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研究目的:生物节律和成肌细胞增殖对运动训练具有十分重要的意义。小鼠C2C12成肌细胞的增殖受到胎牛血清(Fetal bovine serum,FBS)和钾离子(K+)等许多理化因素的影响。本文研究了FBS和K+对C2C12细胞增殖与时钟基因周期基因2(Period2,Per2)、Cyclin D1和第三类组蛋白去乙酰化酶1(sirtuin1,Sirt1)的信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,mRNA)表达的影响。 研究方法:50%马血清处理细胞2h,使时钟基因的mRNA表达同步化,而后分别更换不同FBS和K+浓度培养基。 1.不同FBS浓度分别为0%、2.5%和10%。葡萄糖(glucose,Glu)浓度为22.5 mM。 2.不同K+浓度处理分为九组,包括三个K+浓度和三个Glu浓度:①22.5mM Glu组;②22.5 mM Glu+50 mM K+组;③22.5 mM Glu+100 mM K+组;④90 mM Glu组;⑤90 mM Glu+50 mM K组;⑥90 mM Glu+100 mM K+组;⑦180 mM Glu组⑧180 mM Glu+50 mM K+组⑨180 mM Glu+100 mM K+组。 用噻唑蓝(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium brom-ide assay,MTT)法进行细胞增殖检测。不同氯化钾(KCl)浓度实验组每隔6h进行一次MTT法检测细胞增殖,至72 h结束;不同FBS浓度处理组每隔24 h进行一次MTT法检测细胞增殖,至192 h结束。96 h时用RNAiso Plus收取不同FBS浓度处理聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)样品,而后检测时钟基因Per2、Cyclin D1和Sirt1的mRNA表达。 研究结果: 1.在22.5 mM、90 mM、180 mM三个Glu浓度下,0mM K+的细胞增殖均显著性地高于50mMK+和100 mM K+的增殖(P<0.01)。50 mM K+的细胞增殖均显著性地高于100mMK+的增殖(P<0.01)。 2.48h开始,0%FBS组增殖极显著性地低于2.5%FBS和10%FBS组(P<0.01)。72 h开始,2.5%FBS组增殖极显著性地低于10%FBS组(P<0.01)。192 h时,与24 h相比,0%FBS组OD值减小了接近3倍。 3.0% FBS组的Per2表达极显著性地高于2.5%FBS和10%FBS组(P<0.01)。2.5%FBS组的Per2表达和10%FBS组没有显著性差异。 4.0% FBS组的Sirt1表达显著性地高于2.5%FBS组(P<0.05)和10%FBS组(P<0.01)。2.5%FBS组的Sirt1表达显著性地高于10%FBS组(P<0.05)。 5.0% FBS组的Cyclin D1表达显著性地低于2.5%FBS组口<0.05)和10%FBS组(P<0.01)。2.5%FBS组的Cyclin D1表达显著性地低于10%FBS组(P<0.05)。 研究结论: 1.在22.5 mM、90 mM、180 mM三个Glu浓度下,与0 mMK+组相比,50mMK+和100 mM K+可以显著性地抑制C2C12细胞的增殖。 2.从0、2.5%到10% FBS,细胞的增殖随着FBS浓度的增大而提高。 3.时钟基因Per2参与调控了C2C12细胞的增殖,在C2C12细胞对抗FBS应激时发挥了十分重要的作用。C2C12细胞的增殖失调时,Per2的mRNA表达显著性地升高。从0%、2.5%到10%浓度,随着FBS浓度的升高,Sirt1的mRNA表达逐渐降低,CyclinD1的mRNA表达逐渐升高。不同浓度FBS对细胞增殖可能是通过Per2、Sirt1和CyclinD1基因来介导的。