有氧运动对小鼠骨骼肌结节性硬化复合物蛋白2基因表达及胰岛素受体底物1丝氨酸磷酸化的影响

背景：研究表明,胰岛素受体底物蛋白1（insulin receptor substrate1,IRS1）的丝氨酸磷酸化和结节性硬化复合物蛋白2的表达及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/核糖体S6激酶1信号通路的异常可诱导机体产生胰岛素抵抗。目的：观察有氧运动对小鼠骨骼肌结节性硬化复合物蛋白2基因表达及IRS1丝氨酸磷酸化的影响。方法：将C57BL/6小鼠随机分为安静组和运动组,运动组进行6周的75%VO2max强度的有氧跑台运动,安静组不做任何干预。采用RT-PCR,Western blot和免疫荧光组织化学染色等方法检测各组大鼠骨骼肌结节性硬化复合物蛋白2,IRS1,pIRS1-Ser307和pIRS1-Ser636/639的表达和定位。结果与结论：运动组结节性硬化复合物蛋白2mRNA及蛋白表达高于安静组（P〈0.05）,两组间胰岛素受体底物蛋白1mRNA及蛋白表达差异无显著性意义。运动组胰岛素受体底物蛋白1的丝氨酸307和丝氨酸636/639位点的磷酸化明显低于安静组（P〈0.05）。结果提示,有氧运动可增强骨骼肌组织结节性硬化复合物蛋白2基因表达,进而抑制胰岛素受体底物蛋白1的丝氨酸磷酸化。     

多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物1及其丝氨酸307位点磷酸化的表达

背景：胰岛素受体底物1的丝氨酸307位点磷酸化程度的增加参与了骨骼肌胰岛素抵抗的发生。目的：观察多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物1的含量及其丝氨酸307位点磷酸化程度的变化。方法：将大鼠随机分为模型组和对照组,模型组给予人绒毛膜促性腺激素联合胰岛素皮下注射,并配以高脂饮食,构建大鼠多囊卵巢综合征模型;对照组皮下注射生理盐水,正常饲料喂养。结果与结论：干预6周后,Western blot检测结果显示,与对照组相比,模型组大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物1表达量显著下降（P〈0.05）,而其丝氨酸307位点磷酸化蛋白表达明显升高（P〈0.05）。结果提示,多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌细胞中胰岛素受体底物1蛋白表达下调及其丝氨酸307位点磷酸化蛋白表达上调与多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌胰岛素抵抗的发生密切相关。     

多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物1及其丝氨酸307位点磷酸化的表达

背景:胰岛素受体底物1的丝氨酸307位点磷酸化程度的增加参与了骨骼肌胰岛素抵抗的发生。目的:观察多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物1的含量及其丝氨酸307位点磷酸化程度的变化。方法:将大鼠随机分为模型组和对照组,模型组给予人绒毛膜促性腺激素联合胰岛素皮下注射,并配以高脂饮食,构建大鼠多囊卵巢综合征模型;对照组皮下注射生理盐水,正常饲料喂养。结果与结论:干预6周后,Western blot检测结果显示,与对照组相比,模型组大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物1表达量显著下降(P<0.05),而其丝氨酸307位点磷酸化蛋白表达明显升高(P<0.05)。结果提示,多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌细胞中胰岛素受体底物1蛋白表达下调及其丝氨酸307位点磷酸化蛋白表达上调与多囊卵巢综合征大鼠骨骼肌胰岛素抵抗的发生密切相关。     

环指蛋白6对胰岛素受体底物1泛素化作用的研究

目的：构建环指蛋白6（RNF6）真核表达载体,并探讨其对胰岛素受体底物1（IRS-1）的泛素化作用。方法以人cDNA为模板,PCR 扩增 RNF6全长编码基因,并将其克隆至载体质粒 pcDNA3．1-CHA 中,将重组质粒转染肝癌细胞株 HepG2,利用实时荧光定量 PCR（RT-PCR）、免疫印迹（Western blot）检测细胞内 IRS-1 mRNA 水平及其蛋白表达水平。结果携带RNF6目的基因的质粒转染 HepG2细胞48 h 后 IRS-1的 mRNA 表达水平降低,为对照组的69％,显著低于对照组,差异有统计学意义（P ＜0．01）。结论RNF6引起 IRS-1的表达下调,这一泛素化过程可能导致胰岛素信号转导障碍。     

