自主设计型生理实验教学模式的探索

目的:通过开放肾小球滤过率影响因素这一部分实验内容,探索生理学自主设计型实验教学的新模式。方法:针对天津医科大学2017级影像专业学生,开展自主设计型实验教学。通过问卷调查以及统计期末理论考试成绩,了解新实验教学模式的效果。结果:新教学模式下学生的科研创新思维得到了培养,对于生理学理论知识的掌握更好。结论:新教学模式有利于学生科研素养的提升和理论知识的学习,值得进一步在生理实验教学中推广。

科研反哺教学在缺血再灌注损伤实验的教学应用

天津医科大学基础医学院积极推进教育部科研反哺教学新举措,将科研实验心肌缺血再灌注损伤动物模型进行改进后应用于本科教学,建立了学院首门跨学科综合性实验课程-心肌缺血再灌注损伤实验整合课程,并在基础医学专业学生中成功开设。该实验应用于临床医学“5+3”专业机能学实验课程教学中,取得了较为满意的教学效果。以虚拟仿真实验创新大赛为契机,教师带领学生团队开发了家兔心肌缺血再灌注损伤虚拟实验,助力学生成长并补充完善实验教学,在“研”与“教”的互动互促中,推进了实验教学改革的实施,助力青年教师成长和高素质医学人才的培养。

NNMT基因启动子双荧光素酶报告系统的构建及其与SND1靶向关系的验证

目的:构建尼克酰胺-N-甲基转移酶(NNMT)启动子区的双荧光素酶报告质粒并检测其活性,从而验证SND1蛋白对NNMT基因的调控作用。方法:根据NNMT基因启动子区上、下游-1500至+200区间的序列设计引物,并以HepG2细胞提取的RNA逆转录得到cDNA为模板进行PCR扩增,得到的NNMT启动子区片段经酶切后连接到双荧光素报告载体GLuc-ONTM启动子报告克隆中,得到Gluc-NNMT启动子重组质粒,分别与pLVX-IRES-Puro-Flag-SND1质粒和pLVX-IRES-Puro-vector质粒共同转染HeLa细胞,并检测启动子活性。然后用免疫共沉淀的方法验证NNMT蛋白是否与SND1蛋白之间存在相互作用。结果:重组质粒构建成功。双荧光素酶活性实验显示,共转染Gluc-NNMT启动子重组质粒和pLVX-IRES-Puro-Flag-SND1过表达质粒的实验组与对照组相比,NNMT启动子区活性明显增强。结合免疫共沉淀实验结果,证明NNMT与SND1存在相互作用。结论:成功构建了NNMT启动子双荧光素酶报告质粒,SND1对NNMT启动子活性有增强作用,SND1与NNMT蛋白之间存在相互作用。

