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研究目的: 近年来,许多研究者运用不同运动强度或不同运动类型来探索引发机体产生运动性氧化应激的现象,但对于机体内发生氧化应激现象并对细胞内DNA产生损伤后,DNA修复系统发挥对DNA修复作用的研究并不多见。本研究对体外培养的C2C12细胞进行电刺激,引起肌管收缩为模型,模拟在体运动时骨骼肌收缩状态,探讨C2C12细胞在电刺激强度相同,刺激时间逐渐延长的情况下,细胞内运动性氧化应激的发生时间,对DNA的损伤作用及泛素蛋白酶体通路对DNA的修复作用。 研究方法: 常规培养C2C12细胞,待细胞单层覆盖培养皿底面密度达9096左右加入分化培养基。待分化5天后,对分化5天的肌管进行一次性电刺激,电刺激强度15V,30ms,3Hz,以电刺激时间不同将样品分为5组:对照组(C组),电刺激30min组(E30组),电刺激60min组(E60组),电刺激90min组(E90组)和电刺激120min组(E120组),刺激完成后即刻收样,严格按照实验操作步骤及要求,检测细胞内MDA含量,8羟基脱氧尿苷浓度,RAD6浓度及泛素分子UbmRNA的表达。 研究结果: 1、随着电刺激时间的增加,MDA含量呈逐步上升趋势,电刺激30分钟、60分钟和90分钟组与对照组相比无显著性差异(P>0.05)。电刺激120分钟组与对照组相比有显著升高(P<0.05)。 2、8羟基脱氧鸟苷浓度随着电刺激时间的增加而增大,电刺激90分钟与对照组相比有显著性差异,P<0.05。电刺激120分钟组与对照组、电刺激30分钟组相比有极显著性差异,P<0.01,并与电刺激60分钟组相比有显著性差异(P<0.05)。 3、电刺激处理C2C1290分钟和120分钟后,UbmRNA表达与对照组相比有极显著性增高(P<0.01),分别是对照组的2.374倍和2.583倍。并且,电刺激90分钟组和电刺激120分钟的UbmRNA表达极显著(P<0.01)高于电刺激30分钟组和电刺激60分钟组。 4、随着电刺激时间的延长,RAD6浓度值逐步增高,在电刺激90分钟和120分钟时,与对照组相比有极显著性差异(P<0.01)。同时,电刺激90分钟组和电刺激120分钟与电刺激30分钟组相比也出现了显著性差异(P<0.05)。 结论: 1、电刺激使C2C12发生收缩,随着电刺激时间的增加,C2C12肌管产生了脂质过氧化和DNA损伤。电刺激90分钟和120分钟时,肌管可能与在体一次急性长时间运动导致的运动疲劳模型相似。 2、电刺激120分钟时,C2C12肌管MDA含量显著升高(P<0.05),此时骨骼肌细胞内发生了脂质过氧化的现象。 3、电刺激120分钟时,引起C2C12肌管内8-OH-dG浓度极显著性升高(P<0.01)。说明此时骨骼肌细胞内DNA发生了损伤,而这一损伤可能是由于脂质过氧化导致的。在电刺激90分钟时,MDA含量与对照组相比无显著性差异,此时却DNA发生损伤,可能由于胞内自由基增多以及线粒体内Ca2+发生超载对细胞内DNA造成了损伤。 4、电刺激90分钟和120分钟时,均能引起泛素分子UbmRNA表达和RAD6浓度极显著性升高(P<0.01),可以认为Ub和RAD6家族发挥了DNA修复功能。但是电刺激90分钟到120分钟8-OH-dG浓度仍然升高,可能的原因是:随着电刺激时间的增加,细胞内自由基大量积累、脂质过氧化使DNA的损伤程度大于DNA的修复速度,因此仍呈现出DNA损伤不断加重的趋势。