慢性乙型肝炎患者肝组织胰岛素受体底物2的表达及其酪氨酸磷酸化的研究

目的 观察慢性乙型肝炎(CHB)患者肝组织胰岛素受体底物2(IRS-2)的mRNA和蛋白表达及其酪氨酸磷酸化程度,探讨IRS-2在CHB患者胰岛素抵抗(IR)发生中的作用.方法 选择6例肝功能正常者(对照组)及18例CHB患者,CHB患者再按HOMA模型计算的胰岛素抵抗指数分为CHB非IR(＜2.69)组(10例)和CHB合并IR(＞2.69)组(8例).所有患者于术中及肝穿刺后留取肝组织,采用逆转录-聚合酶链反应检测IRS-2 mRNA表达;采用蛋白质免疫印迹法检测IRS-2蛋白表达;采用免疫沉淀及增强化学发光法检测IRS-2酪氨酸磷酸化程度.结果 CHB非IR组肝组织IRS-2 mRNA(0.38±0.06)、蛋白(0.94±0.18)表达及酪氨酸磷酸化程度(0.78±0.09)较对照组(分别为0.45±0.11、0.99±0.20、1.00±0.23)有所降低,但差异无统计学意义(均P＞0.05);CHB合并IR组IRS-2mRNA(0.26±0.08)、蛋白(0.67±0.11)表达及酪氨酸磷酸化程度(0.63±0.14)均较对照组明显降低,差异有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01).结论 CHB合并IR患者肝组织IRS-2的mRNA和蛋白表达及酪氨酸磷酸化程度的降低可能是产生IR的机制之一.     

高脂饮食诱导肥胖模型大鼠骨骼肌组织蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B和胰岛素受体底物2的表达

背景:外周组织的胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要病因。目的:观察高脂饮食诱导的肥胖大鼠骨骼肌中蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B和胰岛素受体底物2的表达。方法:将20只SD大鼠随机等分为对照组和高脂组,分别给予常规饲料和高脂饲料喂养12周。结果和结论:与对照组相比,高脂组大鼠胰岛素敏感指数显著降低(P<0.01),大鼠葡萄糖耐量受损,胰岛素释放试验提示葡萄糖刺激的胰岛素第一时相分泌受损,骨骼肌组织中蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B蛋白表达水平明显增加(P<0.01),骨骼肌中胰岛素诱导的胰岛素受体底物2磷酸化程度降低(P<0.01)。提示高脂饮食诱导的肥胖大鼠骨骼肌中蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B蛋白表达量升高,使胰岛素诱导的胰岛素受体底物2磷酸化程度降低,可能是肥胖导致胰岛素抵抗的机制之一。     

糖尿病大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物2含量及磷酸化变化与不同强度运动的关系

背景:运动可提高胰岛素的敏感性和作用效果,其对胰岛素的影响与骨骼肌细胞胰岛素受体底物2的介导功能密切相关.目的:了解不同强度运动对大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物2蛋白含量及磷酸化程度的影响.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-04/06在辽宁师范大学体育学院运动人体科学实验室完成.材料:将60只健康SD大鼠随机分为正常对照组、糖尿痫模型对照组、糖尿病模型运动强度15,20,25,30 m/min组,每组10只.方法:以腹腔内注射链脲左霉素制备糖尿病大鼠模型,正常对照组注射等量的柠檬酸缓冲液.采用15,20,25,30 m/min运动强度对糖尿病大鼠进行干预,1次,d,50 min/次,每周训练6 d,共6周.正常对照组及糖尿病模型对照组不进行运动干预.主要观察指标:以Western blot免疫印迹法检测各组大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物2蛋白含量及磷酸化程度.结果:与糖尿病模型对照组相比,15,20,25,30 m/min不同强度运动组大鼠股四头肌胰岛素受体底物2蛋白含最分别升高17%、24.4%、23.4%和21.3%(P<0.05,P<0.01),股四头肌胰岛素受体底物2磷酸化水平分别升高34.7%、37.2%、40.2%和38.8%(P<0.01),但各组仍没有恢复到正常对照组水平.不同运动强度组间大鼠骨骼肌细胞胰岛素受体底物2的表达和磷酸化程度无统计学差异.结论:在不同运动强度影响下,糖尿病大鼠骨四头肌胰岛素受体底物2含量均增加,但增加的幅度存在差异,以20 m/min及以上的强度运动效果较好,股四头肌胰岛素受体底物2的磷酸化程度变化不明显.     

