【摘 要】
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目的:长期营养过剩和运动不足是导致机体能量代谢异常和代谢综合征发生的主要原因.细胞腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-actived Protein Kinase,AMPK)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(Mammalian Target of Rapamycin Complex 1,mTORC 1)是运动敏感型信号通路,在介导运动改善细胞能量物质代谢过程中发挥着重要作用,但其作用机制目前尚不明了.本研
【机 构】
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天津医科大学生理学与病生理学系,天津 300070;天津医科大学康复与运动医学系,天津 300070
【出 处】
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2013年中国生理学会运动生理学专业委员会年会暨“运动与健康”学术研讨会
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目的:长期营养过剩和运动不足是导致机体能量代谢异常和代谢综合征发生的主要原因.细胞腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-actived Protein Kinase,AMPK)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(Mammalian Target of Rapamycin Complex 1,mTORC 1)是运动敏感型信号通路,在介导运动改善细胞能量物质代谢过程中发挥着重要作用,但其作用机制目前尚不明了.本研究通过采用蛋白组学技术筛选C2C12小鼠肌原细胞系AMPK/mTOR/S6K1信号通路下游调控相关因子,深入探讨骨骼肌AMPK/mTOR/S6K1信号通路参与细胞物质能量代谢调节的调控网络,以期为全面揭示运动改善机体能量代谢、促进健康的作用机制提供理论依据.方法:选用2％马血清诱导成功的肌管C2C12细胞为模型,分别给予C2C12细胞棕榈酸(模拟高脂饮食状态),AICAR(模拟骨骼肌收缩状态)以及S6K1 siRNA干预.采用WesternBlot方法检测AMPK,S6K1蛋白及其磷酸化水平.提取细胞总蛋白进行蛋白质双向电泳(2-DE),采用ImageMaster 2D Platinum V5.0软件分析2-DE电泳图谱,并采用基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和高效液相色谱一串联谱法(LC-MS/MS)分析统计差异表达蛋白.结果:通过对各组细胞蛋白表达图谱进行比较分析,共筛选出差异表达蛋白12个(p＜0.05).其中,AICAR干预诱导AMPK的激活引起4个蛋白表达上调,5个蛋白表达下调.而由siRNA引起的S6K1表达抑制则引起3个蛋白表达上调,2个蛋白表达下调.能量代谢相关的蛋白电压依赖性阴离子通道1(Voltage-dependent Anion Channel,VDACl)表达在S6K1表达抑制和AMPK激活因素影响下分别升高67％和下调41％.生物进化高度保守的细胞增殖分化相关蛋白N-myc下游调节基因(N-myc downstream regulated gene 1,NDRG1)的表达则在S6K1表达抑制和AMPK激活时分别下调40％和62％.钙结合蛋白Calponin-3是细胞分化的标记分子,细胞S6K1表达抑制和AMPK激活时,Calponin-3表达分别升高52％和68％.结论:骨骼肌细胞AMPK的激活以及S6K1表达抑制引起多个细胞蛋白表达水平产生变化.本研究初步筛选出AMPK/mTOR/S6K1信号通路调节细胞能量物质代谢的介质分子,其中多个蛋白为首次发现的AMPK/mTOR/S6K1信号通路相关因子,针对这些蛋白的功能以及与AMPK/mTOR/S6K1信号通路表达调控关系的深入研究将为阐明骨骼肌细胞物质能量代谢调控机制,以及运动处方在防治代谢相关疾病中的应用提供重要的实验依据.
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