本文關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)模擬信號(hào)對大鼠海馬、小腦GLUT4蛋白表達(dá)及調(diào)控機(jī)制的研究

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【摘要】：目的:神經(jīng)細(xì)胞的葡萄糖代謝對維護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的功能起著十分重要的作用,而葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)是整個(gè)葡萄糖代謝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在負(fù)責(zé)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家庭(GLUTs)中唯有成員GLUT4能夠在機(jī)體應(yīng)激狀態(tài)下?lián)纹咸烟寝D(zhuǎn)運(yùn)工作,提供機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下所需的能量。骨骼肌及心肌細(xì)胞尤其是骨骼肌細(xì)胞由于運(yùn)動(dòng)所致肌細(xì)胞收縮時(shí)對葡萄糖的應(yīng)激性需求,其負(fù)責(zé)供應(yīng)葡萄糖的機(jī)制正是由GLUT4所介導(dǎo),并且多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)“Ca2+_Ca MK”信號(hào)通路能夠調(diào)控骨骼肌及心肌細(xì)胞GLUT4的表達(dá)。劇烈的思維活動(dòng)類似于運(yùn)動(dòng),同樣需要消耗大量的葡萄糖,是神經(jīng)細(xì)胞的一種應(yīng)激性事件,由此推斷其可能采用了類似于骨骼肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞相同的機(jī)制來負(fù)責(zé)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)。本研究通過設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)激實(shí)驗(yàn)來探討運(yùn)動(dòng)應(yīng)激是否同樣能夠引起大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4特異性高表達(dá),并從單一的運(yùn)動(dòng)模擬信號(hào)——“Caffeine誘導(dǎo),特異性激活細(xì)胞Ca2+信號(hào)”實(shí)驗(yàn)入手,研究其調(diào)控機(jī)制。以期為運(yùn)動(dòng)改善神經(jīng)細(xì)胞葡萄糖代謝的功能提供理論依據(jù)。方法:通過兩部分研究設(shè)計(jì)旨在探討運(yùn)動(dòng)應(yīng)激是否同樣能夠引起大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4特異性高表達(dá),并從細(xì)胞Ca2+信號(hào)入手研究其調(diào)控機(jī)制。研究一(即第二部分內(nèi)容),探討運(yùn)動(dòng)應(yīng)激是否同樣能夠引起大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4特異性表達(dá)。成年雄性SD大鼠32只,通過Morris水迷宮剔除先天學(xué)習(xí)記憶能力好和差的16只大鼠,剩余16只大鼠(遵循兩組逃避潛伏期時(shí)間的均值差值最小,獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的P值越大越好的原則)分成訓(xùn)練組(SE)和靜息組(SC)。SE組采取有規(guī)律的5周中等強(qiáng)度游泳訓(xùn)練,而SC組無任何干預(yù)自由進(jìn)食5周。訓(xùn)練結(jié)束后,通過Morris水迷宮測SE組和SC組學(xué)習(xí)記憶能力,一次性力竭游泳運(yùn)動(dòng)(負(fù)重7%)測各組運(yùn)動(dòng)成績,并利用Western-blotting生物檢測技術(shù)檢測各組大鼠海馬、小腦細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白表達(dá)水平。研究二(即第三部分內(nèi)容),從單一的運(yùn)動(dòng)模擬信號(hào)——“Caffeine誘導(dǎo),特異性激活細(xì)胞Ca2+信號(hào)”實(shí)驗(yàn)入手,研究其調(diào)控機(jī)制(優(yōu)點(diǎn):排除了因運(yùn)動(dòng)引起的AMPK信號(hào)通路所致細(xì)胞GLUT4蛋白高表達(dá)的影響)。成年雄性SD大鼠24只,按體重配對分成4組。Caffeine注射2h組(C2)和DMSO注射2h組(D2)在完成注射后2h取材,通過Western-blotting生物檢測技術(shù)測其海馬、小腦細(xì)胞總蛋白Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平。Caffeine注射24h組(C24)和DMSO注射24h組(D24)在完成注射后26h取材,檢測其海馬、小腦細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白水平。結(jié)果:研究一,(1)SC組海馬細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白水平是SE組的12.42倍(P=0.0090.01);(2)SC組小腦細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白水平是SE組的1.67倍(P=0.0140.05);(3)SE組運(yùn)動(dòng)成績是SC組的2.54倍(P=0.0000.01);(4)SE組4天逃避潛伏期的時(shí)間與SC組相比(P=0.30.05),無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果顯示,SC組大鼠海馬、小腦細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白水平都明顯高于SE組,SE組大鼠運(yùn)動(dòng)成績明顯高于SC組,且都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。研究二,(1)C24組海馬細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白水平是D24組的1.277倍(P=0.0080.01);(2)C24組小腦細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白水平是D24組的1.4倍(P=0.0470.05);(3)C2組海馬細(xì)胞總蛋白Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平是D2組的1.491倍(P=0.0020.01);(4)C2組小腦細(xì)胞總蛋白Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平是D2組的7.735倍(P=0.0060.01)。結(jié)果顯示,C24組大鼠海馬、小腦細(xì)胞總蛋白GLUT4蛋白水平和C2組大鼠海馬、小腦細(xì)胞Ca MKII(Thr286)的磷酸化水平都明顯高于其對照組D24和D2,且都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論:(1)與采取5周有規(guī)律的中等強(qiáng)度游泳訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)適應(yīng)組相比,一次性力竭游泳運(yùn)動(dòng)(負(fù)重7%)刺激能夠引起未經(jīng)任何訓(xùn)練組大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4蛋白強(qiáng)烈表達(dá)。