耐力运动结合雷帕霉素对高脂膳食大鼠骨骼肌能量代谢相关基因表达的影响

目的:探讨哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,m TOR)抑制剂雷帕霉素结合耐力运动对高脂膳食大鼠骨骼肌线粒体氧化酶及能量代谢相关转录因子基因表达的影响。方法:选用喂养高脂膳食6周的SPF级雄性SD大鼠,随机分成4组(每组6只):高脂膳食+安静对照组(H组)、高脂膳食+运动组(HE组)、高脂膳食+雷帕霉素组(HR组)、高脂膳食+运动+雷帕霉素组(HER组)。所有大鼠适应性训练1周后,运动大鼠进行4周耐力递增负荷跑台训练(第8~11周);雷帕霉素给药大鼠第10~11周每日腹腔注射雷帕霉素(剂量为2 mg/kg体重/日)。实验结束检测大鼠糖耐量、胰岛素耐量,以及骨骼肌线粒体氧化酶活性和能量代谢相关转录因子的基因表达。结果:HER组大鼠体重、体脂百分比和血浆瘦素水平均低于H组(P<0.05)。糖耐量试验中HE组的糖耐量曲线下面积小于其余三组(P<0.05),HR和HER二组的曲线下面积大于H组(P<0.05);胰岛素耐量试验中HE组的胰岛素耐量曲线下面积比其他三组小(P<0.05)。HR组和HER组比目鱼肌琥珀酸脱氢酶活性均低于H组和HE组(P<0.05),而运动对趾长伸肌细胞色素氧化酶活性有主效应(P<0.05)。进一步分析骨骼肌能量代谢相关转录因子的基因表达结果显示,HER组趾长伸肌过氧化物酶体增殖物激活体辅激活因子1α(peroxisome proliferater-activated receptor gamma coactivator 1α,PGC-1α) mRNA含量高于H组和HE组(P<0.05),而HR组和HER组比目鱼肌过氧化物酶增殖体激活受体β(peroxisome proliferator-activated receptorsβ,PPARβ) mRNA含量低于H组(P<0.05)。结论:雷帕霉素影响高脂膳食大鼠运动时骨骼肌线粒体氧化酶及能量代谢相关基因表达,但具有肌纤维特异性。