骨骼肌自噬及运动对其影响机制研究进展

自噬是真核细胞特有的生命现象,它在维持运动骨骼肌蛋白质代谢平衡、代谢废物清除、结构重建等细胞环境稳态方面具有重要作用。研究骨骼肌自噬及其相关基因的上游和下游靶点在调控运动性骨骼肌蛋白质代谢过程中的作用,旨在进一步了解运动性骨骼肌质量变化的分子机制,为治疗与预防骨骼肌萎缩及其相关疾病提供一定的理论依据。     

运动心脏重塑中细胞凋亡的基因调控

本研究选用健康成年雄性Sprague-Dawley大鼠 35只 ,随机分为四种不同负荷运动训练组 ,以建立运动性心脏重塑的实验动物模型 ,采用半定量反转录聚合酶链反应技术 ,观察和分析在运动性心脏重塑过程中 ,细胞凋亡调控基因的表达情况及其与运动负荷的关系。结果发现 ,运动训练使心肌组织BaxmRNA表达量增加 ,Bcl- 2mRNA表达量减少 ,Bax/Bcl- 2比值增加 ,Bax与Bcl-2作为调控细胞凋亡发生的中心环节 ,共同参与运动性心肌细胞凋亡的调控过程     

运动性心肌微损伤发生中凋亡基因表达谱研究

目的:对一次力竭运动后不同时间心肌凋亡基因表达谱进行研究,探讨其在运动性心肌微损伤发生中的可能作用与功能意义。方法:健康雄性SD大鼠50只,分为一次力竭游泳运动组(n=40)和对照组(n=10),一次力竭运动后,分不同时相取材,采用基因芯片技术对相关凋亡基因表达谱的进行分析。结果:一次力竭游泳运动后心肌细胞凋亡基因主要包括诱导凋亡基因(Bok、Bnip3)和调控凋亡的转录因子(Nfkbia、Sphk1、ATF-3以及Casp2)等两类凋亡基因的表达。其中,Bok、Nfkbia、Sphk1、ATF-3在一次性力竭运动后即刻出现显著性上调表达,且Bok在12小时又出现显著性上调表达。心肌促凋亡基因(Bnip3、Casp2)在运动后即刻出现显著性下调表达,且Bnip3在12小时又出现显著性下调表达。结论:(1)一次性力竭运动后,心肌促凋亡基因Bok、转录因子Nfkbia显著性上调表达,加速运动性心肌细胞凋亡的发生,可能参与运动性心肌微损伤发生过程的调节,构成了运动性心肌微损伤发生的重要机制。(2)一次性力竭运动后,心肌促凋亡基因Bnip3、Casp2显著性下调表达,细胞凋亡调控基因Atf3、Sphk1显著性上调表达,抑制心肌细胞凋亡的发生与发展,可能对运动心肌有保护作用,防止严重性心肌损伤的发生。     

运动性蛋白尿与肾脏细胞凋亡及氧自由基代谢关系的研究

目的 :观察大鼠不同强度运动后肾脏细胞凋亡及氧自由基变化与运动性蛋白尿之间的关系 ,以期进一步阐明运动性蛋白尿的发生机制。方法 :36只雄性SD大鼠随机分为安静对照组、中等强度运动组和大强度运动组。运动后 2小时取材 ,采用原位缺口末端标记 (TUNEL)和流式细胞术分别检测大鼠肾脏凋亡细胞及Bax、Bcl- 2基因的表达 ;同时检测大鼠肾脏组织超氧化物歧化酶 (SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH -Px)、丙二醛 (MDA)含量及运动后各实验组大鼠尿蛋白含量。结果 :运动后大强度组肾脏凋亡细胞显著增加 ,凋亡调控基因Bax/Bcl - 2比值上升 (P <0 0 1) ,尿蛋白含量显著升高 ,反映肾脏组织细胞抗氧化能力的SOD及GSH -Px活性显著下降 ,而MDA含量显著升高。结论 :大强度运动造成肾脏细胞凋亡及氧自由基增加可能参与了运动性蛋白尿的发生过程。     

辐射诱导发育脑细胞凋亡的分子调节

近年来辐射诱导脑细胞损伤研究表明,某些基因如即早基因、Bcl-2家族、P53热休克蛋白、AT(共济失调性毛细管扩张症)基因电脑辐射放育的细胞凋亡中发挥重要的调控作用;而神经生长因子、白细胞介素-l、肿瘤坏死因子、碱性纤维生长因子、转化生长因子等生物因子在抑制辐射诱导细胞凋亡中具有重要的保护作用。     

