红景天苷对力竭大鼠不同时相的心肌线粒体生物发生关键调控因子的影响

目的：过氧化物酶增殖物激活受体γ辅助激活因子-1α（Peroxisomeproliferator-activated receptor γ，coactivator1α，PGC-1α）、核呼吸因子NRF-1（Nuclear respiratory factor-1）和NRF-2（Nuclear respiratory factor-2）是调控线粒体生物发生的关键因子，适量运动训练能够诱导其表达，从而刺激线粒体生物发生，但力竭运动后PGC-1α、NRF-1、NRF-2的表达有何变化尚不明确。我们以通过建立一次性力竭游泳模型，研究力竭运动对线粒体生物发生关键调控因子PGC-1α、NRF-1、NRF-2在力竭运动后不同时相的基因及蛋白表达的影响，探讨力竭运动对线粒体生物发生的影响，以及红景天苷（Salidroside，SAL）对力竭大鼠心肌的保护作用。 方法： 1清洁级健康雄性SD大鼠104只，平均体重（120±20g），随机分为13组，对照组（sedentary control group）、力竭组（exhausted exercise group）（即刻、6h、12h、24h）、低剂量SAL力竭组（Low-SAL and exhaustedexercise group）（即刻、6h、12h、24h）、高剂量SAL力竭组（High-SAL andexhausted exercise group）（即刻、6h、12h、24h）（n=8）。对照组、力竭组给予生理盐水（NS）（10ml/kg）灌胃14天，低剂量和高剂量组给予SAL（100mg/kg）和（300mg/kg）灌胃14天，力竭组、低剂量组和高剂量组灌胃结束后建立力竭模型。力竭模型为一次性力竭游泳运动，参照Thomas等的力竭标准建立。在排除实验过程中死亡动物后，最终进入统计数据分析的实验动物每组为6只。 2采用ELISA试剂盒检测血清中心肌损伤标志酶含量，包括乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、肌钙蛋白（cTnI）等。 3采用荧光定量PCR方法检测各组大鼠心肌PGC-1α、NRF-1、NRF-2的基因表达。 4采用Western Blot方法检测各组大鼠心肌PGC-1α、NRF-1、NRF-2的蛋白表达。 结果： 1各组大鼠血清中的LDH的含量（U/L）比较：与对照组（0.92±0.04）相比，力竭各组、低剂量力竭6h组（1.14±0.10）、12h组（1.10±0.07）、高剂量力竭12h组（1.09±0.12）血清中的LDH的含量均显著增高（P＜0.05）。力竭组的LDH在力竭后12h表达量最高。与相同时相的力竭组相比，低剂量力竭即刻组，高剂量力竭即刻组，6h组血清中的LDH的含量明显下降（P＜0.05）。 2各组大鼠血清中CK-MB的含量（ng/ml）比较：与对照组（2.11±0.18）相比，其余各组血清中的CK-MB含量均显著增高（P＜0.05）。力竭组的CK-MB在力竭后6h表达量最高。与相同时相的力竭组相比，低剂量力竭6h组，高剂量力竭即刻组，6h组血清中的CK-MB含量显著降低（P＜0.05）。 3各组大鼠血清中cTnI的含量（pg/ml）比较：与对照组（144.61±12.71）相比，力竭各组、低剂量力竭6h组（186.77±9.54）、12h组（180.29±7.42）、24h组（168.69±16.43）、高剂量力竭6h组（178.93±17.58）、12h组（172.95±16.24）血清中的cTnI的含量均显著增高（P＜0.05）。力竭组的cTnI在力竭后12h表达量最高。与相同时相的力竭组相比，高剂量力竭12h组血清中的cTnI的含量显著降低（P<0.05）。 4各组大鼠心肌PGC-1α基因的表达量比较：与对照组相比，其余各组大鼠心肌的PGC-1α mRNA表达量显著增高，且即刻组表达量最高，随时间延长表达量呈下降趋势（P＜0.05）。