周期性拉伸通过组蛋白乳酸化修饰调控平滑肌细胞增殖功能

目的:利用细胞单轴周期性拉伸模型,探究静脉移植手术后的周期性拉伸应力对血管平滑肌细胞(VSMC)组蛋白乳酸化修饰的影响。方法:使用细胞单轴周期性拉伸装置,对大鼠原代VSMC给予拉伸幅度15%、频率1 Hz的拉伸刺激来模拟动脉的周期性拉伸,对照组以细胞静止于拉伸小室来模拟静脉的拉伸状态。细胞收样后,使用Western印迹检测VSMC周期性拉伸24 h前后的增殖细胞核抗原(PCNA)和α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的蛋白水平,qPCR检测平滑肌细胞增殖和分化基因的mRNA水平。随后用比色法检测周期性拉伸前后细胞内的乳酸含量,并提取在两种不同力学条件下处理24 h的VSMC的组蛋白来检测泛和位点特异性的乳酸化修饰水平。结果:Western印迹结果说明,和静息状态相比,VSMC周期性拉伸24 h后的PCNA蛋白水平没有明显变化(P=0.777),α-SMA的蛋白水平下降(t=4.715,P<0.01)。qPCR结果显示,和静息状态相比,PCNA的mRNA水平在VSMC周期性拉伸12 h后上升,24 h恢复到初始水平;细胞周期蛋白Ccnd1和Cdk6的mRNA水平呈时间依赖性上升,细胞周期依赖性激酶抑制剂Cdkn1a和分化相关基因Acta2、Tagln的mRNA水平呈时间依赖性下降。比色法结果显示,和静息状态相比,VSMC周期性拉伸24 h后的乳酸积累增加(t=5.554,P<0.01)。Western印迹结果显示,和静息状态相比,VSMC周期性拉伸24 h后的泛乳酸化修饰水平上升(t=3.603,P<0.01),特异性位点乳酸化修饰如H3K9la、H3K14la和H3K18la的水平均增加。与静息状态(0 h)相比,H3K9la、H3K14la和H3K18la的水平显著增加(t=6.001、6.966、12.750,均P<0.0001)。结论:周期性拉伸后VSMC的代谢状态发生改变,糖酵解的最终代谢产物乳酸积累增加,组蛋白乳酸化修饰水平也增加,这可能是引起VSMC增殖的原因。

Wnt信号通路在有氧运动改善高脂饮食诱导C57BL/6小鼠胰岛素抵抗中的作用

目的:探讨有氧运动对C57BL/6小鼠骨骼肌Wnt信号通路的关键蛋白糖原合成激酶(GSK3β)磷酸化表达水平及其下游信号蛋白分子连环蛋白(β-catenin)磷酸化水平的影响及其与胰岛素抵抗(IR)的关系。方法:将4周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为正常对照组(Con组)和胰岛素抵抗模型组(IR组),分别喂饲标准饲料和高脂饲料10周。建立IR模型后,再将IR组随机分为高脂饮食安静组(HC组)和高脂饮食运动组(HE组);Con组随机分为正常饮食安静组(NC)和正常饮食运动组(NE),随后运动组小鼠进行持续6周、75%VO2max强度的有氧跑台运动。6周训练结束后24小时,分别检测小鼠口服糖耐量试验(OGTT)和空腹血清胰岛素值(FINs);采用苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠胰腺组织胰岛β细胞形态学变化;采用Realtime PCR及Western Blot方法检测小鼠骨骼肌GSK3β和β-catenin基因及蛋白表达。结果:(1)与NC组相比,HC组小鼠OGTT、FINs及胰岛β细胞形态学结果呈现IR的病理生理学变化,而6周有氧跑台运动(HE vs HC)可以显著改善OGTT、FINs及胰岛形态学变化;(2)与NC组相比,HC组骨骼肌组织GSK3βm RNA表达及p GSK3βSer9蛋白表达分别下降60%及1.19%(P<0.05)。β-catenin m RNA和pβ-catenin Ser33/37Thr41蛋白表达分别增加60%和19.23%(P<0.05);(3)与NC组相比,NE组骨骼肌组织GSK3βm RNA表达和GSK3β蛋白表达分别增加40.00%(P<0.05)和36.11%,β-catenin m RNA表达降低15.00%(P<0.05)。结论:6周有氧运动可显著改善高脂饮食诱导小鼠IR,其机制与Wnt信号通路活性变化相关。

Sestrins与骨骼肌细胞自噬——有氧运动改善胰岛素抵抗机制研究新进展

肥胖及其引发的胰岛素抵抗（Insulin Resistance,IR）对人类健康构成严重威胁,是冠心病、高脂血症和2型糖尿病（T2DM）等代谢性疾病的主要诱因。有氧运动通过改善机体能量代谢,作为代谢性疾病的干预手段越来越引起人们的重视,已用于临床IR和代谢性疾病的预防和治疗。但目前对于有氧运动调控骨骼肌能量代谢在改善IR过程中作用机制尚不完全清楚,妨碍了运动干预疗法在临床上的广泛应用。

