中等强度有氧运动大鼠右心室肌蛋白质组的差异性表达

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目的:本研究用比较蛋白质组学的理论与方法,探讨中等强度有氧运动条件下右室肌蛋白质组差异性表达的动态变化及其规律,筛选出运动应激条件下对心脏重塑有意义的右心室肌目标蛋白质,希望能为了解中等强度有氧运动引起心脏变化的机制,为深入研究学生、国民体质健康干预推荐和普遍采用的运动强度与形式提供依据。方法:以54只雄性SD大鼠为研究对象,按照体重随机分为6组(对照组3组和实验组3组,每组n=9)。实验组进行中等强度的有氧运动(70-80%Vo2max),于运动的第4、8、12周后分别与其平行对照组同时称取体重、麻痹处死、称取心脏重量,提取右心室肌的全蛋白,对样品蛋白用双向凝胶电泳技术分离、后固定染色。运用BioPD quest图像分析软件对双向凝胶电泳图谱进行分析,选取运动后差异表达量≥10倍的蛋白点,用串联飞行时间质谱蛋白质仪(ULGRAFL-FLEX-TOF/TOF)进行质谱鉴定。结果:经过4、8、12周运动后,运动组大鼠心脏重量分别增加1.7%、3.7%与3.8%,心重指数分别增加18.5%、34.5%与36.6%(p<0.05)。此次实验获得了重复性和分辨率较好的双像凝胶电泳图谱,进行软件分析共获得运动组与对照组相比2倍量以上差异点267个,10倍以上差异点55个,其中4周11个(含“缺失”1个,上调3个,下调7个),8周13个(上调2个,下调11个),12周31个(上调7个,下调24个)。质谱分析并鉴定了其中5个表达差异蛋白点,包括:丙酮酸脱氢酶E1α1(在运动4周后表现为消失,12周后下调),SBP1(在运动4周后表达量明显上升,8周及12周后无明显变化),SPA1(在运动4周后上调),SCAF1(在运动4周后下调)和一个分子量为116kDa的未知蛋白。结论:①12周中等强度有氧运动(70-80%Vo2max)后,大鼠心脏增大。②在整个运动过程中,大鼠右心室肌蛋白质组在4周、8周运动后发生了显著性差异表达,8周后继续运动蛋白质组出现适应性变化。③鉴定的目标蛋白质点:丙酮酸脱氢酶E1α1、SBP1、信号感应增殖相关蛋白1(SPA-1)、前体mRNA剪接及剪接调节因子SR蛋白以及搜库发现的蛋白质点:Cx43、ATP合酶α亚基、氧化氢酶等,这些蛋白质的变化表明,采用中等强度有氧运动模型,可使心肌能量代谢水平提高、心肌应激反应与适应能力增强、抗氧化能力增强,运动大鼠心脏出现良好的适应性变化。
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