与相同时相的力竭组相比，低剂量及高剂量各组大鼠心肌的PGC-1α mRNA表达量均显著增高（P＜0.05）。低剂量组与高剂量组有显著差异（P＜0.05）。 5各组大鼠心肌NRF-1基因的表达量比较：各组均显著高于对照组（P＜0.05），且6h组表达量最高。与相同时相的力竭组相比，低剂量力竭即刻组、6h组，高剂量各组大鼠心肌的NRF-1mRNA表达量均显著增高（P＜0.05）。低剂量组与高剂量组有显著差异（P＜0.05）。 6各组大鼠心肌NRF-2基因的表达量比较：除力竭24h组外，其他各组均显著高于对照组（P＜0.05），且6h组表达量最高。与相同时相的力竭组相比，除低剂量12h组外，其余各组大鼠心肌的NRF-2mRNA表达量均显著增高（P＜0.05），且低剂量组与高剂量组有显著差异（P＜0.05）。 7各组大鼠心肌PGC-1α蛋白的表达量比较：与对照组（0.9419±0.0226）相比，低剂量力竭6h组（1.0932±0.0772）和高剂量力竭后6h组（1.2348±0.0740）显著增高（P＜0.05），力竭各组、低剂量力竭即刻组（0.5514±0.0319）、12h组（0.8410±0.0295）、24h组（0.7405±0.0303）、高剂量力竭即刻组（0.4831±0.0449）、24h组（0.6603±0.0231）组显著降低（P＜0.05）。各组的PGC-1α蛋白表达量均在力竭后即刻组表达量最低，6h组表达量最高，有显著性差异。与相同时相的力竭组相比，低剂量及高剂量各组大鼠心肌的PGC-1α蛋白的表达量均显著增高（P＜0.05），且低剂量组与高剂量组有显著差异（P＜0.05）。 8各组大鼠心肌NRF-1蛋白的表达量比较：与对照组（0.8574±0.0180）相比，低剂量力竭6h组（0.9352±0.0190）、24h组（0.9252±0.0344）显著增高，力竭即刻组（0.7313±0.0343）、6h组（0.7132±0.0377）、24h组（0.5910±0.0404）、低剂量力竭即刻组（0.7073±0.0241）、高剂量力竭即刻组（0.6135±0.0384）、12h组（0.5646±0.0217）、24h组（0.5617±0.0283）显著降低（P＜0.05）。与相同时相的力竭组相比，低剂量力竭6h组、12h组、24h组大鼠心肌的NRF-1蛋白的表达量均显著增高（P＜0.05），高剂量力竭即刻组、12h组大鼠心肌的NRF-1蛋白的表达量均显著降低（P＜0.05）。低剂量组与高剂量组有显著差异（P＜0.05）。 9各组大鼠心肌NRF-2蛋白的表达量比较：与对照组（0.7523±0.0333）相比，低剂量力竭12h组（1.0281±0.0954）、高剂量力竭6h组（1.0295±0.0506）、12h组（1.1343±0.0632）、24h组（0.8346±0.0371）显著增高（P＜0.05），力竭即刻组（0.3624±0.0532）、6h组（0.6601±0.0231）、24h组（0.6752±0.0337）、低剂量力竭即刻组（0.5509±0.0374）、24h组（0.6725±0.0122）、高剂量即刻组（0.6020±0.0173）显著降低（P＜0.05）。各组NRF-2蛋白的表达量均为12h组表达量最高，即刻组表达量最低，且有显著性差异。与相同时相的力竭组相比，低剂量力竭即刻组、6h组、12h组，高剂量各组大鼠心肌的NRF-2蛋白的表达量均显著增高（P＜0.05），且低剂量组与高剂量组有显著差异（P＜0.05）。 结论： 1一次性力竭运动会造成大鼠心肌损伤。一次性力竭运动后PGC-1αmRNA诱导NRF-1及NRF-2mRNA的表达，从而引发线粒体的生物发生。线粒体生物发生是大鼠对力竭运动的应激反应。 2SAL对力竭运动造成的心肌损伤有保护作用。其分子机制可能是通过SAL上调PGC-1α、NRF-1和NRF-2mRNA以及PGC-1α和NRF-2的蛋白的表达从而诱导线粒体生物发生的发生。