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研究目的锌是体内较为丰富的微量元素之一,在骨骼肌损伤修复研究中一直被认为是重要的调控物质,参与炎症反应和肌细胞的增殖分化。近些年来研究发现锌许多功能的实现都依赖锌转运体调控。本研究通过一次性下坡跑造成大鼠骨骼肌损伤后检测血清和肌肉中锌含量变化,观察并检测肌细胞内锌转运体(ZIP7,ZIP8,ZIP14)在肌损伤修复过程中的分布和表达变化,将损伤修复相关因子与锌转运体(ZIP7,ZIP8,ZIP14)的表达进行相关性分析。为今后探究锌转运体在骨骼肌损伤修复过程中的作用提供实验依据。研究方法8周龄雄性SD大鼠72只随机分为9组:对照组(C组)、运动后即刻组(0h组)、6小时组(6h组)、12小时组(12h组)、1天组(1d组)、2天组(2d组)、3天组(3d组)、1周组(1w组)、2周组(2w组)。正式实验时除对照组外,其余各组均采用动物跑台进行一次性下坡跑运动:速度为16m/min,坡度为-16°,总运动时间90min。分别在运动结束的0h、6h、12h、1d、2d、3d、1w、2w后处死并取材:通过下腔静脉取血,取双侧腓肠肌待用。使用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,ICP-MS)测试血清和肌肉中锌的含量。采用免疫荧光技术观察肌细胞中IgG和锌转运体(ZIP7,ZI P8,ZIP14)的分布并用软件分析平均荧光强度变化。使用RT-PCR技术检测骨骼肌中锌转运体(ZIP7,ZIP8,ZIP14)和与骨骼肌损伤修复相关因子(Myogenin,MyoD,PIK3cg,Akt1,ERK1,ERK2,NF-κB,STAT3)的mRNA的表达。使用Olympus DP80光学显微镜、LSM700激光共聚焦显微镜和图像分析软件Ima ge-Pro Plus 6.0分别进行图像采集和分析处理。所有数据均采用SPSS22.0软件进行分析,统计学方法为单因素方差分析法,相关分析采用Pearson方法。研究结果(1)血清和肌肉中锌含量结果显示:血清锌含量在1d组出现显著下降(P<0.05,与C组相比),2w时仍未恢复至正常水平;肌肉锌含量在3d组中出现显著下降(P<0.05,与0h组相比)。(2)免疫荧光检测结果显示:(1)0h,6h,12h,1d组中IgG明显存在于肌细胞内且平均荧光强度也显著增强(均为P<0.05,与C组相比),在随后的时间组中IgG平均荧光强度减少且与对照组无差异。(2)肌肉中锌转运体ZIP7运动前后均散在分布于肌细胞内,ZIP7的平均荧光强度在运动结束后12h,3d,1w,2w显著增加(均为P<0.05,与C组相比);锌转运体ZIP8在C组中位于细胞膜上呈点状分布,运动后在细胞膜上出现连续分布,ZIP8的平均荧光强度在12h,1w,2w显著增加(均为P<0.05,与C组相比);锌转运体ZIP14运动前后分布于细胞膜上和细胞质中,ZIP14的平均荧光强度在0h,12h显著增加(均为P<0.05,与C组相比)。(3)锌转运体RT-PCR结果:下坡跑结束后肌肉中ZIP7,ZIP8,ZIP14的表达均出现上升趋势。ZIP7mRNA表达在12h,3d,1w,2w时显著上升(均为P<0.05,与C组相比);ZIP8mRNA表达在0h,6h,12h,2d,2w时显著上升(均为P<0.05,与C组相比);ZIP14mRNA的表达在0h显著下降,而在2d和2w时显著上升(均为P<0.05,与C组相比)。(4)相关性分析结果:肌肉中ZIP7与PIK3cg mRNA表达呈负相关(r=-0.44,P=0.03);ZIP8与ERK2mRNA表达呈正相关(r=0.53,P=0.01);ZIP14表达分别与STAT3(r=0.52,P=0.01)、Myogenin(r=0.44,P=0.03)、Akt1(r=0.46,P=0.02)mRNA表达呈正相关。研究结论(1)下坡跑运动对大鼠腓肠肌造成损伤,肌肉中锌转运体ZIP7,ZIP8,ZIP14均出现不同程度的表达上升。其中ZIP8mRNA在肌肉损伤初期表达上升;ZIP7、ZIP14mRNA主要在肌肉再生阶段表达上升。肌肉中ZIP14的蛋白表达主要在肌肉损伤初期增加;ZIP7、ZIP8蛋白表达主要在肌肉再生修复阶段增加。(2)锌转运体ZIP7,ZIP8,ZIP14分别与PIK3cg,ERK2,Myogenin等因子的表达有相关性,结合相关文献分析推测锌转运体ZIP7,ZIP8,ZIP14的表达变化可能与运动性肌肉损伤后肌细胞增殖、分化过程有密切关系,提示ZIP7,ZIP8,ZIP14表达增加可能对运动性肌损伤后肌纤维再生具有积极作用。