桑叶黄酮对胰岛素抵抗HepG2细胞胰岛素受体底物表达的影响

目的 观察桑叶黄酮对胰岛素抵抗HepG2细胞胰岛素受体底物(IRS)蛋白表达的影响,探讨桑叶黄酮时胰岛素敏感性的作用及可能的分子机制.方法 用高胰岛素诱导培养HepG2细胞,建立胰岛素抵抗细胞模型,于培养液中加入桑叶黄酮共同孵育,观察桑叶黄酮对HepG2细胞模型葡萄糖掺入率的影响;应用Western blot等方法观察桑叶黄酮对模型细胞IRS蛋白表达的影响.结果 桑叶黄酮(0.01g/L)可增加胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖掺入率[(33.9±1.0)nmol/(mg·h)],与模型组[(27.9±1.1)nmol/(mg·h)]相比,差异有统计学意义(P＜0.01);桑叶黄酮可使模型细胞IRS蛋白的表达显著增加(0.221±0.021),与模型组(0.132±0.014)相比,差异有统计学意义(P＜0.01).结论 桑叶黄酮能提高胰岛素的敏感性,改善胰岛素抵抗,其胰岛素增敏作用可能与胰岛素信号转导分子IRS蛋白的表达增强有关.

Abstract：

Objective To observe the role of mulberry flavone on the expression of insulin receptor substrate(IRS)in HepG2 cells with insulin resistance, and to explore the possible molecular mechanism that mulberry flavone improves insulin resistance. Methods HepG2 cells were cultured to establish insulin-resistance cell model in high concentration of insulin, and then incubated with mulberry flavone. Effect of mulberry flavone on the HepG2 cell model of glucose incorporation rate was observed. Western blot was used to observe the variety of IRS protein expression. Results Mulberry flavone increased the glucose incorporation rate of (33. 9 ± 1.0)higher than that of Conclusions Mulberry flavone can improve insulin resistance. Furthermore, IRS protein expression increasing is the possible molecular mechanism that mulberry flavone improves insulin resistance.     

妊娠期糖尿病患者腹部皮下脂肪组织胰岛素受体底物表达及其酪氨酸磷酸化的变化

目的:探讨胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)表达及其酪氨酸磷酸化的变化在妊娠期糖尿病(GDM)发病机制中的作用.方法:收集40例正常妊娠妇女和39例GDM患者的腹部皮下脂肪组织,分别用RT-PCR技术和 Western blot印迹法检测组织中IRS-1 和IRS-2 mRNA及其蛋白质的表达,同时测定患者空腹血糖、空腹胰岛素、体质指数等临床指标.结果:与正常妊娠妇女比较,GDM患者不仅存在明显的胰岛素抵抗(P＜0.05),而且其腹部皮下脂肪组织中的IRS-1 mRNA和蛋白质的表达水平均显著降低,其酪氨酸磷酸化程度亦显著减弱,但是IRS-2 mRNA和蛋白质的表达水平均显著升高,其酪氨酸磷酸化程度亦显著增强,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论:脂肪组织中IRS-1表达及其酪氨酸磷酸化水平减弱参与了胰岛素抵抗的发生,与GDM的发病关系密切.IRS-2表达及其酪氨酸磷酸化水平的增强不能完全代偿IRS-1信号缺陷.     

蜕皮甾酮对胰岛素抵抗HepG2细胞胰岛素受体底物表达的影响

目的：探讨蜕皮甾酮对胰岛素抵抗（IR）HepG2细胞胰岛素受体底物（IRS）蛋白表达的影响。方法：胰岛素抵抗HepG2细胞模型建立后,培养液中加入蜕皮甾酮共同孵育,观察蜕皮甾酮及吡格列酮对模型细胞葡萄糖掺入率的影响;应用免疫细胞化学染色法等方法观察蜕皮甾酮对胰岛素抵抗HepG2细胞IRS-1、IRS-2表达的影响。结果：与模型细胞组比较,1×10^-5mol／L蜕皮甾酮可使IR HepG2细胞IRS-1、IRS-2蛋白的表达显著增加。结论：蜕皮甾酮的胰岛素增敏作用可能与胰岛素信号转导分子IRS-1、IRS-2蛋白的表达增强有关。     