表明在神經(jīng)細(xì)胞應(yīng)激性事件中,GLUT4對大鼠海馬、小腦細(xì)胞應(yīng)激時(shí)所需要的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)同樣起關(guān)鍵性作用。(2)通過設(shè)計(jì)細(xì)胞Ca2+信號(hào)特異性激活劑Caffeine誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)來模擬運(yùn)動(dòng)應(yīng)激實(shí)驗(yàn),檢測到C2組大鼠海馬、小腦細(xì)胞鈣/鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶II(Ca MKII)的磷酸化水平與C24組大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)水平都顯著性高于其對照組D2和D24。表明在運(yùn)動(dòng)模擬信號(hào)-“Caffeine”誘導(dǎo)下,“Caffeine-Ca2+-Ca MKII”信號(hào)通路在調(diào)控大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)過程中是存在的。
【關(guān)鍵詞】：海馬 小腦 GLUT4 Caffeine CaMKII
【學(xué)位授予單位】：成都體育學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R87
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一部分 前言12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 GLUT家族概述13-14
• 1.2.2 GLUT4結(jié)構(gòu)與分布14
• 1.2.3 GLUT4與骨骼肌葡萄糖攝取14-15
• 1.2.4 GLUT4與神經(jīng)細(xì)胞葡萄糖攝取15-16
• 1.2.5 運(yùn)動(dòng)與GLUT416
• 1.2.6 CaMK概述16-17
• 1.2.7 GLUT4與糖尿病、阿爾茨海默氏病17-18
• 1.3 研究內(nèi)容18-19
• 第二部分 運(yùn)動(dòng)應(yīng)激對SD大鼠海馬及小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)影響的研究19-34
• 2.1 研究材料19-20
• 2.1.1 研究對象19
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)主要試劑與器材19-20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)分組與方法20-22
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)分組20-21
• 2.2.2 動(dòng)物造模21-22
• 2.3 測試樣本的采集處理與指標(biāo)檢測22-27
• 2.3.1 大鼠海馬及小腦樣本的采集22-23
• 2.3.2 大鼠海馬及小腦細(xì)胞全蛋白提取23
• 2.3.3 BCA蛋白定量23-24
• 2.3.4 Western-blotting蛋白水平檢測實(shí)驗(yàn)24-27
• 2.4 數(shù)據(jù)處理27
• 2.5 結(jié)果27-30
• 2.5.1 運(yùn)動(dòng)對SD大鼠空間定位及學(xué)習(xí)記憶能力的影響27-28
• 2.5.2 有規(guī)律的5周中等強(qiáng)度游泳訓(xùn)練對SD大鼠運(yùn)動(dòng)能力的影響28-29
• 2.5.3 力竭游泳運(yùn)動(dòng)刺激對SD大鼠海馬細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)的影響29-30
• 2.5.4 力竭游泳運(yùn)動(dòng)刺激對SD大鼠小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)的影響30
• 2.6 分析與討論30-33
• 2.6.1 運(yùn)動(dòng)與大鼠空間定位及學(xué)習(xí)記憶能力的關(guān)系30-31
• 2.6.2 運(yùn)動(dòng)應(yīng)激對大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)的影響31-33
• 2.7 小結(jié)33
• 2.8 創(chuàng)新點(diǎn)33-34
• 第三部 運(yùn)動(dòng)應(yīng)激對SD大鼠海馬及小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)的調(diào)控機(jī)制研究——（以運(yùn)動(dòng)模擬信號(hào)Caffeine誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)作為研究手段）34-45
• 3.1 研究材料34
• 3.1.1 研究對象34
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)主要試劑與器材34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)分組與方法34-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)分組34
• 3.2.2 動(dòng)物造模34-37
• 3.3 測試樣本的采集處理與指標(biāo)檢測37
• 3.3.1 大鼠海馬及小腦細(xì)胞磷酸化蛋白提取37
• 3.4 數(shù)據(jù)處理37-38
• 3.5 結(jié)果38-42
• 3.5.1 Caffeine 24h刺激對SD大鼠海馬細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)的影響38-39
• 3.5.2 Caffeine 24h刺激對SD大鼠小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)的影響39-40
• 3.5.3 Caffeine 2h刺激對SD大鼠海馬細(xì)胞Ca MKII（Thr286）磷酸化蛋白表達(dá)的影響40-41
• 3.5.4 Caffeine 2h刺激對SD大鼠小腦細(xì)胞Ca MKII（Thr286）磷酸化蛋白表達(dá)的影響41-42
• 3.6 分析與討論42-44
• 3.6.1 運(yùn)動(dòng)模擬信號(hào)-“Caffeine”對大鼠海馬、小腦細(xì)胞GLUT4蛋白表達(dá)的影響42-43
• 3.6.2 在運(yùn)動(dòng)模擬信號(hào)-“Caffeine”誘導(dǎo)下，，“Caffeine-Ca2+- Ca MKII”信號(hào)通路是否介導(dǎo)大鼠海馬、小腦GLUT4蛋白的表達(dá)43-44
• 3.7 小結(jié)44
• 3.8 創(chuàng)新點(diǎn)44-45
• 全文總結(jié)45-47
• 一.結(jié)論45
• 二.創(chuàng)新點(diǎn)45
• 三.展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-52
• 致謝52-53
• 在讀期間主要科研成果53

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本文編號(hào)：713433