收藏本站
《第三军医大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

激活瞬时受体电位香草醛亚家族1提高小鼠运动耐量的机制研究

罗志丹  
【摘要】: 背景和目的: 运动耐量是机体对运动的适应能力,与骨骼肌能量代谢密切相关。骨骼肌是葡萄糖和脂肪代谢的主要场所,骨骼肌的纤维类型、线粒体含量和关键酶活性是影响骨骼肌氧化能力和运动耐量的重要因素。提高运动耐量可以增加骨骼肌线粒体含量、促进脂肪分解和氧化,增加能量消耗,从而减少心血管代谢危险因素。因此,提高运动耐量的策略及分子机制研究对心血管代谢病的防治具有重要意义。 既往研究发现,辣椒素具有增加运动耐量和能量消耗的作用。经胃管给予辣椒素后2小时,啮齿类动物运动耐量明显提高。健康成人口服一定量辣椒素后耗氧量和脂肪动员迅速增加。这种辣椒素的短期效应与儿茶酚胺水平升高有关,而是否与辣椒素的受体——瞬时受体电位香草醛亚家族1(Transient receptor potential vanilloid subfamily member 1 ,TRPV1)有关尚不明确。辣椒素的长期效应亦未见报道。 神经细胞TRPV1通道可被高温、酸性环境、脂质、辣椒素等物质激活,导致以Ca2+为主的跨膜离子流动,进而激活一系列细胞内信号,参与多种伤害性刺激的分辨和整合以及炎症反应。我们既往还发现,辣椒素可激活脂肪细胞TRPV1导致细胞内钙增加,减少脂质在细胞内的堆积,辣椒素长期干预可预防高脂饮食诱导的肥胖。据报道,TRPV1在大鼠骨骼肌细胞也有表达,其生理意义还不清楚。我们推测,激活TRPV1可能与运动耐量的提高有关。AMPK、p-AMPK、PPARδ、PGC-1α、UCP3、PEPCK-C都是近年来颇受关注的参与运动耐量调节的分子,并且可能受细胞钙信号的调控。因此我们进一步推测,激活TRPV1可能通过细胞内Ca2+变化影响上述运动耐量相关分子的表达,从而提高运动耐量。 为了验证上述推测,本研究分为三部分进行。第一部分通过蛋白免疫印迹、RT-PCR和免疫荧光染色证实TRPV1在小鼠骨骼肌组织和C2C12小鼠骨骼肌细胞系的表达,明确其分布以及辣椒素干预对其表达有何影响,还通过检测辣椒素刺激下的细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)变化明确骨骼肌细胞上的TRPV1通道是否具有功能。第二部分分题一通过长期辣椒素饮食干预C57/BL6J野生型小鼠和TRPV1基因敲除型小鼠,观察TRPV1激活后对运动耐量相关表型的影响;分题二通过建立TRPV1过表达的转基因小鼠模型并对比观察该转基因小鼠与其同窝野生型对照小鼠的运动耐量相关表型,进一步证实TRPV1在运动耐量调节中的关键作用。第三部分通过检测各组动物骨骼肌运动耐量相关分子的表达,明确TRPV1激活后发挥作用的主要靶分子,并通过细胞实验明确TRPV1激活引起的细胞钙信号变化是否可影响该靶分子的表达。 材料与方法: 整个研究包括离体实验和在体实验。离体实验以C2C12小鼠成肌细胞以及TRPV1基因干扰的C2C12成肌细胞为模型,成肌细胞用含2%马血清的培养基诱导分化为成熟的骨骼肌细胞后用于所有细胞试验。在体试验采用了多种动物模型。首先以C57/BL6J野生型和TRPV1基因敲除(TRPV1-/-)小鼠为模型,各分为辣椒素组(含辣椒素饲料喂养)和对照组(普通饲料喂养)。另外,我们还构建了TRPV1过表达的转基因(TRPV1-tg)小鼠,并与其同窝野生型小鼠对比,观察运动耐量相关表型。 1.使用慢病毒系统进行C2C12成肌细胞TRPV1的特异性RNA干扰。 2.分别用蛋白免疫印迹、RT-PCR检测TRPV1蛋白和mRNA的表达;用免疫荧光染色观察TRPV1在C2C12肌细胞和小鼠骨骼肌组织的具体分布。 