有氧运动对人全基因组表达的影响

目的:观察有氧运动对骨骼肌全基因组表达的影响.方法:选择6名某部队干休所中很少运动、年龄(66±9)岁的健康老年人集进行为期12周太极拳训练.运动前和运动12周后,所有受试都进行了体质评估.测试指标包括身高、体质量、肺活量、台阶指数、最大摄氧量.在训练前后分别对实验对象进行肌活验,提取总RNA,经处理后与Affymetdx U133A基因芯片进行杂交,分析数据.结果:有氧运动可明显改善老年人心肺功能,同时有一定降低体脂(减肥)功效.有氧运动使老年人骨骼肌全基因组表达发生明显改变,筛选出725条表达有差异的基因.本文对表达差异最显著的20条差异表达基因进行研究(3条基因表达上调,17条基因表达下调).根据基因功能分类对比,差异表达基因分别归属8种细胞组分和生物过程,经KEGG搜索找到4条基因的代谢途径.结论:有氧运动可使三羧酸循环相关酶基因表达上调,肌肉蛋白合成相关基因和神经鞘脂类相关基因表达下调,提示有氧运动有助于保护神经细胞的完整性,对抗衰老有积极作用,同时可加速体内脂类物质有氧代谢.     

Glucocorticoid regulation of insulin receptor and substrate IRS-1 tyrosine phosphorylation in rat skeletal muscle in vivo.

To test the hypothesis that glucocorticoid-induced insulin resistance might originate from abnormalities in insulin receptor signaling, we investigated the effects of glucocorticoids on in vivo tyrosine phosphorylation of the insulin receptor and the insulin receptor substrate IRS-1 in rat skeletal muscle. Male Sprague-Dawley rats were treated with cortisone (100 mg/kg for 5 d) and compared to pair-fed controls. Cortisone treatment of rats resulted in both hyperglycemia and hyperinsulinemia. Anesthetized animals were injected with 10 U/kg insulin via cardiac puncture and, after 2 min, hindlimb muscles were removed, snap-frozen, and homogenized in SDS. Protein tyrosine phosphorylation was studied by immunoblotting with phosphotyrosine antibody. Insulin receptors and substrate IRS-1 were identified and quantified with specific antibodies. Cortisone treatment increased the amount of insulin receptor protein by 36%, but decreased the total level of receptor tyrosine phosphorylation (69 +/- 4% of control, P < 0.05). The decreased level of receptor phosphorylation was explained by a reduced number of receptors containing phosphorylated tyrosine residues (64.6 +/- 5% of control, P < 0.05). Glucocorticoid excess decreased skeletal muscle IRS-1 content by 50%, but did not significantly alter the total level of IRS-1 tyrosine phosphorylation. The apparent M(r) of IRS-1 was reduced by approximately 10 kD. Treatment with protein phosphatase-2A reduced IRS-1 M(r) in control but not in glucocorticoid-treated muscle indicating that the lower M(r) likely results from lower phosphoserine and/or phosphothreonine content. To investigate the role of hyperinsulinemia in the glucocorticoid response, rats were made insulin-deficient with streptozotocin (100 mg/kg, i.p.). Subsequent treatment with cortisone for 5 d had no effects on insulin levels, tyrosine phosphorylation of insulin receptors or IRS-1, or the M(r) of IRS-1. In conclusion, glucocorticoid-treated skeletal muscle is characterized by: (a) decreased total tyrosine phosphorylation of insulin receptors as a result of a reduction in the pool of receptors undergoing tyrosine phosphorylation; (b) decreased IRS-1 content and reduced serine and/or threonine phosphorylation of IRS-1. Glucocorticoid-induced hyperinsulinemia appears to be essential for the development of these alterations.     

有氧运动对老年慢性阻塞性肺病患者骨骼肌全基因组表达的影舷

目的:研究有氧运动对慢性阻塞性肺病患者骨骼肌全基因组表达的影响及其促进健康的分子机制.方法:6例COPD患者参加了有计划的太极拳训练,在训练前和训练12周后,分别对实验对象的骨骼肌进行针吸活组织采样,经处理后采用基因芯片进行全基冈组表达检测.结果:本研究将全基因组表达芯片技术、BRB基凶分析软件及DAVID在线搜索的生物信息学手段相结合,对基因芯片生物信息进行初步探索.筛选出差异表达基因55条(其中10条表达下调,45条表达上调).进行生物信息学分析后,发现有氧运动使核糖体蛋白基因(包括PRL28、PRS19、SNRPF、RPS21、SNRPE)表达下调,内毒素抑制蛋白(CR11)基因表达上调,与COPD患者炎症细胞的抑制有关.结论:PIK3R1基因表达上调可能是导致,TNF-α基凶表达下凋的分子机制.在众多调节机制和代谢途径中,各条基因的表达变化都与PIK3R1基冈表达上调有关.     

