电脉冲刺激调节小鼠骨骼肌细胞Akt的机制研究
目的：骨骼肌是机体葡萄糖代谢的主要器官，运动促进骨骼肌摄取和利用葡萄糖。葡萄糖转运子4（GLUT4）是骨骼肌细胞膜上介导葡萄糖跨膜转运的蛋白质，运动促进GLUT4从胞浆转位到细胞膜上促进骨骼肌摄取葡萄糖，对胰岛素抵抗和2型糖尿病的治疗有重要意义，但相关的分子机制仍不清楚。我们发现电脉冲刺激骨骼肌细胞收缩磷酸化Akt，本研究探讨电脉冲刺激激活Akt的分子机制。 内容本课题分三部分： 第一部分，应用电刺激诱导C2C12-GLUT4HA肌管收缩，检测电刺激对GLUT4转位以及Akt磷酸化水平的影响。加入Akt抑制剂，检测电刺激对GLUT4转位、Akt磷酸化及TBC1D4磷酸化的影响。 第二部分，通过抑制剂和（或）激活剂以及siRNA的方法，抑制或激活AMPK或Rac1，探讨电刺激条件下AMPK、Rac1与Akt之间的关系。 第三部分，选取8~10周龄的C57BL/6小鼠，分别给予胰岛素、AMPK激活剂AICAR、激活型AMPK腺病毒及运动跑台处理，在动物水平上研究运动及AMPK对骨骼肌Rac1和Akt的调节作用。 方法：培养C2C12-GLUT4HA骨骼肌细胞，使其分化为成熟的可收缩的肌管，20V，1Hz，24ms电脉冲刺激1h。酶联免疫吸附法（ELISA）测定细胞膜上GLUT4的水平。应用化学性抑制剂和（或）激活剂，抑制或激活AMPK、Rac1，应用siRNA方法下调Rac1表达，研究电刺激作用下AMPK、Rac1、Akt之间的关系。选取8~10周龄的C57BL/6小鼠，随机分为对照组、胰岛素组、AICAR组、AMPK激活型腺病毒组和跑台组，检测骨骼肌中Rac1活性和Akt磷酸化，探讨不同作用条件对Rac1活性及Akt磷酸化的影响。 结果：1.电刺激促进C2C12-GLUT4HA骨骼肌肌管GLUT4转位，升高Akt的磷酸化。Akt抑制剂降低电刺激诱导的Akt及其底物TBC1D4的磷酸化，并抑制电刺激促进的GLUT4转位，表明Akt介导电刺激诱导的GLUT4转位的作用。 2.电刺激和AICAR均增加Rac1的活性，AICAR还激活Akt；AMPK抑制剂Compound C抑制电刺激及AICAR增加PAK及Akt磷酸化的作用；siRac1及Rac1inhibitorⅡ均抑制电刺激及AICAR增加Akt磷酸化的作用，提示电刺激可能通过AMPK-Rac1信号通路激活Akt。 3.在C57BL/6小鼠中，AICAR、AMPK激活型腺病毒以及运动跑台均增加骨骼肌Rac1的活性和升高Akt的磷酸化。 结论：AMPK-Rac1信号通路介导电脉冲刺激激活C2C12-GLUT4HA骨骼肌细胞Akt的作用。
葡萄糖代谢;骨骼肌;电刺激;肌管收缩;葡萄糖转运子4;蛋白激酶B;磷酸化
天津医科大学
博士
基础医学
牛文彦
2015
中文
R151.2
117
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）