3.比率荧光成像系统检测辣椒素刺激下C2C12肌细胞[Ca2+]i的变化,观察TRPV1基因干扰和TRPV1特异性拮抗剂辣椒卓平对钙信号变化的影响,并分别观察在含钙或不含钙的细胞外液中辣椒素刺激引起的C2C12肌细胞[Ca2+]i的变化。 4.显微注射法构建TRPV1过表达的转基因小鼠。 5.使用活动跑台检测各组小鼠的运动耐量;使用动物呼吸测量系统检测各组小鼠的耗氧量;ATP酶异染性染色方法检测小鼠腓肠肌纤维类型;蛋白免疫印迹法检测骨骼肌I型纤维标志物troponin-ss和脂肪酸转运子FAT/CD36的表达;血清乳酸、游离脂肪酸、甘油三酯、胆固醇、血糖、胰岛素等生化指标的检测均按照试剂盒说明书进行。 6.蛋白免疫印迹法检测小鼠骨骼肌各运动耐量相关分子(AMPK、p-AMPK、PPARδ、PGC-1α、UCP3、PEPCK-C)的蛋白表达,RT-PCR检测PEPCK-C mRNA的表达。 7.分别用辣椒素和Ca2+-ATP酶抑制剂毒胡萝卜素在含钙或无钙的细胞外液中刺激C2C12肌细胞,蛋白免疫印迹法检测PEPCK-C的蛋白表达,以明确不同的钙信号对PEPCK-C表达的影响。 结果: 1. TRPV1在C2C12肌细胞和小鼠骨骼肌细胞的细胞膜和肌浆网均有表达,辣椒素刺激可显著上调C2C12肌细胞TRPV1的蛋白表达。 2.辣椒素刺激C2C12肌细胞引起浓度依赖性的[Ca2+]i升高, TRPV1基因干扰或辣椒卓平预处理可抑制这种细胞内钙信号的变化。 3.辣椒素刺激引起的C2C12肌细胞内钙信号的变化是由细胞内TRPV1敏感的钙库钙离子释放和细胞膜上TRPV1介导的细胞外钙离子内流两部分组成的。 4.辣椒素饮食干预可长期显著提高野生型小鼠的运动耐量,增加耗氧量和腓肠肌I型肌纤维含量,上调骨骼肌Troponin-ss和FAT/CD36的表达,减少内脏脂肪的堆积,降低血清甘油三酯、游离脂肪酸和乳酸水平,但对TRPV1-/-小鼠无显著影响。 5.成功构建了TRPV1蛋白显著过表达的转基因小鼠。与同窝野生型小鼠相比,TRPV1过表达的转基因小鼠运动耐量和耗氧量均显著增加,腓肠肌Troponin-ss的表达显著上调,但体重和进食量均无显著差异。 6.辣椒素饮食干预或使用遗传学技术使TRPV1过表达对小鼠骨骼肌AMPK、p-AMPK、PPARδ、PGC-1α、UCP3的蛋白表达无显著影响。 7.辣椒素饮食干预可显著上调野生型小鼠骨骼肌PEPCK-C的mRNA和蛋白表达,但对TRPV1-/-小鼠骨骼肌PEPCK-C的mRNA和蛋白表达无显著影响;与同窝野生型小鼠相比,TRPV1-tg小鼠骨骼肌PEPCK-C的蛋白表达亦显著升高。 8.辣椒素刺激C2C12肌细胞可上调PEPCK-C的蛋白表达,而TRPV1基因干扰或辣椒卓平处理可抑制PEPCK-C表达水平的上调。 9.在含钙的细胞外液中,辣椒素和毒胡萝卜素刺激均可导致[Ca2+]i升高和PEPCK-C表达的上调;在无钙的细胞外液中,辣椒素和毒胡萝卜素刺激只能导致细胞内钙库钙离子的释放,不能上调PEPCK-C的蛋白表达。 结论: 1. TRPV1在小鼠骨骼肌和C2C12肌细胞均有表达。辣椒素刺激引起的肌细胞内钙离子浓度的变化由肌浆网上TRPV1依赖的钙库钙离子释放和细胞膜上TRPV1介导的细胞外钙离子内流共同组成。 2.辣椒素激活TRPV1或遗传学技术上调TRPV1均可提高小鼠的运动耐量、耗氧量和骨骼肌I型纤维含量。激活TRPV1还可促进骨骼肌脂质氧化、减少糖酵解,降低血清乳酸、游离脂肪酸和甘油三酯水平。 3.激活或上调TRPV1通过增加细胞外Ca2+内流上调小鼠骨骼肌PEPCK-C mRNA和蛋白的表达,但对AMPK、p-AMPK、PPARδ、PGC-1α、UCP3的蛋白表达均无显著影响,提示TRPV1激活后主要通过上调PEPCK-C提高运动耐量。
