蛋白组学技术研究有氧运动影响C57BL/6小鼠骨骼肌代谢系列报道之三——有氧运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌抗氧化相关蛋白的影响

目的:采用蛋白组学技术研究有氧运动对胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)小鼠骨骼肌总蛋白表达的影响,通过分析差异表达蛋白,研究骨骼肌组织抗氧化相关蛋白在有氧运动后的表达变化,探讨其在有氧运动改善IR中的作用。方法:选取4周龄C57BL/6雄性小鼠80只,随机分为正常饮食组(NC,n=20)和IR模型组(n=60),分别饲以基础和高脂饲料10周。10周后经检测空腹血清胰岛素水平(fasting insulin,FIN)和口服葡萄糖耐量试验(oralglucose tolerance test,OGTT)鉴定模型是否成立。取40只成模小鼠再次随机分为高脂饮食安静组(HC)和高脂饮食运动组(HE)。HE组运动方案采用75%VO2max的有氧跑台训练,持续6周。6周后提取各组小鼠股四头肌总蛋白,经Bradford法检测蛋白浓度后进行蛋白质双向电泳(2-DE),采用ImageMaster 2D Platinum V5.0软件分析2-DE电泳图谱,并对所选取信号点用基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-fight massspectrometry,MALDI-TOF-MS)和高效液相色谱-串联谱法(liquid-chromatography-tandemmass spectrometry,LC-MS/MS)进行分析,经Mascot检索软件结合NCBI nr数据库鉴定差异表达蛋白后,使用相关统计软件对所得数据进行统计学分析。结果:10周高脂饮食后,高脂饮食组小鼠FIN水平比正常饮食组增加50%,OGTT曲线峰值时间点显著后移并出现平台期,证明10周高脂饮食可诱导小鼠产生IR。经过6周有氧跑台运动,HE组小鼠FIN水平较HC组下降17.2%,OGTT曲线峰值下降且时间点前移,平台期消失,表明6周有氧运动可显著改善IR小鼠症状。蛋白组学检测设定1.5倍为筛选差异表达蛋白的标准,据此比较HC组与HE组蛋白表达,共发现表达差异蛋白22个,运动后14个蛋白表达下调,8个蛋白表达上调。与抗氧化相关的蛋白为热休克蛋白27(heatshock protein27,HSP27),为运动后新增蛋白;超氧化物歧化酶(super oxide dismutase,SOD)运动后表达增加3.30倍。结论:6周有氧运动可显著增加小鼠骨骼肌抗氧化相关蛋白HSP27和SOD的表达,改善高脂饮食诱导的IR。