骨骼肌钝挫伤后线粒体自噬相关基因及自噬体变化研究

目的:探讨骨骼肌钝挫伤后线粒体自噬相关基因与自噬体变化的分子机制。方法:Wistar雄性大鼠64只,随机分为对照组、钝挫伤组(按照取材时间分为12 h组、2 d组、5 d组、7 d组、10 d组、15 d组、30 d组)。采用重物下落装置导致右小腿内侧面(其皮下为腓肠肌中段)一次打击伤,建立急性骨骼肌钝挫伤模型,通过Western-Blotting和qRT-PCR技术分别检测钝挫伤后腓肠肌缺氧及自噬相关因子,包括低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、腺苷酸活化蛋白激酶α2亚基(AMPKα2)、Bcl-2腺病毒E1B19ku相关蛋白3(BNIP3)和Bcl-2家族的类NIP3蛋白(NIX)的蛋白和mRNA表达变化情况;透射电镜观察受损部位不同恢复时间的超微结构及自噬体形成情况。结果:(1)钝挫伤后,HIF-1α、AMPKα2蛋白表达在12 h、2 d达到峰值,至伤后10 d,HIF-1α表达均明显高于对照组(P<0.05);AMPKα2表达在伤后5 d仍显著高于对照组(P<0.05),至10 d回落至正常水平;BNIP3持续高表达至5 d后开始回落,但至10 d仍高于对照组;NIX表达峰值出现在伤后12 h、2 d,持续高表达至7 d。(2)钝挫伤后,相关基因表达水平,Hif-1α与Ampkα2mRNA在2 d显著高于对照组(P<0.01),至5 d表达下降但仍高于对照组(P<0.05),随后回落至正常水平;Bnip3、Nix的mRNA变化情况与其蛋白表现基本一致。损伤后12 h在单个网孔视野中即可见到多个自噬体,至2～7 d自噬体数量逐渐增多,10 d后自噬体数量比钝挫伤后12 h～7 d组相比呈现减少趋势,至15 d后自噬体数量逐渐减少。结论:骨骼肌钝挫伤发生后,损伤早期代谢调控因子AMPKα2、缺氧敏感因子HIF-1α表达变化情况表明损伤后受损骨骼肌内部出现能量危机并形成缺氧环境;线粒体自噬、细胞凋亡相关因子BNIP3、NIX表达变化表明损伤后线粒体自噬被启动,缺氧诱导了骨骼肌钝挫伤早期的线粒体自噬;缺氧诱导的线粒体自噬可及时清除受损线粒体,维持线粒体质量、为新生线粒体提供原料,从而减小损伤程度,以利于受损骨骼肌的快速恢复,这可能是损伤发生后机体的一种代偿性机制。     

烟雾吸入伤大鼠肺组织细胞凋亡及凋亡调控基因表达的变化

探讨细胞凋亡及凋亡调控基因在大鼠烟雾吸入性损伤发生、发展中的作用及意义。以大鼠烟雾吸入伤为模型，应用TUNEL、免疫组化及RT－PCR技术，观察烟雾吸入伤后不同时相肺组织中Bcl-2、Bax、Fas、Fas配体（FasL)基因mRNA及蛋白的表达状态及其与细胞凋亡异常之间的关系。结果显示，烟雾吸入伤后细胞凋亡指数升高；烟雾吸入伤后可上调Bcl-2、Bax、Fas、FasL表达，mRNA表达在12h达峰值，蛋白表达在24h最高。在各时相点Bax、Fas、FasL基因表达与肺组织细胞凋亡有正相关关系。提示烟雾吸入伤后细胞凋亡增加，细胞存活同时受生存基因（Bcl-2)和死亡基因（Bax、Fas、FasL)的双重调控，凋亡相关基因参与了烟雾吸入伤过程细胞凋亡的调控。     

