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研究目的:对野生型C57小鼠和TP53诱导的糖酵解和凋亡调节因子(TP-53 induced glycolysis and apoptosis regulator,TIGAR)基因过表达小鼠进行有氧运动干预,观察有氧运动干预、TIGAR过表达对小鼠认知功能和皮层组织线粒体融合分裂、细胞凋亡的影响,探讨TIGAR在小鼠认知功能和皮层组织运动适应中的作用。研究方法:17只5月龄健康雄性C57小鼠和19只5月龄健康雄性TIGAR过表达小鼠,分别随机分为野生型对照组(Wild Type,WT,n=8)、野生型运动组(Exercise,EXE,n=9)、TIGAR过表达组(TG,n=12)、TIGAR过表达结合运动组(TG+E,n=7)。WT和TG组不接受任何形式的运动干预,EXE和TG+E组进行为期12周的有氧运动训练。末次运动训练结束后对小鼠进行旷场实验(open field test,OFT)、明暗箱穿梭(light-dark test,LD)、高架十字迷宫实验(plus maze test,PMT)以及三箱社交测试(Three-chamber social interaction task,TCT),检测小鼠的自发活动能力、焦虑水平和社交行为。行为学实验结束后采集小鼠皮层组织,蛋白免疫印迹法(Western Blot,WB)测定皮层TIGAR蛋白、线粒体融合分裂相关蛋白(p-Drp1,Drp1,Mfn2)和细胞凋亡蛋白(Bcl-2,Bax,Caspase-3)表达水平。研究结果:1.有氧运动与TIGAR过表达对小鼠自发活动、焦虑水平和社交行为的影响(1)旷场实验:与WT组相比,TG组小鼠的总路程、跨格次数、中央格停留时间显著增加(P<0.05);与WT组相比,EXE组的总路程、跨格次数、中央格停留时间无显著性差异(P>0.05);与TG组相比,TG+E组的总路程、跨格次数、中央格停留时间无显著性差异(P>0.05)。与WT组相比,TG组的静止时间、粪便粒数显著降低(P<0.05);与WT组相比,EXE组的静止时间无显著性差异(P>0.05),EXE组的粪便粒数显著降低(P<0.05);与TG组相比,TG+E组的静止时间、粪便粒数无显著性差异(P>0.05)。(2)明暗箱穿梭与高架十字迷宫实验:与WT组相比,TG、EXE组小鼠在明箱停留时间显著性增加(P<0.05);与TG组相比,TG+E组的明箱停留时间无显著性差异(P>0.05)。与WT组相比,TG组小鼠进入开放臂时间比显著增加(P<0.05);与WT组相比,EXE组小鼠进入开放臂时间无显著性差异(P>0.05)。与TG组相比,TG+E组小鼠进入开放臂时间比显著增加(P<0.05);(3)三箱社交实验:与对物体嗅探时间相比,各小组小鼠对陌生小鼠嗅探时间有显著性增加(P<0.05),并且各小组之间的嗅探偏好系数无显著性差异(P>0.05)。2.有氧运动与TIGAR过表达对小鼠皮层组织TIGAR蛋白表达的影响与WT组小鼠相比,EXE组、TG组小鼠TIGAR蛋白表达显著增加(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠TIGAR蛋白表达显著降低(P<0.05)。3.有氧运动与TIGAR过表达对小鼠皮层组织线粒体融合分裂相关蛋白表达的影响与WT组小鼠相比,EXE组、TG组小鼠p-Drp1蛋白表达显著增加(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠p-Drp1蛋白表达显著降低(P<0.05)。与WT组小鼠相比,EXE组、TG组小鼠Drp1蛋白表达均无显著性差异(P>0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠Drp1蛋白表达无显著性差异(P>0.05)。与WT组小鼠相比,EXE组、TG组小鼠p-Drp1/Drp1比值显著增加(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠p-Drp1/Drp1蛋白显著降低(P<0.05)。与WT组小鼠相比,EXE组、TG组小鼠Mfn2蛋白表达均显著增加(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠Mfn2蛋白无显著性差异(P>0.05)。4.有氧运动与TIGAR过表达对小鼠皮层组织细胞凋亡的影响与WT组小鼠相比,TG组小鼠Bcl-2蛋白表达显著增加(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠Bcl-2蛋白表达无显著差异(P>0.05)。与WT组小鼠相比,TG组小鼠Bax蛋白表达显著增加(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠Bax蛋白表达显著降低(P<0.05)与WT组小鼠相比,TG组小鼠Bcl-2/Bax比值无显著差异(P>0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠Bcl-2/Bax 比值显著增加(P<0.05)。与WT组小鼠相比,TG组小鼠pro-Caspase-3蛋白表达显著降低(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠pro-Caspase-3蛋白表达无显著差异(P>0.05)。与WT组小鼠相比,EXE、TG组小鼠Cleaved Caspase-3蛋白表达显著降低(P<0.05);与TG组小鼠相比,TG+E组小鼠Cleaved Caspase-3蛋白表达无显著差异(P>0.05)。与WT组小鼠相比,TG组小鼠pro-Caspase-3/Cleaved Caspase-3比值显著降低(P<0.05);与 TG 组小鼠相比,TG+E 组小鼠 pro-Caspase-3/Cleaved Caspase-3比值无显著差异(P>0.05)。研究结论:1.有氧运动、TIGAR基因过表达都促进了小鼠的探索行为,降低了焦虑水平;有氧运动、TIGAR基因过表达都促进了小鼠皮层组织线粒体融合分裂;TIGAR基因过表达结合有氧运动降低了小鼠皮层细胞凋亡水平。2.TIGAR可能在小鼠认知功能和皮层组织的运动适应中发挥作用。