肠道菌群——运动干预防治代谢性疾病的新靶点

近年来,肠道菌群作为参与机体稳态调节的新靶点已引起医学界的广泛关注。肠道菌群寄居于人体肠道,通过对肠道的保护、营养以及参与调节机体代谢而对宿主健康产生影响。机体肠道菌群失调可诱发包括肥胖、非酒精性脂肪肝、糖尿病和癌症等多种代谢相关疾病。

有氧运动影响机体脂代谢平衡研究进展

脂肪酸（Fatty acids,FA）是机体进行耐力运动的重要能量来源,除饮食摄入以外,骨骼肌细胞内的中性脂肪是运动肌群FA供给的主要来源。有氧耐力运动以消耗脂肪为其主要能量来源,故其具有全身性的降脂作用,并能使骨骼肌细胞内脂肪向增强氧化、中性脂肪储存及转化方向进行重塑。最新研究显示,规律运动能诱导并调控骨骼肌细胞线粒体氧化和脂滴（Lipid droplet,LD）形成过程。

mTOR复合物在有氧运动改善胰岛素抵抗过程中的作用研究

目的:通过研究8周有氧运动对高脂饮食诱导胰岛素抵抗C57BL/6小鼠肝脏m TOR复合物1/2(m TOR Complex 1/2)以及胰岛素信号相关蛋白的影响,分析有氧运动/高脂饮食与m TORC1/C2和胰岛素信号通路蛋白磷酸化活性之间的关系,为全面理解有氧运动改善高脂饮食诱导机体胰岛素抵抗的机制提供理论依据。方法:选取50只4周龄、雄性C57BL/6小鼠随机分为正常饮食组(C组,n=10)和高脂饮食组(H组,n=40)。高脂饮食组小鼠饲以高脂饮食6周以建立胰岛素抵抗模型,6周后通过口服葡萄糖耐量实验(Oral Glucose Tolerance Test,OGTT)鉴定胰岛素抵抗成模小鼠。随后将胰岛素抵抗小鼠再次随机分为安静组(H组,n=10)和运动组(HE组,n=15),此两组小鼠继续饲以高脂饮食,同时对HE组施以8周、强度为75%VO2max的有氧跑台运动干预。实验结束后,采用OGTT检测小鼠葡萄糖耐量,ELISA法测定空腹血清胰岛素水平,Western Blot检测肝脏Akt/m TOR信号通路相关蛋白磷酸化水平,并通过免疫共沉淀方法检测小鼠肝脏Raptor-m TOR及Rictor-m TOR结合水平。结果:与C组相比,H组小鼠体重、血清胰岛素水平均显著升高,口服葡萄糖耐量下降,肝脏胰岛素信号通路相关蛋白p Akt S473、p Akt T308、p IRS1S307、p AMPKαT172磷酸化水平下降,p S6K1T389磷酸化水平升高。免疫共沉淀检测发现Raptor-m TOR结合水平上升,Rictor-m TOR结合水平下降,即m TORC1蛋白表达水平升高,m TORC2蛋白表达水平减低;与H组相比,HE组小鼠体重、血清胰岛素水平均显著降低,口服葡萄糖耐量增高,肝脏胰岛素信号通路相关蛋白p AktS473、p AktT308、p IRS1S307、p AMPKαT172磷酸化水平有所提高,p S6K1T389磷酸化水平降低。Raptor-m TOR结合减少,Rictor-m TOR结合增多,即m TORC1蛋白表达水平降低,m TORC2蛋白表达水平增高。结论:8周有氧运动可改善高脂饮食诱导小鼠胰岛素敏感性,其机制可能与有氧运动激活小鼠肝脏Akt/m TORC2信号通路、抑制Akt/m TORC1信号通路,增强小鼠肝细胞胰岛素信号敏感性、改善胰岛素抵抗有关。