碱性成纤维生长因子对大鼠骨骼肌细胞缺氧复氧损伤的影响

应用培养的新生Wistar大鼠骨骼肌细胞缺氧复氧（A/R）损伤模型，观察碱性成纤维细胞生工因子（bFGF）对A/R损伤及损伤后骨骼肌细胞凋亡（apoptosis)的影响，以探讨bFGF作物药物预处理保护骨骼肌细胞的可行性。结果表明，bFGF预处理呈浓度依赖性地提高了A/R后肌细胞存活率，减少了胞浆乳酸脱氢酶（LDH）的漏出，明显上调了骨骼肌细胞凋亡相关基因蛋白Bcl-2的表达，提示bGFG对A/R损伤的骨骼肌细胞有明显保护作用。     

骨骼肌线粒体运动适应的分子机制

运动训练可对骨骼肌产生深刻影响,长期反复刺激可使骨骼肌发生适应性改变。而骨骼肌线粒体作为骨骼肌的动力来源,为骨骼肌行使正常功能提供保障,其对运动产生的适应性变化表现为:适宜的运动可促进骨骼肌线粒体生物合成,加速受损或老化线粒体的降解,改变线粒体动力学,重构线粒体网络。对骨骼肌线粒体运动适应机制的研究表明,运动可通过调控过氧化物酶体增殖因子激活受体共激活因子-1α(PGC-1α)、有丝分裂原活化蛋白激酶(P38MAPK)、腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)等因子及其相关信号通路促进线粒体生物合成;运动还可通过影响线粒体融合蛋白、分裂蛋白及AMPK的表达,促进线粒体自噬,以清除损伤或老化的线粒体。通过线粒体新生与损伤线粒体降解,可使线粒体功能增强,线粒体网络结构重构,从而满足运动需求。     

抗凋亡蛋白BFL1/hA1研究进展

在细胞凋亡的调控过程中，Bcl-2家族蛋白发挥了关键作用。BFL1／hA1是Bcl-2家族中分子结构、作用途径和转录调控研究得比较深入的一个分子。BFL1／hA1通过与Bcl-2家族促凋亡成员Bid的功能形式tBid的BH3结构域紧密结合，阻止了tBid与促凋亡蛋白Bak和Bax相互作用，从而阻止了细胞色素C向胞质中释放，抑制细胞凋亡的发生。佛波酯（phobol ester）和炎症细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）等可以有效地诱导BFL1／hA1的表达。包括NF-κB在内的多种转录因子通过蛋白质和蛋白质及蛋白质和DNA相互作用形成一个大的转录调控复合物——增强体结合到BFL1／hA1基因的5’调控区，促进其转录水平的上调。     

细胞凋亡的线粒体调控机制与电离辐射

线粒体在外界刺激(如电离辐射)诱发细胞凋亡中起中心调控作用。各种死亡信号通过Bcl-2家族蛋白或直接诱导线粒体膜通透性增加、细胞色素c释放和caspases激活，最终引起细胞凋亡。线粒体膜通透性改变的机制，目前还不完全清楚。简要综述细胞凋亡的线粒体调控机制及电离辐射在其机制中的可能作用。     

细胞凋亡的线粒体调控机制与电离辐射

线粒体在外界刺激(如电离辐射)诱发细胞凋亡中起中心调控作用。各种死亡信号通过Bcl-2家族蛋白或直接诱导线粒体膜通透性增加、细胞色素c释放和caspases激活,最终引起细胞凋亡。线粒体膜通透性改变的机制,目前还不完全清楚。简要综述细胞凋亡的线粒体调控机制及电离辐射在其机制中的可能作用。     

针刺对运动性骨骼肌损伤大鼠细胞自噬及Omi/HtrA2通路的影响

目的：探究针刺对运动性骨骼肌损伤大鼠细胞自噬及Omi/HtrA2通路的影响,为探讨针刺改善运动性骨骼肌损伤的机理提供依据。方法：将128只8周龄SD雄性大鼠随机分为对照组（C组,n=8）、针刺组（A组,n=40）、运动组（E组,n=40）、运动针刺组（EA组,n=40）。E组进行一次持续性下坡跑,跑台坡度为-16°,速度为16 m/min,运动时间为90 min;A组斜刺大鼠比目鱼肌,进针角度约30°,留针2 min;EA组在运动后斜刺比目鱼肌留针干预。分别于运动、针刺或运动针刺干预后0 h、12 h、24 h、48 h和72 h取材。透射电镜观察比目鱼肌细胞内自噬体超微结构变化;Western Blot法检测比目鱼肌丝氨酸蛋白酶Omi/HtrA2、HS1相关蛋白X-1(Hax-1)和自噬蛋白Beclin1的蛋白表达。结果：E组运动后比目鱼肌细胞内出现明显的肌小节撕裂以及细胞器肿胀、异常聚集等超微结构变化,并伴有大量的自噬体形成,同时Omi/HtrA2和Beclin1的蛋白表达量在0 h、12 h、24 h、48 h时间点均较C组升高（P<0.05或P<0.01）,前者在1...     

