基于蛋白质组学的中等强度有氧运动对大鼠心房肌物质能量代谢蛋白差异表达的研究

目的:基于蛋白质组学的研究技术与方法,研究4周中等强度有氧运动对大鼠心房肌蛋白质组差异表达的影响,揭示中等强度有氧运动对心房肌物质能量代谢影响的规律。方法:建立速度24m/min、持续时间40min(负荷强度相当于60%—70%VO2max),持续训练4周的中等强度有氧运动实验动物模型。应用双向凝胶电泳技术(2-DE)分离心房肌蛋白质点,串联飞行时间质谱仪技术鉴定电泳结果中表达量上调≥5倍以上,下调至1/5以下的13个备选目标蛋白质点。结果:鉴定结果有7个与心房肌细胞物质能量代谢相关的蛋白或酶,其中线粒体乌头酸水合酶上调5.7倍,丙酮酸脱氢酶E1α1表达量上调6.4倍,线粒体琥珀酸脱氢酶黄素蛋白亚基下调6.9倍,甲基丙二酸半醛脱氢酶[酰基]上调 6.3倍,异戊酰辅酶A脱氢酶下调6.9倍,线粒体二氢硫辛酸脱氢酶下调5.7倍,细胞质苹果酸脱氢酶表达量下调7.3倍。结论:①中等强度有氧运动诱导心房肌蛋白质组表达量与强度出现显著变化,同时诱发心脏出现生理性肥大。②筛选出甲基丙二酸半醛脱氢酶[酰基],该蛋白在运动生物医学领域尚未展开深入研究,为运动改善心房肌物质能量代谢的研究带来新的研究内容。③中等强度有氧运动可能改善心房肌物质氧化代谢水平,上述差异蛋白是否具有运动依赖性和蛋白之间的联系还需进一步验证。

骨质疏松症及其运动疗法

随着现代化进程的加速,劳动强度的减小、生活习惯的改变,骨质疏松症已成为严重影响老年人生活质量的重要疾病之一。骨质疏松后即使是在轻微外伤的情况下也极易发生骨折,且产生各种并发症,甚至危及生命。本文在论述骨质疏松症的临床症状及发生机理的基础上,着重从运动对防治骨质疏松症的作用,以及采用不同形式、不同强度的力量性、高冲击性、耐力性等运动手段防治骨质疏松症进行了比较分析,为老年人及老年骨质疏松症患者有针对性地制订运动处方、有效地进行运动干预提供参考依据。

长期中小强度有氧运动对大鼠左心室肌蛋白质组差异表达的影响

目的:探讨长期中小强度有氧运动对大鼠左室肌蛋白质组差异性表达的影响,筛选出对中小强度有氧运动刺激敏感的目标蛋白质,丰富运动健身的基础理论及为慢性心血管疾病的康复治疗提供新的思路和实验依据。方法:20只雄性SD大鼠随机分为运动组(E组)和对照组(C组)(n=10)。建立大鼠长期中小强度有氧运动跑台训练模型,采用双向凝胶电泳(2-DE)对大鼠左心室肌全蛋白样品进行分离。采用串联飞行时间质谱蛋白质仪对部分分离后差异表达量上调大于5倍或下调超过80%的蛋白质点进行质谱鉴定。结果:与C组比较,E组大鼠心脏重量指数(HWI)增加了32.0%,具有显著性差异(P<0.05);与C组比较,E组有71个蛋白质点表达上调≥2倍或下调≥50%,对4个表达上调≥5倍或下调大于等于80%的蛋白质点进行质谱鉴定,鉴定出3个蛋白质和1个未知蛋白质。结论:长期中小强度有氧运动后,大鼠心脏发生了良好的适应性改变;大鼠左心室肌蛋白质组发生了明显变化,长期中小强度有氧运动能有效增强大鼠心肌抗氧化能力。