TBC1D1/4在有氧运动促进骨骼肌细胞葡萄糖转运中的作用

TBC1D1(Tre-2/BUB2/cdc1 domain family 1)和TBC1D4(又名Akt Substrate of 160 k Da,AS160)均为骨骼肌细胞内的GTP酶激活蛋白(Rab-GTPase activating proteins,Rab-GAP),参与骨骼肌细胞葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)在细胞内的转位过程,调节骨骼肌细胞葡萄糖转运。最新研究表明,TBC1D1和TBC1D4在有氧运动促进骨骼肌细胞葡萄糖转运过程中发挥重要作用,骨骼肌细胞胰岛素信号通路活性下降引起GLUT4转位异常、导致骨骼肌细胞葡萄糖转运能力下降。有氧运动能够显著改善机体能量代谢水平,已被广泛应用于临床肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病等代谢性疾病的治疗。本文综述TBC1D1和TBC1D4在有氧运动促进骨骼肌细胞葡萄糖转运中的作用,以期为运动防治代谢性疾病的机制研究提供理论依据。

不同运动形式对脂联素影响的研究进展

脂联素(Adiponectin,AdipoQ)是一种脂肪细胞分泌的内源性生物活性多肽,作为一种胰岛素增敏激素,能改善小鼠的胰岛素抵抗状态,同时对抗动脉粥样硬化症。人体研究也发现,AdipoQ水平能预示2型糖尿病和冠心病的发展,并在临床试验中表现出抗糖尿病、抗动脉粥样硬化及炎症改变的潜力。运动作为影响机体胰岛素敏感性的有效手段,近年来,有大量研究对其引起的血浆AdipoQ及其受体变化情况进行研究,但结果却大相径庭。本文对目前已有的经典研究及近年针对不同运动形式对AdipoQ影响的研究结果进行分析,同时归纳总结其中存在差异的可能原因,为揭示AdipoQ在运动改善机体组织细胞胰岛素信号活性中的作用机制提供思路和方向,为临床合理设计个性化运动干预方案提供可靠依据。

AMPK在机体骨骼肌运动代谢适应方面的研究进展

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为机体细胞的"能量感受器",可通过激活其下游靶蛋白调节组织细胞糖、脂代谢过程。运动适应涉及机体多个系统和器官,其中骨骼肌在机体对运动产生的代谢适应方面的作用最为明显。运动作为对机体的一个刺激可活化组织细胞AMPK,本文将针对AMPK在机体组织对运动产生代谢适应方面的最新研究进展加以综述,以期为阐明运动防治代谢性疾病的机制提供理论依据。

左旋组氨酸对匹罗卡品致痫大鼠海马区神经肽Y表达和神经细胞凋亡影响的实验研究

目的:实验研究左旋组氨酸对匹罗卡品致痫大鼠海马区神经肽Y表达和神经细胞凋亡影响。方法:统计分析60只Ⅱ级健康纯系雄性SD大鼠的相关资料。结果:研究组和对照组大鼠建模成功率78.3%(18/23)、77.3%(17/22)之间的差异无统计学意义(P>0.05);研究组大鼠的潜伏期显著长于对照组(P<0.05),痫波频率低于对照组(P<0.05),大发作次数少于对照组(P<0.05),成功建模动物模型后1d、2d、3d CA1区、CA3区、齿状回神经肽Y阳性细胞计数均低于对照组(P<0.05),凋亡染色阳性细胞计数均显著低于对照组(P<0.05)。结论:左旋组氨酸能够有效降低匹罗卡品致痫大鼠海马区神经肽Y表达和神经细胞凋亡数值,具有抗痫作用。

TWEAK/Fn14信号通路在骨骼肌代谢相关基因表达及能量代谢中作用研究进展

随着饮食结构和生活方式的改变,肥胖和2型糖尿病（T2DM）等代谢性疾病的发生率逐年上升,其机制主要涉及机体外周组织、尤其是骨骼肌组织葡萄糖摄取功能受损所引起的胰岛素抵抗（IR）。最新研究显示,肿瘤坏死因子样凋亡微弱诱导剂（TWEAK）与其受体成纤维细胞生长因子诱导早期反应蛋白14（Fn14）形成的二联体在调控骨骼肌细胞代谢相关基因转录和能量代谢方面发挥重要作用。

