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研究目的:成体心脏增殖再生无法补充丢失或受损的心肌细胞,诱导原有心肌细胞重新进入细胞周期并促进其增殖是心脏再生领域研究的核心问题。运动干预作为一种心脏康复手段,已经被证实可以促进心肌细胞增殖。本研究于在体动物和离体细胞水平探讨运动诱导心肌细胞增殖过程中生物节律基因Per2对心肌细胞周期相关蛋白的调节作用。探究不同运动方式对小鼠心肌细胞增殖水平的影响,筛选不同运动方式与对照组差异基因的表达,使用荧光定量PCR和WB进一步验证差异较大的基因转录和翻译的水平。根据在体动物部分的实验筛选的差异基因构建基因过表达和干扰模型,验证这一基因与细胞周期相关基因表达水平及心肌细胞增殖的关系。研究方法:（1）在体水平:选用健康雄性C57BL/6N小鼠80只,随机分为4组,每组20只:（1）对照组（C组）,（2）持续有氧运动组（A组）,（3）高强度间歇运动组（H组）,（4）抗阻运动组（R组）。训练5天/周,8周后取材。各组小鼠心肌细胞分裂增殖标志物免疫荧光染色分析不同运动方式对心肌细胞增殖水平的影响;提取小鼠心肌组织总RNA,通过转录组学高通量测序分析不同运动方式组间基因表达量的差异;筛选差异表达基因并使用q PCR和Westernblot进行验证。（2）离体水平:选用野生型H9c2大鼠心肌细胞系,腺病毒转染构建sh RNA干扰（Lessen,L组）及Per2过表达（Over-expressing,OP-Per2组）H9c2细胞模型。荧光显微镜观察腺病毒转染最佳MOI和转染效率,Western Blot检测生物节律基因Per2、细胞周期调节基因Wee1和下游细胞周期相关基因CDK1、Cyclin B的蛋白表达水平。研究结果:（1）8周运动干预后,不用运动方式的小鼠心肌细胞增殖程度各不相同。采用心肌细胞分裂增殖标志物Brd U、心肌细胞磷酸化组蛋白（p H3）和心肌细胞质分裂标志物Aurora B激酶检测各组小鼠心肌细胞增殖情况发现,相较于对照组小鼠,不同运动方式的小鼠心肌细胞增殖水平显著提高（P＜0.05）。其中高强度间歇运动组和抗阻运动组的增殖效果要高于有氧运动组,且高强度间歇运动组的小鼠心肌细胞质分裂标志物Aurora B激酶表达量最高（P＜0.01）。（2）不同运动方式对于小鼠心肌转录组产生广泛而复杂的影响,通过转录组学研究发掘出大量运动诱导心肌病理生理改变的新基因;与生物节律相关的基因Per1/2,Cry1和Clock下调（P＜0.01）,与细胞周期调节相关的基因Wee1下调,Cyclin B1转录水平显著提高（P＜0.01）,CDK1变化不明显。各组运动小鼠的Per2蛋白表达水平均显著下降（P＜0.01）。各运动组两两对比发现高强度间歇运动组（H组）和抗阻运动组（J组）小鼠差异基因仅有4个,且与生物节律和细胞周期相关的基因无统计学差异;和有氧运动组（A组）相比,高强度间歇运动组（H组）和抗阻运动组（J组）的生物节律（Circadian rhythm）相关基因下调,这说明与有氧运动相比,高强度间歇运动组和抗阻运动组对成年健康小鼠生物节律和细胞周期的调节效果更甚。（3）8周运动干预后,q PCR检测发现各运动组小鼠生物节律相关的m RNA表达量发生变化,相较于C组,运动后各组小鼠心肌细胞中的Per1、Per2、Cry1及Clockm RNA的相对表达量均显著下降（P＜0.01）;各运动组小鼠心肌细胞周期相关的m RNA表达量也发生变化,相较于C组,促进G2/M期转变的Cyclin B1在各组运动后均显著增加（P＜0.01）;CDK1m RNA的相对表达量变化无统计学差异（P＞0.05）;Wee1的m RNA相对表达量在各组运动后显著降低。WB对差异较明显的时钟基因Per2进行蛋白表达水平检测发现,各组运动小鼠的Per2蛋白表达水平均显著下降（P＜0.01）。（4）根据在体动物实验部分的差异基因,通过腺病毒转染H9c2大鼠心肌细胞,构建sh RNA干扰型细胞模型和Per2过表达细胞模型,利用腺病毒空载转染减少腺病毒对细胞增殖的影响。发现Per2通过调节细胞周期相关蛋白的表达来影响H9c2细胞的增殖。Per2表达的升高会导致细胞周期蛋白抑制激酶Wee1相应的升高,从而抑制其下游的与细胞周期G2/M期相关的Cyclin B1的表达,导致H9c2细胞增殖能力的下降。研究结论:（1）有氧运动、高强度间歇运动及抗阻力运动均可促进成年小鼠心肌细胞增殖,其中高强度间歇运动促增殖效果最为显著。（2）高强度间歇运动及抗阻运动可降低成年小鼠心肌细胞生物节律基因Per2及细胞周期蛋白抑制激酶Wee1表达,并促进细胞周期G2/M期Cyclin B1表达,从而促进心肌细胞增殖。（3）心肌细胞系离体研究表明,生物节律基因Per2对细胞周期抑制激酶Wee1有正向调控作用,对下游的与细胞周期G2/M期相关的因子Cyclin B1有负向调控作用,从而促进心肌细胞跨越细胞周期阻滞,促进细胞增殖。