4周中等强度有氧运动诱导大鼠心房肌蛋白质组差异表达的研究

目的:探讨中等强度有氧运动对大鼠心房肌蛋白质组及其基因差异表达的影响,为运动心脏重塑和慢性心血管疾病康复研究提供研究依据。方法:20只雄性SD大鼠按照体重随机配对分为对照组、实验组(n=10),实验组大鼠每次按照速度24 m·min^(-1)、持续训练40 min(负荷强度相当于60%～70%VO_(2max)),每周训练6 d,持续训练4周中等强度有氧运动。应用双向凝胶电泳技术(2-DE)分离心房肌蛋白质点,串联飞行时间质谱仪技术鉴定电泳结果中表达量上调≥5倍以上,下调至1/5以下的13个备选目标蛋白质点。并对其中6个目标蛋白质用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术检测其mRNA。结果:通过软件分析,实验组与对照组比较,其中表达量下调至20%以下的点8个,上调5倍及以上点有5个,质谱鉴定分析其中的13个蛋白质点,最终鉴定出8种蛋白质和一个分子量为54 KDa的未知蛋白,包括:丙酮酸脱氢酶E1α1、线粒体乌头酸水合酶、蛋白质二硫键异构酶A3、甲基丙二酸半醛脱氢酶[酰基]、线粒体二氢硫辛酸脱氢酶、异戊酰辅酶A脱氢酶、谷胱甘肽合成酶、丝裂素活化蛋白激酶3等。RT-PCR检测结果表明,与对照组相比,4周中等强度有氧运动后,大鼠心房肌中甲基丙二酸半醛脱氢酶的mRNA表达量降低(P﹤0.05),线粒体二氢硫辛酸脱氢酶、蛋白质二硫键异构酶A3、线粒体乌头酸水合酶、谷胱甘肽合成酶的mRNA表达量降低(P﹥0.05);异戊烯辅酶A脱氢酶的mRNA表达量增高(P﹥0.05),表明mRNA表达水平与质谱鉴定结果的变化不完全一致。结论:4周的中等强度有氧运动诱导大鼠心房肌蛋白质组发生显著变化,有13个明显变化的目标蛋白,多数为能量物质代谢酶,这些目标蛋白质的变化与其mRNA表达量的变化并不完全一致,表明中等强度运动可能影响这些目标蛋白质上游基因转录的调控,也可影响下游翻译﹑修饰等的调控,导致表达的差异变化。

中小强度有氧运动后大鼠右心室肌蛋白质组差异表达的研究

目的:运用蛋白质组学的理论和方法来研究中小强度有氧运动对大鼠右心室肌蛋白质组的影响。方法:将20只SD雄性大鼠随机分为对照组和运动组(各1组,每组n=10)。采用中小强度运动负荷跑台训练建立运动实验模型,提取右心室肌组织全蛋白样品,采用双向凝胶电泳进行蛋白样品分离。运用ImageMaster 2D Platinum图像分析软件对2-DE胶进行分析,通过图像分析,选取运动后差异表达量≥5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8周运动后,在2-DE图谱上运动组和对照组检测到的蛋白质点分别为(547±18)个和(530±14)个,匹配率分别为(71.34±3.25)%和(70.28±2.38)%。运动后共有58个蛋白质点发生了变化:表达量上调≥2倍的点有33个,下调≥2倍的点有25个,其中上调≥5倍的点有8个,下调≥5倍的点有8个。选择差异表达量≥5倍的蛋白质点为目标蛋白质进行质谱分析,共鉴定出了5个差异表达蛋白质点。结论:在长期中小强度有氧运动后,大鼠右室肌蛋白质组发生了明显的差异性表达,这些差异性表达的蛋白质点为进一步观察在运动应激状态下对心脏结构与功能影响的新的目标蛋白质提供了实验依据。

4周不同强度运动对大鼠右心室肌蛋白质组差异表达的影响

目的:探讨在中小强度运动应激下右心室肌蛋白质组的差异表达及其规律,初步筛选与运动健康相关的备选目标蛋白质。方法:将20只SD雄性大鼠随机分为对照组和实验组,以跑台运动的方式,复制递增运动负荷至24 m/min的中小强度运动实验动物模型;提取右室肌组织的全蛋白进行双向凝胶电泳分离,运用ImageMaster 2D Platinum图像分析软件对2-DE胶进行分析。结果:2-DE图谱上,对照组检测蛋白质点(437±17)个,实验组检测(448±19)个;运动后47个蛋白质点发生了较明显的变化,其中,1个蛋白质点消失,表达量上调2倍以上的点20个,下调至50%以下的15个,上调在5倍以上的点8个,下调至20%以下的3个。结论:4周中小强度运动后,大鼠右心室肌蛋白质组发生了显著的变化,初步筛选出12个备选目标蛋白质点,为研究运动健康与运动康复具有重要意义的新蛋白奠定前期工作基础。