【摘 要】
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目的 推动PD等疾病相关基础与临床研究窗口前移势在必行,本文探讨规律有氧运动对纹状体PD过程中的羰基应激机制及运动干预的作用机制,致力于筛选神经退行性变早期的新的靶标,为运动延缓神经退行或PD病变的机制提供重要的理论与临床指导意义.方法 将16月龄大鼠分为PD安静组(SED-PD)和运动组(EX-PD),同时组内以相应的正常侧SED-NOR和EX-NOR作为对照,运动组经预先8周递增负荷中等强度规
【机 构】
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湖南师范大学蛋白质化学与发育生物学教育部重点实验室 湖南长沙410081 湖南师范大学体适能与运动
【出 处】
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湖南省生理科学会2015年度学术年会暨第十届理事会换届选举大会
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目的 推动PD等疾病相关基础与临床研究窗口前移势在必行,本文探讨规律有氧运动对纹状体PD过程中的羰基应激机制及运动干预的作用机制,致力于筛选神经退行性变早期的新的靶标,为运动延缓神经退行或PD病变的机制提供重要的理论与临床指导意义.方法 将16月龄大鼠分为PD安静组(SED-PD)和运动组(EX-PD),同时组内以相应的正常侧SED-NOR和EX-NOR作为对照,运动组经预先8周递增负荷中等强度规律有氧运动后,两组大鼠同时构建6-OHDA致使的PD病变模型.在确定PD大鼠模型造模成功后,采用改良亲和素-生物素珠富集羰基蛋白质组学方法分析蛋白质的羰基化修饰机制,并用qRT-PCR、免疫组化(IHC)和免疫印迹(WB)等对筛选的相关通路的蛋白质进行验证,及相关方法分析羰基化蛋白质的调控机制.结果 根据ESI-Q-TOF-MS结果显示,预先规律有氧运动对6-OHDA致PD模型大鼠纹状体即SED-PD与EX-PD都能找出氧化修饰位点的羰基化蛋白质有23个,正常中年大鼠M-SED和M-EX纹状体都能找出氧化修饰位点的羰基化蛋白质有36个；但是SED-PD特有能找出氧化修饰位点的羰基化蛋白质有27个和EX-PD 34个几乎是与正常大鼠的近2倍.SED-PD或EX-PD均未找到找出氧化修饰位点的羰基化蛋白质是37个,与正常大鼠羰基化蛋白质的数量相当.预先实施规律有氧运动获得羰基化蛋白质的信号通路的相关信息明显不同的是,在于ATP酶活性和酰胺结合两方面.SED-PD特有基本还是Camkv、HSP90 α、细胞色素c氧化酶-2、兴奋性氨基酸转运体2、钙网蛋白、应激蛋白70、Ncam1、转酮醇酶等,还有CamⅡ α、HSP60、Syn1、Map1和Map2等一共27个,值得注意的仍然没有1433蛋白家族相关蛋白.而EX-PD出现具有氧化修饰位点的羰基化蛋白质：1433蛋白家族的4个14-3-3 protein beta/alpha (Ywhab)、epsilon (Ywhae)、theta (YwhaT)和zeta/delta (YwhaZ).与EX-NOR组相比较,EX-PD组的AMPK α1/β-actin比值上升(P＜0.05)；与SED-PD组相比较,EX-PD组的AMPKα1/β-actin比值却出现下降(P＜0.05).与SED-NOR相比较,EX-NOR的CaMKⅡ α、CaMKV和Vdac1的表达都明显下调(P＜0.01)；与SED-PD相比较,EX-PD的CaMKV和Vdac1表达稍微下调(P＞0.05),只有EX-PD的CaMKⅡ α表达稍微上升(P＞0.05).与EX-NOR相比,EX-PD的PI3R、Akt和mTOR表达也明显上调(P＜0.01).但是与SED-PD相比较,EX-PD的PI3R和mTOR表达稍微上调(P＞0.05),而Akt却明显下调(P＜0.01).与SED-PD相比较,EX-PD的Syp和Ywhah表达显著下调(P＜0.05,P＜0.01),其中UCH-L1表达上调(P＜0.05).得出预先规律有氧运动诱导了PD大鼠纹状体的自噬与凋亡适当增加,下调了AMPK通路与CaMK信号通路,而激活了PI3R/Akt/mTOR信号通路,PI3R/Akt/mTOR协调AMPK通路与CaMK信号通路网络的调控,从而提高了UCH-L1表达水平与细胞自噬一起联合抑制PD病变的发生或发展.结论 中年大鼠正常和帕金森病变的羰基化蛋白质的数量相当,表明在神经退行老化和病变过程中,蛋白质羰基化程度的升高并非随机.规律有氧运动改善与老化及退行性疾病有关的CamⅡ α、HSP60、Syn1、Map1和Map2蛋白的羰基化,诱导AMPK、CaMK和PI3K/Akt/mTOR信号通路的相关蛋白表达等通过自身结合羰基而起抗逆羰基应激作用.
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