论文部分内容阅读
铁调素(Hepcidin)是调节机体铁状态和肠道铁吸收的关键调节因素,机体Hepcidin的表达水平与运动性低血色素的形成有关。骨骼肌是机体的主要运动器官,又是机体运动中利用铁的主要器官,但目前Hepcidin对骨骼肌细胞铁代谢调节机制仍不清楚。因此,本实验通过在体和离体两部分实验,研究运动性低血色素形成过程中Hepcidin的动态变化以及Hepcidin对骨骼肌细胞铁代谢的影响,以期探讨运动性低血色素形成过程中Hepcidin对骨骼肌铁代谢的调节机制。研究内容与方法:在体实验:36只雄性Wistar大鼠随机分成安静对照组(Control group, CG)和运动组(Exercise group, EG),EG大鼠进行递增负荷跑台训练,分别于运动后3、4、5周末取材,CG同时取材,每次取6只。测定血红蛋白;通过实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应(Real Time-PCR)测定肝脏Hepcidin mRNA的表达;应用Western Blot检测大鼠腓肠肌铁转运相关蛋白:二价金属离子转运蛋白l (Divalent metal transporter l, DMT1)、膜铁转运蛋白1(Ferroportin l, FPN l)、转铁蛋白受体1 (Transferrin receptor 1, TfR1)的表达。离体实验:培养大鼠骨骼肌L6细胞,加入不同浓度的Hepcidin溶液(终浓度为0 mg?L、0.1 mg?L、0.5 mg?L、1mg?L)孵育12h,采用同位素示踪法测定细胞铁摄取及铁释放能力的变化;流式细胞仪检测L6细胞细胞内铁池(Labile iron pool, LIP)铁含量;应用Western Blot检测细胞铁转运蛋白DMT1和FPN1的变化。研究结果:1.在体实验:①与CG比较,EG大鼠血红蛋白(Hemoglobin, Hb)在运动后逐渐降低,运动5周后大鼠Hb显著低于其5周对照组(P <0.01),表明运动5周组大鼠已诱发产生运动性低血色素。②在递增负荷运动中,肝脏Hepcidin mRNA的表达表现出了动态变化的特点。运动3周后大鼠肝脏Hepcidin mRNA较对照组明显降低(P﹤0.05);运动4周后无明显变化(P﹥0.05);而运动5周后显著升高(P <0.01)。③运动3周后大鼠腓肠肌DMT1(IRE)、DMT1(non IRE)及TfR1的表达与其CG比较均无显著变化(P﹥0.05),只有FPN1表达明显升高(P <0.05),运动4周后大鼠腓肠肌DMT1(IRE)、DMT1(non IRE)、TfR1及FPN1蛋白的表达较CG均无显著变化(P﹥0.05),运动5周后大鼠腓肠肌DMT1(IRE)和TfR1比5周CG表达明显升高(P <0.05),而FPN1表达显著降低(P <0.01),DMT1(non IRE)的表达无明显变化(P﹥0.05)2.离体实验:①Hepcidin对骨骼肌细胞铁摄取和释放的影响:Hepcidin处理L6细胞后与空白对照组比较,0.1 mg?L Hepcidin处理组细胞的铁摄取能力明显升高(P﹤0.05),而铁释放能力明显下降(P﹤0.05);0.5 mg?L Hepcidin处理组细胞的铁摄取能力显著升高(P﹤0.01),铁释放能力显著降低(P﹤0.01),1 mg?L Hepcidin组细胞的铁摄取和释放能力较对照组均无明显变化(P﹥0.05)。②Hepcidin对骨骼肌细胞LIP铁含量的影响:与空白对照组比较,0.5 mg?LHepcidin处理细胞后LIP铁含量明显升高(P﹤0.05)。③Hepcidin对骨骼肌细胞铁转运蛋白的影响:0.5 mg?LHepcidin处理L6细胞后,其DMT1(IRE)、TfR1的表达较空白对照组明显升高(P﹤0.05),而FPN1表达显著降低(P﹤0.01), DMT1(nonIRE)的表达无明显变化(P﹥0.05)。结论:1.在运动性低血色素形成过程中大鼠肝脏Hepcidin的表达存在动态变化过程,大鼠运动3周后Hepcidin的表达降低,运动5周后肝脏Hepcidin的表达显著升高,腓肠肌DMT1(IRE)、TfR1表达明显升高,FPN1表达显著降低。2. Hepcidin可通过促进骨骼肌细胞DMT1(IRE)、TfR1的表达、抑制FPN1的表达,增加肌细胞铁摄取,降低铁释放,从而调节骨骼肌铁代谢。3.推测在运动性低血色素的形成后期是通过Hepcidin的高表达影响骨骼肌细胞DMT1(IRE)、TfR1和FPN1的表达,进而调节骨骼肌铁代谢。