研究目的:本研究以C2C12肌管为研究对象,观察电刺激与吡咯喹啉醌(PQQ)补充对C2C12肌管线粒体生物发生相关因子及其上游信号分子表达的影响,从细胞水平探讨电刺激与PQQ补充对线粒体生物发生的作用,为PQQ在运动中的运用提供实验依据。研究方法:1以不同浓度的PQQ(0、62.5、125、250、500、1000、2000nmol/L)分别孵育C2C12细胞12、24、48、72小时,用CCK8法检测细胞活力,以确定PQQ孵育浓度及孵育时间;并用CCK8法检测以浓度为125nmol/L的PQQ孵育分化了5天的C2C12细胞24小时的细胞活力;2分化了6天C2C12细胞,以45V,20ms,5Hz的电刺激强度进行不同时间(0、15、30、60、90、120、150、180、210、240min)的一次性电刺激,用活性氧试剂盒检测ROS;用乳酸脱氢酶试剂盒检测电刺激60min和120min培养基LDH的活性;3分化了5天C2C12细胞,以浓度为125nmol/L的PQQ预孵育24小时,以45V,20ms,5Hz的强度进行60min和120min的一次性电刺激,实验分成6组,分别为对照组(NC组)、PQQ孵育组(NC+PQQ组)、电刺激60min组(E1H组)、电刺激60min加PQQ孵育组(E1H+PQQ组)、电刺激120min组(E2H组)、电刺激120min加PQQ孵育组(E2H+PQQ组);用qRT PCR法检测各组PGC-1a、NRF1、TFAM、SIRT1 mRNA的表达;用Westren blot法检测各组PGC-1a、NRF1、pAMPK、AMPK、SIRT1蛋白的表达。研究结果:1与对照组相比,用浓度为62.5、125、250、500、1000、2000nmol/L的PQQ孵育C2C12细胞12、24、48、72h细胞活力上升,其中以浓度为125nmol/L的PQQ孵育C2C12细胞24h细胞活力上升最为显著(P<0.01);与对照组相比,以浓度为125nmol/L的PQQ孵育C2C12肌管24h细胞活力无显著变化(P≥0.05)。2与对照组相比,在电刺激15、30、60、90、120、180、210、240min时,C2C12肌管ROS的荧光强度显著提高(P<0.05),呈现电刺激开始到30min上升,电刺激30min到60min下降,电刺激60min到120min上升,电刺激120之后下降,在120min到达峰值;而电刺激60min和120min的培养基中LDH活性并无显著性变化(P≥0.05)。3与NC组相比,NC+PQQ组、E1H组、E1H+PQQ组、E2H组和E2H+PQQ组C2C12肌管线粒体生物发生相关因子PGC-1a、NRF1、TFAM mRNA和(或)蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01);与NC+PQQ组相比,E1H+PQQ组和E2H+PQQ组线粒体生物发生相关因子PGC-1a、NRF1、TFAM mRNA和(或)蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01);与E1H组相比,E1H+PQQ组和E2H组线粒体生物发生相关因子PGC-1a、NRF1、TFAM mRNA和(或)蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01);与E2H组相比,E2H+PQQ组线粒体生物发生相关因子PGC-1a、NRF1、TFAM mRNA和(或)蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01)。4与NC组相比,NC+PQQ组、E1H组、E1H+PQQ组、E2H组和E2H+PQQ组C2C12肌管pAMPK/AMPK蛋白以及SIRT1 mRNA和蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01);与NC+PQQ组相比,E1H+PQQ组和E2H+PQQ组pAMPK/AMPK蛋白以及SIRT1 mRNA和蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01);与E1H组相比,E1H+PQQ组pAMPK/AMPK蛋白以及SIRT1 mRNA和蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01),E2H组pAMPK/AMPK蛋白以及SIRT1 mRNA和蛋白的表达水平升高,但无显著变化(P≥0.05);与E2H组相比,E2H+PQQ组pAMPK/AMPK蛋白以及SIRT1 mRNA和蛋白的表达显著升高(P<0.05或P<0.01)。研究结论:1电刺激上调C2C12肌管线粒体生物发生关键信号通路PGC-1a—NRF1—TFAM的表达,介导线粒体生物发生,其作用随电刺激时间延长而显著,这可能与活性氧增加有关。2 PQQ补充也可以通过上调C2C12肌管线粒体生物发生关键信号通路PGC-1a—NRF1—TFAM的表达,从而诱导线粒体生物发生;而电刺激和PQQ补充同时干预对线粒体生物发生具有协同作用。3电刺激和PQQ补充诱导线粒体生物发生可能是通过AMPK—SIRT1—PGC-1a信号通路介导的,其作用机制有待进一步探究。