规律运动对心脏特异性Ca-α1D基因沉默老龄果蝇心脏节律和收缩功能的影响

目的:研究青年期开始规律运动对心脏Ca-α1D基因沉默老龄果蝇心脏功能、运动能力和生命周期的影响,探讨Ca-α1D基因在心脏衰老及运动抗心脏衰老中的作用。方法:基因型为w1118;P{GD1737}v51491的处女蝇分别与W1118品系、Hand-GAL4品系雄蝇杂交,获得F1代处女蝇分为安静组、干扰组、运动组、运动干扰组,每组400只,饲养至2周龄开始运动,2小时/天,5天/周,训练持续时间为4周。采用qRT-PCR测定心肌Ca-α1D基因mRNA表达量,M-mode心动图检测评价心脏功能,测量攀爬指数评定运动能力,统计生命周期反映寿命情况。结果:(1)干扰组心肌Ca-α1D的相对表达量较对照组约下降50%(P<0.01)。(2)与对照组相比,干扰组心动周期(HP)增加(P<0.01),收缩间期(SI)上升(P<0.05)。纤维性震颤(FL)、心动徐缓发生率增加(P<0.01)。舒张直径(DD)、收缩直径(SD)增加(P<0.01),射血分数(FS)降低(P<0.05)。与对照组相比,运动组HP、DI上升(P<0.05),心动徐缓发生率增加(P<0.01)。与对照组相比,运动干扰组HP、心动徐缓发生率增加(P<0.01)。DD、SD增加(P<0.01),而FS变化不具有显著性差异(P>0.05)。与干扰组相比,运动干扰组心动徐缓发生率减少(P<0.01)。DD增加(P<0.05)。基因沉默联合耐力运动对心动徐缓发生率的结果有协同作用(P<0.05)。其中基因是对HP、DD、SD、FS、FL结果产生作用的主效应,运动是对DI结果产生作用的主效应。(3)与对照组相比,运动组攀爬能力增强(P<0.01)、干扰组攀爬能力降低(P<0.05);基因沉默联合耐力运动对攀爬能力具有协同作用(P<0.05)。(4)运动组平均寿命高于对照组(P<0.01),运动干扰组高于干扰组(P<0.01),干扰组平均寿命低于对照组(P<0.01)。结论:规律运动的干预能够维持心脏正常节律、提高运动能力和增进生命周期有一定作用。心脏特异性Ca-α1D基因沉默是导致该果蝇心脏收缩功能减退、节律紊乱以及寿命缩减的主要原因。运动能够有效改善因Ca-α1D基因敲减引起的心动过缓、提高运动能力,但是对心脏收缩能力的改善作用不显著,其原因是否与老龄果蝇自身的机能水平衰退有关,值得进一步研究。