骨骼肌细胞凋亡研究进展

细胞凋亡 (ａｐｏｐｔｏｓｉｓ)是程序化细胞死亡 (ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｃｅｌｌｄｅａｔｈ)过程 ,是受一系列基因控制的生理性细胞死亡方式。目前 ,人们已经研究了多种组织细胞的凋亡现象 ,骨骼肌细胞凋亡的研究也取得了一定的进展。一方面 ,骨骼肌细胞凋亡是维持骨骼肌正常生长发育成熟不可缺少的组成部分 ;另一方面 ,细胞凋亡异常与多种骨骼肌疾病的发生机制有关。探讨骨骼肌细胞凋亡的机制对预防和处理运动导致的骨骼肌损伤 ,以及某些骨骼肌疾病的运动保健与功能恢复具有重要实践意义。1　骨骼肌细胞凋亡在骨骼肌正常生长发育过程中 ,…     

运动激活自噬对小鼠骨骼肌抗氧化防御功能的影响

目的:探讨一次性力竭运动能否激活骨骼肌自噬及运动性自噬对骨骼肌抗氧化防御功能的影响,为运动性自噬与骨骼肌抗氧化防御功能之间的发生机制提供实验依据。方法:30只健康雄性4周龄C57BL/6小鼠随机分为安静对照组(n=6)和运动组(n=24),运动组进行一次性力竭跑台运动,分别于运动完成后的0 h(n=6)、6 h(n=6)、12 h(n=6)和24 h(n=6)取小鼠两侧腓肠肌,采用黄嘌呤氧化酶法测定腓肠肌锰超氧化物歧化酶(Mn SOD)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)和铜锌超氧化物歧化酶(Cuzn SOD)的活性;比色法测定腓肠肌总抗氧化能力(T-AOC)的含量;荧光定量PCR和Western Blot分别检测腓肠肌自噬相关因子Beclin1、P62和B淋巴细胞瘤-2(Bcl2)的m RNA和蛋白表达。结果:与安静对照组相比,(1)小鼠腓肠肌Beclin1 m RNA表达在运动后0 h、6 h均极显著升高(P<0.01),P62 m RNA表达在运动后24 h极显著升高(P<0.01);P62蛋白表达在运动后0 h、12 h和24 h均显著下降(P<0.05或P<0.01),Bcl2蛋白表达在运动后0 h、6 h和12 h均显著升高(P<0.05或P<0.01);(2)Mn SOD和Cuzn SOD活性在0 h均显著升高(P<0.05),T-SOD活性在6 h极显著下降(P<0.01),T-AOC含量在运动后6 h、12 h、24 h均显著升高(P<0.05或P<0.01);P62蛋白表达与T-AOC含量呈负相关。结论:一次性力竭跑台运动可在一定程度上激活骨骼肌自噬相关因子Beclin1 m RNA和P62蛋白的表达,可适度提高自噬;且自噬相关因子P62蛋白表达与骨骼肌抗氧化防御功能具有相关性,这可能是运动增加骨骼肌抗氧化防御功能的分子机理之一。     

辐射诱导发育脑细胞凋亡的分子调节

近年来辐射诱导脑细胞损伤研究表明，某些基因如即早基因、Ｂｃｌ－２家族、Ｐ５３热休克蛋白、ＡＴ基因 电脑辐射放育的细胞凋亡中发挥重要的调控作用；而神经生长因子、等生物因子在抑制辐射诱导细胞凋亡中具有重要的保护作用。     

Bcl-2家族与脑缺血／再灌注后神经细胞凋亡

脑缺血再灌注损伤（cerebral ischemia reperfusion injury，CIRI）的机制研究经历了从器官水平到分子水平的不断深化过程．认为细胞凋亡与缺血再灌注损伤密切相关。细胞凋亡（apoptosis）又称程序性细胞死亡（programmed cell death，PCD），是受基因调控的细胞主动自杀过程。CIRI可诱导多种凋亡调控基因表达。包括促凋亡基因和抑凋亡基因．这些基因编码的蛋白质产物可直接或间接参与凋亡的调控。Bcl-2家族在细胞凋亡调控过程中起重要作用，目前研究也较为深入。     