鞘氨醇激酶——运动改善胰岛素抵抗的新靶点

随着生活水平的日益提高,肥胖、2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)等代谢性疾病发病率逐年上升,胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)是诸多代谢性疾病的共同病理生理基础。运动通过提高机体外周组织代谢水平而显著改善IR已被广泛应用于代谢性疾病的防治。近年来,鞘氨醇激酶(Sphingosine kinases,SK)作为机体脂代谢的重要调控蛋白受到了广泛关注,其催化鞘氨醇(Sphingosine)合成鞘氨醇-1-磷酸(Sphingosine-1-Phosphate,S1P),SK及其S1P在运动调控机体脂代谢从而改善IR的过程中发挥举足轻重的作用。本文对近年来有关SK及其催化产物S1P在运动改善机体IR过程中的作用研究加以综述,为揭示运动防治IR机制提供新的研究靶点。

组蛋白去乙酰化酶(HDAC)在调节机体能量代谢过程中的作用

蛋白质的乙酰化修饰在基因转录调控过程中发挥着重要作用,组蛋白乙酰化酶(histone acetyl transferases,HATs)和去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)分别催化蛋白质的乙酰化和去乙酰化修饰反应。HDACs在调节机体能量代谢过程中的重要性已被越来越多的研究所证实,深入理解HDAC各亚型在不同生理及病理状态下的作用将为代谢性疾病的预防和治疗提供新的理论参考。

自噬在运动调节脂肪细胞分化过程中的作用研究进展

真核细胞通过严格调控自噬体和自噬溶酶体的形成与融合，将细胞内变形、衰老或损伤的蛋白质和细胞器靶向运输到溶酶体中消化降解．这一过程在维持细胞内环境稳态、保持细胞代谢功能稳定方面起着重要作用。研究发现．细胞自噬活性还与机体肥胖及其相关疾病的发生存在一定关联．自噬水平的变化可引起脂肪细胞分化的改变问。运动已被证实在调控机体脂质代谢以及白色脂肪棕色化过程中发挥重要作用圈．运动能够增加机体骨骼肌、肝脏和大脑皮层细胞的自噬活性，还可诱导脂肪细胞的自噬过程。

运动与饮食干预改善原发性肌肉衰减症研究进展

原发性肌肉衰减症（Sarcopenia）是指与年龄相关的渐进性骨骼肌丢失与功能下降,常与2型糖尿病等代谢性疾病相伴存在[1]。据估计在60~79岁年龄段,5%~13%的老年人日常生活受Sarcopenia影响,而80岁以上年龄段受影响的比例增至11%~50%[2]。最新研究发现,

Sestrins在AMPK/mTOR调控细胞能量代谢中的作用研究进展

一磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是细胞内两个重要的能量感受分子。AMPK主要调控分解代谢,而mTOR主要影响合成代谢,两者在调控细胞代谢平衡过程中发挥重要作用。Sestrins是新近发现的一类进化高度保守的应激诱导蛋白,可保护细胞免受氧化应激的损伤。此外,Sestrins还能调控AMPK/mTOR信号通路活性,从而影响组织细胞的能量代谢稳态,但其机制尚不明确。本文将主要针对Sestrins与AMPK/mTOR信号通路之间的调控关系以及对细胞能量代谢影响的最新研究进展加以综述。

运动介导CRTC2调节骨骼肌代谢研究进展

研究发现,单次高强度运动下中枢神经系统通过释放儿茶酚胺激活蛋白激酶A（Protein kinase A,PKA）诱导机体产生能量分解代谢反应。然而,长期运动训练后骨骼肌细胞能量储存反而逆行增加。与之相似的是,给予小鼠骨骼肌长期注射拟交感神经药（β-受体激动剂,模拟机体长期运动效应）也发现小鼠骨骼肌合成代谢增加。