【摘要】：研究目的運(yùn)動(dòng)員心臟多年來(lái)受到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和運(yùn)動(dòng)科學(xué)領(lǐng)域的研究關(guān)注。到目前為止,運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚發(fā)生的分子機(jī)制尚未完全闡明。研究表明,GCN2具有心肌保護(hù)作用。因此,我們通過(guò)對(duì)小鼠進(jìn)行7周的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練建立運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚模型,并且通過(guò)GCN2基因敲除探討GCN2在運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚中的作用及調(diào)控機(jī)制,以進(jìn)一步解釋和認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚的發(fā)生機(jī)制。研究方法8周齡雄性野生(WT)小鼠和GCN2基因敲除(KO)小鼠,隨機(jī)分為WT+Ctr組、WT+Ex組、KO+Ctr和KO+Ex組。WT+Ex和KO+Ex進(jìn)行7周的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以建立運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚模型。通過(guò)心臟組織形態(tài)學(xué)分析和心臟功能檢測(cè)來(lái)評(píng)定運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚的發(fā)生以及通過(guò)GCN2基因敲除探討其對(duì)運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚的影響。心臟組織形態(tài)學(xué)分析主要包括:心臟重量、左心室重量以及與體重的比值,與脛骨長(zhǎng)度的比值;WGA熒光染色測(cè)量心肌細(xì)胞橫截面積;天狼猩紅染色檢測(cè)心肌纖維化程度以及超聲心動(dòng)圖評(píng)估心臟形態(tài)。心臟功能評(píng)定主要是超聲心動(dòng)圖檢測(cè)。通過(guò)Western blot檢測(cè)運(yùn)動(dòng)對(duì)GCN2信號(hào)通路、C/EBPβ信號(hào)通路、AMPK信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)的影響以及GCN2基因敲除對(duì)下游信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)的影響。研究結(jié)果(1)基礎(chǔ)狀態(tài)下,WT+Ctr與KO+Ctr組小鼠的心臟指標(biāo)心臟重量(HW/BW、HW/TL),左心室重量(LVW/BW、LVW/TL),心臟超聲心動(dòng)圖的各項(xiàng)指標(biāo)(LVID'd、LVID's、IVS'd、IVS's、LVPW'd、LVPW's、LV mass、EF、FS),以及心肌細(xì)胞橫截面積(CSA)均未顯示出顯著性差異(P0.05)。(2)經(jīng)過(guò)7周的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后,WT+Ex與KO+Ex組小鼠的心臟指標(biāo)與WT+Ctr組小鼠相比,WT+Ex組小鼠的心臟重量、左心室重量、CSA均顯著性增加(P0.05);超聲指標(biāo)中,只有LVID's、IVS's未見(jiàn)顯著性差異(P0.05),其余指標(biāo)均顯著性增加(P0.05)。而KO+Ex與KO+Ctr組小鼠相比,以上指標(biāo)均未見(jiàn)顯著性差異(P0.05)。并且與WT+Ex組小鼠相比,KO+Ex組小鼠的心臟重量、左心室重量、CSA,以及超聲指標(biāo)LVID'd、LVPW's、LV mass顯著減小(P0.05)。(3)各組小鼠心肌組織纖維化程度WT+Ctr、KO+Ctr、WT+Ex與KO+Ex組小鼠心肌組織均未見(jiàn)纖維化改變,并且各組之間無(wú)顯著性差異(P0.05)。(4)各組小鼠心臟中GCN2信號(hào)通路的蛋白表達(dá)水平WT+Ex與WT+Ctr組小鼠相比,GCN2蛋白表達(dá)水平顯著下降(P0.05)。WT+Ctr組與KO+Ctr組小鼠相比,eIF2α磷酸化水平,ATF4蛋白表達(dá)水平無(wú)顯著性差異(P0.05);經(jīng)過(guò)7周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之后,WT+Ex與WT+Ctr組小鼠相比,eIF2α磷酸化水平和ATF4蛋白表達(dá)水平顯著下降(P0.05),而KO+Ex與KO+Ctr組小鼠相比無(wú)顯著性差異(P0.05);并且,與WT+Ex相比,KO+Ex組小鼠的eIF2α磷酸化水平、ATF4蛋白表達(dá)水平顯著增加(P0.05)。(5)各組小鼠心臟中C/EBPβ和CITED4的蛋白表達(dá)水平WT+Ctr組與KO+Ctr組小鼠相比,C/EBPβ和CITED4蛋白表達(dá)水平無(wú)顯著性差異(P0.05);經(jīng)過(guò)7周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之后,WT+Ex與WT+Ctr組小鼠相比,C/EBPβ蛋白表達(dá)水平顯著降低(P0.05)、CITED4蛋白表達(dá)水平顯著增加(P0.05),而KO+Ex與KO+Ctr組小鼠相比無(wú)顯著性差異(P0.05);并且,與WT+Ex相比,KO+Ex組小鼠的C/EBPβ蛋白表達(dá)水平顯著增加、CITED4蛋白表達(dá)水平顯著減少(P0.05)。(6)各組小鼠心臟中AMPK信號(hào)通路的蛋白表達(dá)水平WT+Ctr組與KO+Ctr組小鼠相比,AMPKα磷酸化水平以及PGC1α、SIRT1蛋白表達(dá)水平無(wú)顯著性差異(P0.05);經(jīng)過(guò)7周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之后,WT+Ex與WT+Ctr組小鼠相比,AMPKα磷酸化水平以及PGC1α、SIRT1蛋白表達(dá)水平顯著增加(P0.05),而KO+Ex與KO+Ctr組小鼠相比無(wú)顯著性差異(P0.05);并且,與WT+Ex相比,KO+Ex組小鼠的SIRT1、PGC1α蛋白表達(dá)水平顯著減少(P0.05)。研究結(jié)論(1)野生型小鼠經(jīng)過(guò)7周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后,可誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚的發(fā)生,表現(xiàn)為心臟大小、形態(tài)、功能等方面的適應(yīng)性改變。(2)運(yùn)動(dòng)可減少GCN2信號(hào)通路的蛋白表達(dá),減少C/EBPβ的蛋白表達(dá),增加AMPK信號(hào)通路的蛋白表達(dá)。(3)GCN2信號(hào)通路可能通過(guò)影響C/EBPβ信號(hào)通路、AMPK信號(hào)通路,參與運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚的調(diào)控。(4)GCN2基因缺乏可抑制運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的心肌肥厚。說(shuō)明GCN2可能在運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
【圖文】：

