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研究目的:Nrf2是体内重要的核转录因子,是细胞氧化还原平衡的关键调节者。Ca2+在骨骼肌收缩过程中起重要作用。本研究探讨Nrf2在骨骼肌肌浆网对Ca2+调节过程中的作用,研究Nrf2在有氧训练对小鼠骨骼肌肌浆网Ca2+调节中的作用及其机制。研究方法:离体实验采用小鼠骨骼肌C2C12细胞系,以Nrf2的激动剂t-BHQ和Nrf2的抑制剂Brusatol进行干预。荧光比色法检测各组C2C12细胞ROS水平。采用Ca2+染料Fluo-4 AM加载细胞,激光扫描共聚焦显微镜检测在100μM H2O2氧化应激刺激下C2C12细胞内游离Ca2+浓度([Ca2+]i)的变化。Western Blot法检测各组C2C12细胞Nrf2以及肌浆网钙调控蛋白Ry R、SERCA1、SERCA2、FKBP12、Ca M、Ca MKⅡ、PKA蛋白表达。在体实验采用8周龄Nrf2敲除小鼠(Nrf2 KO)和同周龄野生型小鼠(WT)为研究对象,各随机分为安静对照组和有氧运动组:野生安静组(WC)、野生运动组(WE)、敲除安静组(KC)和敲除运动组(KE),每组10只。WE组和KE组进行8周跑台有氧运动训练,方案为:跑速12m/min,运动强度持续时间60min/d,运动频率5d/w。荧光比色法检测各组小鼠骨骼肌ROS水平。可见光比色检测骨骼肌组织钙离子浓度。荧光定量PCR测定各组小鼠骨骼肌Nrf2、NQO1、HO-1和CAT m RNA的表达。Western Blot法检测各组小鼠骨骼肌Nrf2、NQO1、HO-1和CAT以及肌浆网钙调控蛋白Ry R、SERCA1、SERCA2、FKBP12、Ca M、Ca MKⅡ、PKA蛋白表达。研究结果:(1)与对照组相比,Nrf2抑制剂组C2C12细胞ROS水平非常显著增加;(2)在H2O2氧化应激刺激下,与对照组相比,Nrf2抑制剂组C2C12细胞[Ca2+]i在185.4秒后非常显著增加,而Nrf2激动剂组[Ca2+]i在61.8秒后显著降低;(3)与对照组相比,Nrf2抑制剂组Nrf2蛋白表达显著降低,肌浆网钙调节蛋白Ry R、FKBP12、PKA显著增加,SERCA1和SERCA2蛋白显著降低,而Nrf2激动剂组蛋白表达无显著变化;(4)与WE组相比,KE组ROS水平显著降低;(5)与WC组相比,KC组Nrf2、NQO1和CAT m RNA表达非常显著降低,而WE组Nrf2、NQO1和HO-1 m RNA非常显著增加;与WE组相比,Nrf2、NQO1、HO-1和CAT m RNA表达均显著降低;(6)与WC组相比,KC组Nrf2、PKA和SERCA1蛋白表达降低,肌浆网钙调节蛋白Ry R、FKBP12、Ca M表达增加;WE组较WC组Ry R(P<0.05)和Ca MKⅡ表达增加;与WE组相比,KE组Nrf2、NQO1、HO-1和CAT表达均减少,而肌浆网钙调节蛋白PKA和Ca MKⅡ表达显著增加;对于Nrf2 KO小鼠,KE组较KC组Ca M表达减少,而PKA、Ca MKⅡ和SERCA1表达显著增加;(7)各组小鼠骨骼肌组织[Ca2+]无显著性差异。结论:(1)Nrf2在H2O2介导的C2C12细胞[Ca2+]i异常增加中起到保护作用;(2)Nrf2的缺失可引起小鼠骨骼肌肌浆网钙释放作用增强、钙回收作用减弱;而八周有氧运动训练明显改善了Nrf2敲除鼠肌浆网的钙回收功能。