPKα2缺失小鼠較野生型小鼠骨骼肌HDAC5 Ser259/498磷酸化水平升高,其上游激酶PKD Ser744/748磷酸化水平也顯著升高,。研究結(jié)論:有氧運動可以有效改善由高脂飲食引起的小鼠糖脂代謝異常,這與運動介導(dǎo)的HDAC5的磷酸化出核效應(yīng)密切相關(guān);HDAC5可以通過MEF2A抑制CPT1b基因轉(zhuǎn)錄活性,有氧運動可以調(diào)節(jié)骨骼肌HDAC5/MEF2A與CPT1b啟動子的相互作用,推測有氧運動可能通過HDAC5/MEF2A調(diào)節(jié)CPT1b的表達,從而改善骨骼肌脂質(zhì)異位沉積。有氧運動可以激活骨骼肌AMPK-HDAC5信號通路,但AMPK的缺失會阻斷運動增加骨骼肌HDAC5的磷酸化水平,同時增加PKD的代償作用,提示AMPK在運動介導(dǎo)的HDAC5活性調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R87

【共引文獻】

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本文編號：1476290