GCN2 基因缺乏對(duì)運(yùn)動(dòng)性心肌肥厚的影響注：表中數(shù)據(jù)均為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤（mean±se）；*表示與 WT+Ctr 組相比，P<0.05；#表示與 WT+Ex 組相比，P<0.05。表 4-1 各組小鼠的心臟重量WT+Ctr KO+Ctr WT+Ex KO+ExHW/BW(mg/g) 4.16±0.03 4.33±0.07 5.02±0.12* 4.39±0.06#LVW/BW(mg/g) 3.14±0.04 3.14±0.06 3.83±0.09* 3.26±0.04#HW/TL(mg/mm) 6.16±0.07 6.25±0.18 7.37±0.12* 6.52±0.06#LVW/TL(mg/mm) 4.65±0.05 4.53±0.16 5.62±0.10* 4.85±0.07#

圖 4-2 各組小鼠的心肌橫截面積。（A）小鼠左心室心肌組織 WGA 染色，心肌橫切面 400 倍鏡下拍攝的圖片。（B）心肌細(xì)胞橫截面積，，CSA。*表示與 WT+Ctr組比，P<0.05；#表示與 WT+Ex 組相比，P<0.05。（6）心肌組織纖維化水平
【學(xué)位授予單位】：上海體育學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R87;G804.2

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本文編號(hào)：2682093