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运动对大鼠骨骼肌线粒体通透性转换孔和细胞凋亡的影响

2020-12-01阅读(784)

运动对大鼠骨骼肌线粒体通透性转换孔和细胞凋亡的影响

论文摘要

细胞凋亡是机体正常的生理现象,是多细胞生物正常更新和清除异常细胞的重要手段。线粒体途径是介导细胞凋亡的一个重要途径。线粒体膜通透性转换孔的开放状态决定了线粒体膜的通透性,在调节细胞凋亡中起了非常关键的作用:细胞色素c从线粒体释放到胞浆中,与凋亡蛋白激活因子-1和ATP结合可活化caspases,启动caspases的级联反应,引起底物蛋白水解、凋亡小体形成等,诱发细胞凋亡;Bcl-2和Bax是细胞凋亡过程中两个重要的调控基因,Bcl-2的表达增强会抑制细胞凋亡,而Bax的过度表达则会促进细胞凋亡;诱导细胞凋亡时发生的线粒体Ca2+摄取既诱发线粒体通透性转换孔的开放也介导线粒体发生钙诱导的钙释放,胞浆高浓度的钙能激活各种蛋白激酶而诱导细胞凋亡的发生。本研究采用了两种不同的运动方式,通过紫外分光光度仪检测骨骼肌线粒体通透性转换孔的开放情况、Western blotting方法检测细胞色素c从线粒体的释放情况,同时用RT-PCR方法检测线粒体通透性转换孔开放的调节基因Bcl-2和BaxmRNA的表达水平以及用双光束紫外分光光度仪检测线粒体Ca2+的转运情况,以期探讨骨骼肌线粒体通透性变化的发生机制,研究线粒体通透性转换孔的开放对细胞凋亡的影响及其运动影响骨骼肌线粒体膜通透性转换孔的开放状态和细胞凋亡的机制。研究方法:雄性SD大鼠24只,体重221.6±17.4克,均进行三天的适应性饲养,五天的适应性游泳,然后随机分为三组:对照组8只,六周的游泳训练组8只和一次性游泳力竭组8只。对照组常规饲养不训练,六周后安静状态下取样;六周的游泳训练组游泳训练六周,最后一次训练24小时后取样;一次性游泳力竭组常规饲养六周后,于一次性力竭游泳运动后即刻取样。取股四头肌测定线粒体膜通透性转换孔的开放及线粒体中Ca2+转运的情况、运动对细胞色素c释放的影响和线粒体通透性转换孔的调节因子Bcl-2/Bax mRNA的表达水平。研究结果:（1）六周游泳训练的大鼠骨骼肌线粒体吸光度值有所增大,与对照组相比,没有显著性差异,表明线粒体膜通透性转换孔的开放程度变化不明显;而一次性游泳力竭组大鼠的线粒体吸光度值与对照组相比显著减小,提示线粒体通透性转换孔开放程度明显增加。（2）从Western blotting检测结果可以看出,六周游泳训练组的大鼠骨骼肌线粒体中细胞色素c的释放量显著减少,而一次性游泳力竭组的大鼠骨骼肌线粒体中细胞色素c的释放量明显增多。（3）与对照组相比,六周游泳训练组的大鼠骨骼肌线粒体中Ca2+的转运量无显著性变化;而一次性游泳力竭组大鼠骨骼肌线粒体中Ca2+的转运量显著增加。（4）六周游泳训练组的大鼠骨骼肌中Bcl-2 mRNA的表达水平与对照组相比,有显著性的增加,Bax mRNA的表达水平显著性地减少;一次性游泳力竭组大鼠的检测结果则相反,Bcl-2 mRNA的表达水平与对照组相比,有显著性的减少,而Bax mRNA的表达水平则显著性地增加。结论:（1）六周的游泳训练没有导致大鼠骨骼肌线粒体通透性转换孔的开放和Ca2+的转运量发生显著性变化,而细胞色素c的释放量显著性减少,Bcl-2rnRNA的表达水平明显增强,Bax mRNA的表达水平则显著性下降,提示六周的游泳训练可能使大鼠骨骼肌细胞通过减少细胞色素c从线粒体的释放,从而减少细胞色素c释放引起的Caspases级联反应,使活化的Caspases减少而减少细胞凋亡,同时Bcl-2/Bax比值增大,机体的抗凋亡能力增强。（2）一次性游泳力竭运动能够导致大鼠骨骼肌线粒体通透性转换孔的开放程度和Ca2+的转运量显著性增大,胞浆Ca2+的浓度激增,促进细胞凋亡:细胞色素c的释放量显著性增加,启动Caspases的级联反应能力增强,使更多的Caspases被激活,促进细胞凋亡;Bcl-2 mRNA的表达水平显著性下降,BaxmRNA的表达水平明显增强,Bcl-2/Bax的比值减小,骨骼肌细胞凋亡增加。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一部分 文献综述
  • 1 MPTP的结构与功能
  • 1.1 MPTP的结构
  • 1.1.1 VDAC的结构及作用
  • 1.1.2 ANT的结构及作用
  • 1.1.3 Cyp D的结构及作用
  • 1.2 MPTP的功能
  • 2 MPTP的释放因子与细胞凋亡
  • 2.1 Cyt c的释放
  • 2.1.1 Cyt c的释放与Caspases的激活
  • 2.1.2 Caspases的功能
  • 2.2 AIF的释放
  • 2.3 Endo G的释放
  • 2.4 Smac的释放
  • 3 MPTP的调节因子与细胞凋亡
  • 3.1 氧化应激对MPTP的调节
  • 3.2 HK和mtCK对MPTP的调节
  • 3.3 CsA对MPTP的调节
  • 3.4 Bcl-2家族蛋白对MPTP的调节
  • 3.4.1 Bax组蛋白与MPTP
  • 3.4.2 Bcl-2组蛋白与MPTP
  • 2+与细胞凋亡'>4 MPTP、Ca2+与细胞凋亡
  • 第二部分 实验研究
  • 前言
  • 1 材料与方法
  • 1.1 实验动物
  • 1.2 动物分组及运动方案
  • 1.3 取材
  • 1.4 测试方法
  • 1.4.1 线粒体的制备
  • 1.4.2 MPTP开放的检测
  • 2+转运的检测'>1.4.3 Ca2+转运的检测
  • 1.4.4 Cyt c释放的检测
  • 1.4.5 Bcl-2/Bax mRNA的检测
  • 1.5 统计学处理
  • 2 结果
  • 2.1 MPTP开放的检测结果
  • 2+转运的检测结果'>2.2 Ca2+转运的检测结果
  • 2.3 Cyt c释放的检测结果
  • 2.4 Bcl-2/Bax mRNA表达水平的检测结果
  • 3 讨论
  • 3.1 运动对MPTP开放的影响
  • 2+转运的影响'>3.2 运动对Ca2+转运的影响
  • 3.3 运动对Cyt c释放的影响
  • 3.4 运动对Bcl-2/Bax mRNA表达水平的影响
  • 4 结论
  • 缩略词
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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