【学位授予单位】:第三军医大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R87

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋艾;秦明照;;中国人群运动性高血压的特征分析[J];中国全科医学;2011年25期
2 张福全;金培印;赵慧艳;;卡维地洛与美托洛尔治疗扩张性心肌病的疗效观察[J];实用心脑肺血管病杂志;2011年08期
3 ;心脏同步装置不能改善某些功能[J];心血管病防治知识;2008年02期
4 朱泽轶;冯佳;李红;蔡欣;邹民吉;王强;王嘉玺;徐东群;徐东刚;;北京地区哮喘儿童特异性IgE和TRPV1/2 mRNA表达水平分析[J];军事医学;2011年08期
5 ;硝酸酯类应偏心给药[J];中国社区医师(医学专业);2011年18期
6 陈良余;黎敬锋;李世光;王厚阳;陆明奎;王超;蔡大炜;周扬;费亮;李银;牛杰;朱章进;倪训业;;β受体阻滞剂对心衰患者脑钠肽及运动耐量的影响[J];中华全科医学;2011年09期
7 乔艳洁;邱小明;周清华;;肺癌患者的肺康复治疗[J];中国肺癌杂志;2011年09期
8 白兰;;27例慢性心力衰竭患者运动康复的疗效观察[J];吉林医学;2011年27期
9 赵彩云;;慢性充血性心力衰竭的运动康复方案设计研究[J];护理实践与研究;2011年13期
10 张萍;;ST段的“驼峰征”(84)[J];临床心电学杂志;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋俊贤;任景怡;韩冠平;陈红;;感觉神经TRPV1受体在远距缺血后处理减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用[A];第十三次全国心血管病学术会议论文集[C];2011年
2 于晓;朱希斌;孙金鹏;;强氧化剂对TRPV1的作用及其分子机制[A];中国生理学会第九届全国青年生理学工作者学术会议论文摘要[C];2011年
3 朱生樑;曹会杰;程艳梅;刘春芳;;反流性食管炎大鼠背根神经节TRPV1表达及疏肝和胃方干预的实验研究[A];中华中医药学会脾胃病分会第二十三次全国脾胃病学术交流会论文汇编[C];2011年
4 邹惟莹;杨蓓;符翠萍;刘爱玲;杨兴霞;张大雷;陈婷;吴磊;邹挺;高昕妍;陈日新;;艾灸大肠俞对内脏痛敏大鼠骨髓细胞TRPV1表达的影响[A];中国生理学会消化内分泌生殖代谢生理专业委员会2011年消化内分泌生殖学术会议论文摘要汇编[C];2011年
5 任雨笙;梁春;吴宗贵;张家友;孙承波;陈琴珍;;丹参片对稳定型心绞痛患者运动耐量的影响[A];第七次全国中西医结合心血管病学术会议论文汇编[C];2005年
6 高东来;廉玉蓉;;高同型半胱氨酸对冠心病患者的内皮功能和运动能量的影响研究[A];中华医学会心血管病学分会第八次全国心血管病学术会议汇编[C];2006年
7 于璐;骆昊;韩济生;万有;;TRPV1在完全福氏佐剂(CFA)慢性炎症痛大鼠背根神经节(DRG)神经元中的分布变化[A];中国神经科学学会第六届学术会议暨学会成立十周年庆祝大会论文摘要汇编[C];2005年
8 周亚峰;杨向军;李勋;蒋文平;;曲美他嗪对稳定性劳力型心绞痛患者运动耐量和缺血心肌摄取葡萄糖能力的影响[A];中华医学会心血管病学分会第十次全国心血管病学术会议汇编[C];2008年
9 李鸥;刘毅;汪春;郭知学;;呼吸养身操对冠心病心功能不全患者运动耐量的影响[A];2011年浙江省物理医学与康复学学术年会暨康复新进展学习班论文汇编[C];2011年
