骨骼肌mTOR信号通路在运动后变化规律及对蛋白合成调控机制

论文摘要

目的:本研究通过不同运动负荷以及注射雷帕霉素,观察mTOR信号通路主要信号分子在运动肌肉中的变化特点,探讨运动对mTOR信号通路骨骼肌蛋白合成的调控机制。方法:实验一以雄性SD大鼠为研究对象,采用坡度为10%的10m/min（小）、18m/min（中）、26m/min（大）三种强度分别一次性跑台运动60min,以及坡度为10%的18m/min强度分别跑台运动30、60和90min,运动后1、6、12和18h取腓肠肌。实验二将雄性SD大鼠分成对照组（C）、运动组（E）、注射雷帕霉素组（R）、运动加注射雷帕霉素组（ER）,R和ER组在运动前2h注射雷帕霉素,E和ER组以坡度为10%的18m/min强度跑台运动60min,分别进行一次性运动及注射和连续两周的运动及注射,运动后1、6、12和24h取腓肠肌。Western blot测定Akt、mTOR、S6K和4E-BPl蛋白磷酸化和蛋白表达,BCA法测肌肉总蛋白含量,石蜡切片观察腓肠肌组织形态。结果:（1）小强度运动60min和中强度运动30min均不能诱导mTOR和Akt磷酸化和蛋白表达增加。（2）中、大强度运动60min均可诱导mTOR和Akt磷酸化和蛋白表达量增加,Akt磷酸化随强度增加而增加,两个强度运动诱导mTOR磷酸化相同,Akt蛋白表达量变化早于mTOR蛋白表达量。（3）中强度运动90min所诱导的mTOR磷酸化晚于运动60min诱导的磷酸化出现。（4）中强度运动60min诱导S6K磷酸化持续时间长于4E-BP1磷酸化。（5）运动导致mTOR蛋白表达量增加,并且不受雷帕霉素的影响。（6）两周运动减弱了雷帕霉素对mTOR磷酸化的抑制作用。（7）连续两周注射雷帕霉素可导致肌肉组织形态改变。结论:（1） Akt磷酸化对运动强度呈现依赖性,mTOR磷酸化对运动强度不如Akt敏感。（2） mTOR与Akt磷酸化不完全同步,mTOR磷酸化滞后于Akt磷酸化时间点。（3） Akt和mTOR磷酸化受运动持续时间的影响。在运动强度一定时,运动持续时间过短或过长,均不能有效的诱导二者的磷酸化。（4）mTOR磷酸化与S6K和4E-BP1磷酸化有较好的线性关系。（5）雷帕霉素抑制运动诱导的肌肉mTOR及其下游信号分子磷酸化,但不抑制mTOR蛋白表达量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 选题依据
• 1.2 研究内容
• 1.3 实验假设
• 1.4 技术路线
• 2 文献综述:运动与骨骼肌mTOR信号通路
• 2.1 mTOR信号通路分子生物学特征
• 2.1.1 雷帕霉素与mTOR
• 2.1.2 mTOR上游信号
• 2.1.3 mTOR下游信号
• 2.1.4 mTOR与蛋白质合成起始过程
• 2.2 运动对骨骼肌mTOR信号通路的作用
• 2.2.1 关于运动对骨骼肌mTOR信号通路作用的实验
• 2.2.2 运动对骨骼肌mTOR通路信号分子作用特点
• 2.2.3 运动对骨骼肌mTOR信号通路研究的现在与未来
• 3 实验一 不同运动强度和时间对mTOR信号通路的作用
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 方法
• 3.3 结果
• 3.3.1 不同强度运动对腓肠肌Akt和mTOR相对含量的影响
• 3.3.2 不同持续时间运动对腓肠肌Akt和mTOR相对含量的影响
• 3.4 分析与讨论
• 3.4.1 运动强度对mTOR及其上游信号分子的作用
• 3.4.2 运动时间对mTOR及其上游信号分子的作用
• 3.4.3 本实验遇到的困难
• 3.5 小结
• 4 实验二 mTOR在运动中调控肌肉蛋白合成的作用
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 方法
• 4.3 结果
• 4.3.1 一次性注射雷帕霉素和运动对mTOR目的蛋白作用
• 4.3.2 连续两周注射雷帕霉素和运动对mTOR目的蛋白作用
• 4.3.3 两周实验组织形态学变化
• 4.4 分析讨论
• 4.4.1 一次性注射雷帕霉素和运动对mTOR下游信号的作用
• 4.4.2 连续两周注射雷帕霉素和运动对mTOR下游信号的作用
• 4.5 小结
• 5 全文总结
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 6 致谢
• 7 参考文献
• 8 在读期间发表论文和承担课题