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目的:肌肉蛋白合成的主要信号通路为PI3K/Akt/mTOR通路,mTOR及其下游信号与骨骼肌蛋白合成有着直接相关.IGF-I具有极强的促肌肉蛋白合成效应.在体情况下,利用增强运动骨骼肌中IGF-I信号来研究肌肉内mTOR通路尚不多见.本研究通过注射外源性IGF-I并结合运动,观察mTOR及其下游信号在运动骨骼肌蛋白质合成中的作用,旨在深入探讨IGF-I对运动骨骼肌蛋白合成信号的影响机理.方法:SPF级8周龄雄性SD鼠,动物进行适应性喂养和适应性训练后分为四组:安静组(S)、IGF-I组(SI)、运动组(E)、运动+IGF-I组(EI),每组6只.运动方式为跑台运动(坡度为10%,跑速为26m/min,持续运动60min).外源性IGF-I为小腿后侧肌肉隆起处的皮下注射(剂量为5.5ug/kg,溶于生理盐水).取材部位为腓肠肌.用Bradford法检测骨骼肌蛋白含量;用Western Blot法检测腓肠肌MHC、mTOR、mTOR (Ser2448)磷酸化、p70S6K (Thr389)磷酸化和4EBP1(Thr37/46)磷酸化表达.结果:在一周的实验过程中,IGF-I显著促进骨骼肌MHC表达(P<0.01),运动有促进的趋势(P>0.05).外源性IGF-I显著促进骨骼肌mTOR (P<0.01)、mTOR(Ser 2448) (P<0.01)、p70S6K (Thr 389) (P<0.01)和4EBP1(Thr 37/46) (P<0.01)的表达.运动显著促进mTOR (P<0.01)、mTOR (Ser 2448) (P<0.01)、p70S6K (Thr 389) (P<0.01)和4EBP1 (Thr37/46) (P<0.01)的表达.外源性注射IGF-I和运动因素对PI3K/Akt/mTOR通路的作用存在协同促进效应.具体表现为SI组和EI组的MHC均显著高于S组和E组(分别为18%和15.7%、23%和20.6%).SI组和EI组的mTOR显著高于S组(18%和26%),EI组显著高于E组(15.6%).EI组的mTOR (Ser 2448)磷酸化显著高于S组、SI组和E组(分别为35%、27.4%和19.5%).EI组的p70S6K (Thr 389)磷酸化显著高于S组、SI组和E组(分别为48%、27.6%和21.3%),SI组和E组显著高于S组(16%和22%).EI组的4EBP1 (Thr 37/46)磷酸化显著高于S组、SI组和E组(分别为80%、38.5%和34.3%),SI组和E组显著高于S组(分别为30%和34%).结论:1.IGF-I明显增强了mTOR通路下游信号的活性,而同时骨骼MHC明显升高.IGF-I明显增强骨骼肌的蛋白合成.2.运动明显促进mTOR通路下游信号的表达,并表现出与IGF-I具有协同效应,共同促进骨骼肌肥大.3.与运动相比,IGF-I对mTOR通路下游信号的促进更为深刻.