IL-15在运动干预小鼠骨骼肌GLUT-4信号通路中的作用机制研究

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骨骼肌被认为是人体最大的器官,其能量代谢方式复杂。近年来大量实验研究资料表明骨骼肌能表达、合成和分泌多种生物信号分子,包括调节肽、细胞因子和生长因子等,是一种重要的内分泌器官。在研究中发现白介素-15(IL-15),在骨骼肌中大量分泌,并证明其具有免疫功能,且在线粒体生物发生、脂肪氧化、肌生成和葡萄糖摄取中起到一定的作用。IL-15在骨骼肌中高度表达。有研究表明骨骼肌产生的IL-15可以通过介导AMPK途径使细胞表面GLUT-4的表达上调,但运动是否可以激活IL-15并通过IL-15干预骨骼肌GLUT-4的表达,尤其是信号通路,仍然不清楚。本实验通过建立耐力运动小鼠模型,研究运动干预骨骼肌中IL-15及其相关通路对GLUT-4的影响,通过建立一次性运动和/或注射IL-15干预小鼠模型,进一步验证骨骼肌中IL-15及其相关通路对GLUT-4的影响。1.研究方法1.1耐力运动小鼠模型构建选取C57BL/6J雄性小鼠16只(青年小鼠7月龄),分别随机分成2组,分别为:对照组(C)、耐力训练组(EN)。C组正常饲养,EN组进行为期12周的跑台耐力训练。耐力训练:首先进行2天适应性跑台训练,使动物熟悉跑台环境和训练过程,强度5米/分,时长10分钟;以后每天上午进行中等强度跑台训练,强度12米/分,时长60分钟,连续12周。取小鼠腓肠肌后,用Wstern blot检测各个组的IL-15/AMPK/AKT/AS160/GLUT-4蛋白的表达含量。通过RT-PCR检测P53m RNA在各组小鼠腓肠肌中的表达变化。1.2一次性运动和/或注射IL-15小鼠模型构建选取C57BL/6J雄性小鼠32只(青年小鼠7月龄),分别随机分为4组,分别为:安静注射PBS组(CP)、安静注射IL-15组(CI)、一次性运动注射PBS组(EAP)、一次性运动注射IL-15组(EAI)。CP组正常饲养,EAP组和EAI组,采取跑台运动(12m/min),运动时间为60分钟的一次性运动。一次性运动:腓肠肌取材前一个小时进行一次性运动训练,强度12米/分,时长60分钟。取小鼠腓肠肌后,用Wstern blot检测各个组的IL-15/AMPK/AKT/AS160/GLUT-4蛋白的表达含量。通过RT-PCR检测P53m RNA在各组小鼠腓肠肌中的表达变化。2.实验结果2.1耐力运动小鼠模型中IL-15相关信号通路的蛋白表达水平变化与C组相比,EN组IL-15表达水平明显升高(p<0.01);P-AMPK/AMPK明显升高(p<0.01);P-AKT/AKT明显升高(p<0.01);P-AS160/AS160明显升高(p<0.05)GLUT-4表达水平明显升高(p<0.05)。2.2一次性运动和/或注射IL-15小鼠模型中IL-15相关信号通路的蛋白表达水平变化与CP组相比,EAI组IL-15的表达水平明显升高(p<0.01);P-AMPK/AMPK的比值明显升高(p<0.01);P-AKT/AKT的比值明显升高(p<0.001);P-AS160/AS160的比值明显升高(p<0.01);CI组P-AKT/AKT的比值升高(p<0.05);GLUT-4的表达明显升高(p<0.01)。与CI组相比,EAI组IL-15的表达水平升高(p<0.05);P-AMPK/AMPK的比值升高(p<0.05);P-AKT/AKT的比值升高(p<0.01);P-AS160/A160的比值升高(p<0.05);GLUT-4的表达水平升高(p<0.01)。与EAP组相比,EAI组GLUT-4的表达水平升高(p<0.01)。2.3 RT-PCR检测P53m RNA的表达变化耐力运动小鼠模型中,与C组小鼠相比,EN组小鼠P53m RNA的表达量明显下降(p<0.01)。一次性运动和/或注射IL-15小鼠模型中,与CP组相比,EAI组P53m RNA的表达量明显下降(p<0.001);EAP组P53m RNA的表达量下降(p<0.01)。与CI组相比,EAI组P53m RNA的表达量下降(p<0.01)。3.结论耐力运动小鼠模型中,运动干预使IL-15的表达升高,同时GLUT-4的表达升高推测IL-15可能通过AMPK/AKT/AS160/信号通路致使GLUT-4表达升高。一次性运动和/或IL-15注射干预小鼠模型中,进一步验证IL-15可能通过AMPK/AKT/AS160/信号通路致使GLUT-4表达升高。
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