Effect of resistance exercise on insulin sensitivity of skeletal muscle

Insulin resistance (IR) is the common pathophysiological basis of many metabolic diseases. IR is characterized by decreased glucose uptake in skeletal muscle and adipose tissue, especially in skeletal muscle. Skeletal muscle is the main target tissue of glucose uptake under insulin stimulation. Glucose uptake by skeletal muscle is complex, and it is controlled by many pathways. The PI3K/AKt/GSK-1 signaling pathway is not only the main pathway for insulin signal transduction but also an important mechanism for regulating blood glucose. From the binding of insulin to its receptors on the surface of target cells to the transportation of glucose from extracellular fluid to skeletal muscle, a series of signal transduction processes is completed, any of which potentially affects the physiological effects of insulin and leads to IR. Resistance exercise (RT) can reduce skeletal muscle IR and effectively improve blood glucose control and glycosylated hemoglobin level in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM). However, the exact mechanism by which RT improves skeletal muscle IR remains unclear. Therefore, this paper discusses the above problems by tracking the progress of the literature to deepen the correlation between RT and skeletal muscle insulin sensitivity and provide further evidence for the application of exercise therapy in IR. In conclusion, RT mainly improves insulin sensitivity of skeletal muscle by increasing muscle mass, microvascular blood flow, and glucose transporter-4 expression in skeletal muscle, as well as by reducing lipid accumulation and inflammation in skeletal muscle. Thus, it is potentially useful in the prevention and treatment of T2DM.     

有氧运动对大鼠骨骼肌mTOR活性与蛋白表达的影响

目的：观察有氧运动对大鼠骨骼肌哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）蛋白总量（t-mTOR）及磷酸化mTOR（p-mTOR）与磷酸化的核糖体蛋白S6激酶（p-P70^S6K）的影响。方法：SD大鼠随机分为对照组和运动组。运动组1.5h/d训练,共7周。运动结束后分别在24h或48h取材,测定葡萄糖和胰岛素浓度;Western blot法检测骨骼肌t-mTOR蛋白表达、p-mTOR和p-P70^S6K磷酸化水平。结果：与对照组比较,运动组胰岛素浓度降低;各运动组t-mTOR升高;p-mTOR和p-P70^S6K活性增高显著。结论：运动能提高大鼠骨骼肌对胰岛素的敏感性,改善mTOR与P70S6K磷酸化及mTOR蛋白表达。     

运动对骨骼肌脂肪代谢与胰岛素敏感性的影响

随着分子生物学的发展,对胰岛素抵抗机制的认识也在逐渐深入,同时也促进了运动影响胰岛素抵抗的机制研究,文章主要就脂肪酸分解对于胰岛素敏感性的调节作用,运动对于肥胖个体胰岛素敏感性作用,以及运动诱导的肌肉细胞内脂肪酸分解的改变对于胰岛素敏感性的作用等进行探讨,以其为糖尿病和胰岛素抵抗患者的运动处方干预提供理论依据和参考。     

高脂膳食及有氧运动对C57BL/6小鼠骨骼肌基因表达谱的影响

目的:运用基因芯片技术研究高脂膳食及有氧运动因素对C57BL/6小鼠骨骼肌基因表达谱的影响,初步探寻有氧运动改善机体胰岛素抵抗(IR)相关基因的机制。方法:选用C57BL/6雄性小鼠80只,随机分为正常饮食组和IR模型组,分别饲以基础和高脂饲料10周。鉴定高脂膳食组IR小鼠模型建立成功后,将正常饮食组随机分为正常饮食安静组(NC)和正常饮食运动组(NE),IR模型组分为高脂饮食安静组(HC)和高脂饮食运动组(HE)。运动方案采用强度为75%VO2max有氧跑台训练,持续6周。后分离各组小鼠股四头肌,提取总RNA,经荧光标记后进行芯片杂交,利用芯片扫描仪记录荧光信号,并通过相关软件对所得数据进行统计分析。结果:HC/NC共筛选差异表达基因136个;NE/NC筛选差异表达基因74个;筛选HE/HC差异表达基因29个;HE/NC差异表达基因共252个,其中170个基因(HE/NC-DF)的差异表达由高脂膳食和运动因素共同引起;HE/HC中16个基因为与HE/NC-DF共同差异基因。结论:高脂膳食及有氧运动对小鼠骨骼肌基因表达均有显著影响,本研究初步筛选出有氧运动改善IR潜在相关基因,为进一步研究有氧运动改善IR分子机制提供了理论依据。