论文部分内容阅读
研究目的：流行病学研究表明,亲代所处的环境如食物摄入的营养成分和比例、生存环境中的化合物和毒素含量等均可影响子代的生长发育。并且,部分表型的改变往往伴随着某些表观遗传修饰的变化。众所周知,有氧运动不仅可以控制机体体重、促进能量代谢,还可促进骨骼肌损伤修复过程中肌细胞蛋白质合成。研究发现,女性孕期进行适宜的运动训练不仅可以增强自身心肺功能,减少妊娠期疾病的发生,还可增强其子代的免疫力、促进子代生长发育。与近年来关于孕期进行适宜的体育活动对子代生长发育的影响及其机制的研究相比,目前关于父系有氧运动是否会对子代生长发育产生影响尚无定论。并且,针对孕母(F0)所处环境对其后代(F1)表型产生的影响并不能排除FO孕期子宫内外环境因素对胎儿(F1)及胎儿生殖细胞的直接影响。由于雄性动物(FO)对后代除了提供精子以外并无其它影响,其后代(F1)的表型改变可直接反映父系环境因素引起变化的跨代继承现象。本研究通过采用有氧运动干预雄性C57BL/6小鼠,通过对比运动干预小鼠子代与正常饮食安静组小鼠子代生长指标的差异,并采用分子生物学技术对子代小鼠生长指标产生变化的机制进行深入研究,试图揭示有氧运动不仅对运动者本身健康有益,而且还可能通过跨带继承的方式对子代生长发育产生一定的影响。研究方法：(1)实验用C57BL/6小鼠的繁殖和选择：同窝C57BL/6雄性小鼠(FO)自出生21天断乳后随机分为运动组(E)和安静组(C)。同窝雌性小鼠以正常小鼠饲料安静喂养以备交配使用,8周后与各组雄性小鼠1：1交配,次日晨起检查雌鼠外阴处精栓,当发现精栓后将雄鼠移出、孕鼠单独喂养至分娩；(2)运动方案：运动组进行为期6周、75%V02max强度的跑台训练,1次/天,60min/次,5次/周；(3)F1代小鼠(EM, CM)生长指标的检测：测量F1代小鼠体重、体长、股四头肌重量、湿重比(股四头肌重量／体重)、内脏脂肪(肾周脂肪与附睾周脂肪)重量；(4)采用ELISA试剂盒检测F1代小鼠血清IGF-1浓度；(5)采用Real-Time PCR法检测F1代小鼠肝脏IGF-1基因表达；(6)采用Western blot检测F1代小鼠股四头肌与内脏脂肪组织IGF-1与IGF-1R蛋白表达；(7)采用甲基化免疫共沉淀结合PCR (MeDIP-qPCR)的方法检测F1代小鼠肝脏IGF-1基因启动子区域甲基化水平。研究结果：(1)F1代小鼠生长指标对比：F1代生长指标研究中发现EM组小鼠的体重较CM组小鼠高12.76%(CM:15.13±2.08;EM:17.06±1.37,P<0.05),股四头肌重量与湿重比分别高23.50%(CM:0.17±0.02; EM:0.21±0.03, P<0.05)和9.73%(CM:1.13±0.09;EM:1.24±0.12,P<0.05),而内脏脂肪重量降低EM组较CM组低21.21%(CM:0.33±0.05; EM:0.26±0.03, P<0.05),体长指标EM与CM组间无显著性差异；运动组小鼠雌性后代(EF)与安静组小鼠雌性后代(CF)组小鼠生长指标对比未出现任何统计学差异。因此,本课题以F1代雄性小鼠为研究对象开展深入研究。(2) ELISA实验结果：EM组小鼠血清IGF-1含量较CM组高73.15%(CM:1316.40±180.13; EM:2279.34±239.63, P<0.01);(3) PCR实验结果：EM组小鼠肝脏IGF-1mRNA表达较CM组分别高4.12倍(P<0.05)；(4)甲基化免疫共沉淀结合PCR研究(MeDIP-qPCR)结果：EM组小鼠肝组织中P1,P2甲基化水平较CM组分别低38.78%(P＜0.05))和52.80%(P<0.01);(5) IGF-1与IGF-1R Western Blot检测结果：EM组小鼠骨骼肌组织IGF-1,IGF-1R蛋白的表达较CM组分别高83.5%和41.2%(P<0.05)。EM组小鼠内脏脂肪组织IGF-1, IGF-1R蛋白表达与其骨骼肌组织表达变化趋势基本一致。EM组小鼠内脏脂肪组织IGF-1蛋白表达较CM组高1.36倍(P<0.05)；IGF-1R蛋白表达较CM组高87.3%(P<0.05)。研究结论：(1)父系6周有氧跑台运动可显著增加子代雄性小鼠骨骼肌组织生长、减少其内脏脂肪堆积,但对子代雌性小鼠的影响则无显著性差异；(2)血清和肝脏IGF-1检测结果提示运动组雄性子代骨骼肌生长的增高是通过提高小鼠肝脏IGF-1基因和蛋白表达而实现的；(3) MeDIP-qPCR基因启动子区域甲基化分析结果显示运动组子代雄性小鼠肝细胞IGF-1基因表达的增高是由于启动子区域甲基化水平显著性减低引的。