论文部分内容阅读
研究目的:探讨8周有氧间歇运动干预对2型糖尿病大鼠骨骼肌miR-133a和线粒体生物合成相关蛋白表达的影响,分析miR-133a与骨骼肌线粒体生物合成相关蛋白表达之间的关系,为运动干预防治2型糖尿病及其并发症提供一定的理论依据。研究方法:将16只雄性健康Wistar大鼠随机分成安静组（Wis安静组,n=8）和运动组（Wis运动组,n=8）。将筛选后的16只雄性自发性2型糖尿病GK大鼠随机分成安静组（GK安静组,n=8）和运动组（GK运动组,n=8）。Wis运动组和GK运动组大鼠进行8周的有氧间歇运动干预,每周运动5d,每天60min。具体运动方案为:先进行一周的适应性训练,第2周开始进行正式有氧间歇运动,运动组的大鼠先进行运动强度为15m/min,10min的唤醒运动,然后完成运动强度为22m/min,7min和运动强度为15m/min,3 min交替进行的5次循环运动,时间为50min。8周运动干预结束后,大鼠称重后腹腔麻醉处死并取材。取大鼠左侧比目鱼肌分别放入4%的多聚甲醛和2.5%的戊二醛进行固定,以备骨骼肌石蜡切片和透射电镜切片的制作;取大鼠右侧比目鱼肌进行Western blot实验和RT-PCR实验,检测骨骼肌线粒体合成相关蛋白及基因的表达。研究结果:（1）8周有氧间歇运动干预后,Wis运动组大鼠体重低于Wis安静组大鼠体重,且随着运动周期的延长呈显著性差异（P＜0.05或P＜0.01）;GK安静组和GK运动组大鼠体重均低于Wis安静组大鼠体重,具有显著性差异（P＜0.01）;与GK安静组大鼠体重相比,GK运动组大鼠体重低于GK安静组大鼠且随运动周期延长呈显著性差异（P＜0.05）。（2）与Wis安静组大鼠相比,Wis运动组大鼠空腹血糖和空腹胰岛素水平均低于Wis安静组大鼠,但无显著性差异（P＞0.05）;GK安静组和GK运动组大鼠的空腹血糖值均高于Wis安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.01）;GK安静组和GK运动组大鼠的空腹胰岛素水平均低于Wis安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.01）;与GK安静组大鼠相比,GK运动组大鼠的空腹血糖低于GK安静组大鼠,其空腹胰岛素水平高于GK安静组大鼠,均具有显著性差异（P＜0.05）。糖耐量试验结果表明:在0min、15min、30min、60min和120min时,Wis安静组大鼠的血糖虽高于Wis运动组大鼠血糖,但无显著性差异（P＞0.05）,Wis安静组大鼠血糖均低于GK安静组和GK运动组大鼠的血糖,均具有显著性差异（P＜0.01）;GK运动组大鼠的血糖低于GK安静组大鼠,具有显著差异（P＜0.05或P＜0.01）;与Wis安静组大鼠糖耐量曲线下面积相比,Wis运动组大鼠低于Wis安静组大鼠,但无显著性差异（P＞0.05）;GK安静组和GK运动组大鼠的曲线面积均高于Wis安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.01）;与GK安静组大鼠相比,GK运动组大鼠的曲线下面积低于GK安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.05）。（3）骨骼肌HE染色显示:经过8周有氧间歇运动干预,运动组大鼠骨骼肌肌纤维增粗,横截面面积变大;骨骼肌电镜显示:Wis安静组与Wis运动组大鼠比较,Wis运动组大鼠骨骼肌线粒体数量显著增多、体积增大且网状化的趋势增强。GK安静组与GK运动组大鼠比较,GK运动组大鼠骨骼肌线粒体肿胀消失、空泡数量减少且数量增加。（4）骨骼肌RT-PCR结果显示:与Wis安静组大鼠骨骼肌mtDNA/nDNA相比,Wis运动组大鼠骨骼肌mtDNA/nDNA高于Wis安静组大鼠,GK安静组大鼠骨骼肌mtDNA/nDNA低于Wis安静组大鼠,均无显著性差异（P＞0.05）;与GK安静组大鼠骨骼肌mtDNA/nDNA相比,GK运动组大鼠骨骼肌mtDNA/nDNA高于GK安静组大鼠,无显著性差异（P＞0.05）。与Wis安静组大鼠相比,Wis运动组大鼠miR-133a表达高于Wis安静组大鼠,GK安静组大鼠miR-133a表达低于Wis安静组大鼠,均无显著性差异（P＞0.05）;与GK安静组大鼠相比,GK运动组大鼠骨骼肌miR-133a的表达高于GK安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.05）。（5）骨骼肌Western blot结果显示:与Wis安静组大鼠相比,Wis运动组大鼠骨骼肌中PGC-1α、NRF1、mtTFA、CS、COX1、NDUFS1蛋白表达均高于Wis安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.01）;GK安静组大鼠骨骼肌中PGC-1α、NRF1、mtTFA、CS、COX1、NDUFS1蛋白表达均低于Wis安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.05或P＜0.01）;与GK安静组大鼠相比,GK运动组大鼠骨骼肌中PGC-1α、NRF1、mtTFA、CS、COX1、NDUFS1蛋白表达均高于GK安静组大鼠,具有显著性差异（P＜0.05或P＜0.01）。（6）Pearson相关性分析结果显示:将本实验不同组别大鼠骨骼肌miR-133a表达与其骨骼肌PGC-1α、NRF1、mtTFA、CS、COX1、NDUFS1蛋白表达进行相关性分析,发现miR-133a和以上蛋白均具有正相关关系,相关系数分别为r=0.6426、r=0.5826、r=0.6140、r=0.7423、r=0.6993、r=0.5943,且均具有显著性差异（P＜0.05或P＜0.01）。研究结论:8周有氧间歇运动可以促进2型糖尿病GK大鼠骨骼肌miR-133a表达和骨骼肌线粒体生物合成。miR-133a表达与骨骼肌线粒体生物合成相关蛋白PGC-1α、NRF1、mtTFA、CS、COX1、NDUFS1蛋白的表达存在正相关关系,提示miR-133a可能在运动调节2型糖尿病大鼠骨骼肌线粒体生物合成中起着重要的作用,具体机制仍需要进一步研究。