Bcl-2基因的研究进展简

Bcl-2（B细胞淋巴瘤因子2）是重要细胞凋亡基因及调节蛋白,它能够抑制细胞凋亡、参与细胞增生的调控,对于延长细胞寿命起重要作用。其激活或超常表达与肿瘤的发生、发展相关,在肿瘤多重耐药的形成中也起着重要的作用。本文对Bcl-2目前的研究进展作一综述。     

三氧化二砷对白血病细胞DNA损伤及凋亡相关基因表达的影响

目的：研究三氧化二砷（As2O3)对HL－60，K562和NB4细胞DNA的损伤及凋亡相关基因的调控。方法：用荧光显微技术，单细胞彗星电泳观察As2O3对HL－60，K562及NB4细胞DNA的损伤，用流式细胞术测定As2O3对HL－60，K562及NB4细胞凋亡相关基因Bcl-2和p53的表达，结果：As2O3诱导HL－60，K562和NB4细胞的凋亡时造成了DNA损伤；显著下调三种细胞内Bcl-2蛋白的表达，且Bcl-2下调程度与凋亡有密切关系，上调了p53蛋白的表达。结论：As2O3诱导细胞凋亡时发生了DNA的损伤，诱导凋亡主要是通过下调Bcl-2和上调p53来实现。     

规律运动对增龄大鼠比目鱼肌细胞凋亡与自噬及PGC-1α信号调控的影响

目的:探讨规律性运动对骨骼肌肌纤维增龄性老化过程中的细胞凋亡与细胞自噬及PGC-1α信号调控的作用机制。方法:选用SPF级健康雄性3月龄(青年,n=20)、13月龄(中年,n=24)和22月龄(老年,n=24)大鼠,按体重随机分为青年对照组(Y-SED)、青年运动组(Y-EX);中年对照组(M-SED)、中年运动组(M-EX);老年对照组(O-SED)和老年运动组(O-EX)。对照组3组静息,运动组3组实施10周规律的递增负荷中等强度有氧运动。采用HE染色检测肌纤维纵横两个面的形态学变化,免疫印迹法检测SOD表达水平、TUNEL法检测凋亡,免疫印迹法等检测自噬及PGC-1α通路的蛋白质表达水平。结果:(1)HE染色显示规律有氧运动提高了增龄性大鼠比目鱼肌肌纤维的成束性和紧密性,而免疫印迹结果显示其提高了SOD表达水平。(2)各年龄对照组大鼠比目鱼肌细胞凋亡的增加呈现增龄性趋势,而规律有氧运动各年龄大鼠凋亡指数分别增加了7.55%、20.26%(Ρ<0.05)和14.52%(Ρ<0.05)。(3)各年龄对照组大鼠自噬基因LC-Ⅲ呈现增龄性降低趋势,规律有氧运动各年龄大鼠的LC-Ⅲ均显著上升(Ρ<0.01),各年龄运动组自身LC-Ⅲ却呈现增龄性上升趋势。(4)与相对应的对照组相比较,规律有氧运动各年龄大鼠自噬因子Beclin1表达均显著上升(Ρ<0.05),其中Y-EX组上升最显著(Ρ<0.01),各年龄运动组自身Be-clin1的表达水平却呈现增龄性降低趋势。(5)与Y-SED组相比,M-SED组的PGC-1α表达水平增加,但O-SED组比Y-SED和M-SED两组的PGC-1α表达水平显著下降(Ρ<0.01)。与安静对照组相比较,Y-EX和M-EX两组PGC-1α表达水平均呈现上升趋势,其中与O-SED组相比,O-EX组PGC-1α表达水平显著上升(Ρ<0.01,Ρ<0.05)。结论:自噬与凋亡两者之间的平衡稳定关系影响着比目鱼肌增龄性老化的发生发展,规律有氧运动对增龄性老化大鼠比目鱼肌细胞自噬与凋亡的影响出现增龄性变化,其机制是通过激发Beclin1和PGC-1α信号通路参与调控而达到调节比目鱼肌的生物学功能与改善骨骼肌老化。