大负荷运动后时钟基因Bmal1调控骨骼肌线粒体结构功能的作用机制

作者：夏雨; 丁海丽^*; 傅泽铤

来源：中国病理生理杂志, 2022, 38(02): 325-332.

• 大负荷运动
• 时钟基因
• 过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α
• 线粒体
• 骨骼肌

目的：探讨大负荷运动后大鼠骨骼肌时钟基因Bmal1节律振荡变化及其对线粒体结构功能的调控作用。方法：将156只成年SD大鼠随机分为对照组和运动组，运动组予以一次大负荷运动训练。每6 h取各组大鼠腓肠肌，使用RT-qPCR检测各时相时钟基因Bmal1的mRNA水平，并用余弦分析软件CircaCompare(R Packages)获取拟合余弦曲线参数，分析时钟基因Bmal1的mRNA表达节律性振荡情况，透射电镜下观察每周期始末（ZT0、ZT24、ZT48和ZT72）骨骼肌线粒体的形态学变化，Western blot检测Bmal1和过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α（peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α，PGC-1α）的蛋白表达，ELISA测定ATP和ADP含量，以及线粒体氧化呼吸链酶细胞色素C氧化酶复合物亚单位Ⅱ（subunitsⅡof cytochrome C oxidase complex,COXⅡ）和COXⅣ的活性。结果：运动组Bmal1的mRNA表达在ZT0～ZT24时节律出现紊乱（P>0.05）,ZT24～ZT48和ZT48～ZT72时节律恢复（P<0.05）。大负荷运动后运动组线粒体形态于ZT0出现肿胀、嵴结构损伤等异常，于ZT24和ZT48时有所恢复，ZT72时损伤基本消失。与对照组相比，运动组Bmal1、PGC-1α的蛋白表达于ZT0时显著升高（P<0.05）,ATP和ADP含量分别于ZT0时显著下降和升高（P<0.05）,COXⅡ和COXⅣ活性于ZT0时显著升高和下降（P<0.05），在ZT24时二者活性下降至最低（P<0.05）。结论：大负荷运动可诱发骨骼肌时钟基因Bmal1的节律紊乱，可能参与调控了线粒体的结构功能异常。

• 单位
  成都体育学院