10 赵红丽;李潞;刘丽敏;王宇;李纯;;曲美他嗪对冠心病心力衰竭患者血浆氮末端脑钠肽水平及运动耐量的影响[A];中华医学会心血管病学分会第十次全国心血管病学术会议汇编[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 闻讯;联合治疗改善慢性阻塞性肺疾病患者运动耐量[N];医药经济报;2006年
2 哈尔滨医科大学附属第一医院 梁兆光 (教授);什么样的患者需要植入支架[N];家庭医生报;2008年
3 北京友谊医院呼吸科教授 王浩彦;亚健康主要症状是疲劳[N];健康报;2007年
4 朱丽;收缩期高血压综合征对靶器官的损害[N];农村医药报(汉);2006年
5 王鸣和;心脏性X综合征的临床治疗[N];中国中医药报;2003年
6 葛宁;冠心病患者如何用药[N];健康报;2007年
7 本报记者  应洪舒;应规范化推广使用CRT[N];中国医药报;2006年
8 ;胸痹心痛疗效评定标准[N];农村医药报(汉);2006年
9 陈喆;典型症状更可靠[N];农村医药报(汉);2007年
10 中山大学孙逸仙纪念医院心内科主任 王景峰 整理 王海芳;心脏再同步化治疗救治心衰患者[N];健康报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗志丹;激活瞬时受体电位香草醛亚家族1提高小鼠运动耐量的机制研究[D];第三军医大学;2009年
2 王耀帅;艾灸以温促通效应与TRPV1的相关性研究[D];南京中医药大学;2012年
3 王薇;大麻素对大鼠三叉神经节神经元上TRPV1受体的调制及其机制探讨[D];华中科技大学;2010年
4 徐兴森;激活TRPV1预防动脉粥样硬化及脑卒中的机制研究[D];第三军医大学;2012年
5 潘海莉;大鼠骨癌痛外周机制的研究:溶血磷脂酸调制TRPV1电流及其信号通路分析[D];复旦大学;2010年
6 刘建平;鼓室内注射庆大霉素的内耳细胞生物学效应的实验研究[D];复旦大学;2005年
7 黄瑾;TRPV1在角质形成细胞释放炎症介质中的作用及药物的干预研究[D];第二军医大学;2009年
8 张莉莉;辣椒素及其受体TRPV1预防肥胖的机制研究[D];第三军医大学;2006年
9 于岩波;肠易激综合征神经调控异常分子机制的研究[D];山东大学;2011年
10 郝新忠;辣椒素激活TRPV1预防高盐膳食小鼠高血压的机制研究[D];第三军医大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄博;伏核中的TRPV1对大鼠吗啡依赖和中枢性体质量调节的影响[D];第四军医大学;2012年
2 熊文萍;TRPV1受体与偏头痛关系的实验研究[D];山东大学;2011年
3 赵阳;频率适应性起搏器对老年病态窦房结综合征患者生活质量的影响[D];新疆医科大学;2006年
4 蒋群;舒芬太尼预处理对WIRS大鼠急性胃粘膜病变的保护作用及其与TRPV1、ASIC关系的研究[D];南方医科大学;2010年
5 邹李晶;趋化因子MCP-1对辣椒素受体(TRPV1)功能的易化作用及其机制研究[D];第二军医大学;2011年
6 丁惠娟;VEGF通过PI3K/Akt信号通道上调TRPV1的表达参与CCI大鼠神经病理性疼痛[D];中南大学;2012年
7 张宗辉;TRPV1表达减少损害糖尿病小鼠心脏缺血后功能恢复[D];浙江大学;2008年
8 刘欣;偏头痛大鼠硬脑膜及三叉神经节上TRPV1的表达变化[D];南京医科大学;2012年
9 李小明;心电图极量踏车运动负荷试验对心脏病患儿心脏贮备功能的评价[D];中南大学;2003年
10 宫荟萃;辣椒素和RTX对DRG神经元P物质释放及TRPV1表达的影响作用[D];山东大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026