于 瀅，于 亮，李云廣，李俊平，周 越，王宏坤，武俸羽，王瑞元

?運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)

一次離心運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)蛋白表達(dá)的影響

于 瀅1，于 亮2，李云廣3，李俊平2，周 越2，王宏坤1，武俸羽1，王瑞元2

（1.哈爾濱體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)與健康系，黑龍江哈爾濱150008；2.北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，北京100084；3.黑龍江科技大學(xué)體育部，黑龍江哈爾濱150022）

目的：觀察一次離心運(yùn)動(dòng)后線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)蛋白的表達(dá)變化。方法：42只SD大鼠經(jīng)適應(yīng)后隨機(jī)分為安靜組（6只）和離心運(yùn)動(dòng)組（36只）。離心運(yùn)動(dòng)組在跑臺(tái)上進(jìn)行90min速度為16m／min的離心運(yùn)動(dòng)，坡度－16°。運(yùn)動(dòng)后分別在即刻、6 h、12 h、24 h、48 h和72 h取材。Western blotting測(cè)定骨骼肌Miro1、Miro2、KIF5B、VDAC1、Dynlt1蛋白的表達(dá)。結(jié)果：一次離心運(yùn)動(dòng)后，與安靜組相比，離心運(yùn)動(dòng)后各時(shí)間點(diǎn)Miro1、Miro2蛋白表達(dá)顯著升高；KIF5B變化不顯著；VDAC1在6 h、12 h、24 h和72 h顯著升高；Dynlt1蛋白表達(dá)在運(yùn)動(dòng)后6 h和48 h顯著升高。結(jié)論：一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌中Miro、VDAC1和Dynlt1蛋白表達(dá)上調(diào)，表明離心運(yùn)動(dòng)損傷后骨骼肌線(xiàn)粒體移動(dòng)活躍，有利于離心運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的骨骼肌損傷修復(fù)。

離心運(yùn)動(dòng)；大鼠；骨骼?。痪€(xiàn)粒體移動(dòng)

線(xiàn)粒體是重要的細(xì)胞器，也是動(dòng)態(tài)的細(xì)胞器［1］。其在細(xì)胞內(nèi)也要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，且需要相關(guān)的分子馬達(dá)為動(dòng)力才得以運(yùn)動(dòng)［2］，驅(qū)動(dòng)其在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，進(jìn)而到達(dá)其需要的位置，形成一定的分布形式，應(yīng)對(duì)能量需求改變。對(duì)線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)的研究很多集中在生殖細(xì)胞和神經(jīng)組織，例如線(xiàn)粒體在生殖細(xì)胞尤其是卵細(xì)胞中的分布特點(diǎn)可以反映其成熟度。線(xiàn)粒體移動(dòng)的機(jī)制研究剛剛起步，對(duì)于線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)蛋白的影響研究尚屬少見(jiàn)，對(duì)細(xì)胞中線(xiàn)粒體移動(dòng)的變化及調(diào)控的分子機(jī)制認(rèn)識(shí)尚不明確。本研究團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)一次離心運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)骨骼肌損傷，同時(shí)觀察到線(xiàn)粒體分布出現(xiàn)肌膜下聚集現(xiàn)象，提示線(xiàn)粒體發(fā)生了移動(dòng)，且移動(dòng)方向有向肌細(xì)胞膜方向移動(dòng)的趨勢(shì)，進(jìn)而表現(xiàn)為肌膜下聚集。線(xiàn)粒體重新分布的直接動(dòng)力自于分子馬達(dá)蛋白及其相關(guān)的受體蛋白，因此有必要對(duì)線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)馬達(dá)蛋白及其受體蛋白在運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)程的變化進(jìn)行研究。

1 線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)馬達(dá)分子研究現(xiàn)狀

機(jī)體的一切生命活動(dòng)，如果追蹤到分子水平，可以認(rèn)為都是來(lái)源于具有馬達(dá)功能的蛋白質(zhì)大分子做功推動(dòng)的結(jié)果，如細(xì)胞內(nèi)部的運(yùn)輸、細(xì)胞分裂及肌肉的收縮等。這些功能蛋白質(zhì)大分子是可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的，或者將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，因此被稱(chēng)為分子馬達(dá)（molecular motor）或蛋白質(zhì)馬達(dá)（protein motor）等［3］。極性細(xì)胞類(lèi)型中，線(xiàn)粒體移動(dòng)是維持細(xì)胞健康的基礎(chǔ)，且主要通過(guò)motor蛋白及adapter蛋白的配合來(lái)完成［4］。線(xiàn)粒體的運(yùn)動(dòng)需要?jiǎng)恿υ?，為線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力源的馬達(dá)分子包括驅(qū)動(dòng)蛋白（kinesin）、動(dòng)力蛋白（dynein）和肌球蛋白（myosin）。在哺乳類(lèi)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的線(xiàn)粒體移動(dòng)是由前兩者參與進(jìn)行的［5］。

1.1 驅(qū)動(dòng)蛋白

驅(qū)動(dòng)蛋白（KIF）家族通過(guò)系譜分析包括15個(gè)蛋白，從Kinesin1到Kinesin 14B。所有驅(qū)動(dòng)蛋白頭部結(jié)構(gòu)域都含有相似的氨基酸序列［6］。傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)蛋白，如驅(qū)動(dòng)蛋白-1，是由兩條重鏈（KHCs；120 KDa），以及兩條輕鏈（KLCs；64 KDa）和螺旋纏繞（coiled-coil）的尾部組成的。Kinesin1是第一個(gè)被鑒定出來(lái)的驅(qū)動(dòng)蛋白馬達(dá)，其重鏈被稱(chēng)作KIF5［7］。KIF5有三個(gè)亞型，分別是KIF5 A、KIF5B、KIF5C。KIF5 A、KIF5C是神經(jīng)特異性的亞型，而KIF5B幾乎在大部分組織都存在［8］。一項(xiàng)阿爾海默茨病神經(jīng)病理研究線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)指出Kinesin1中KHC與線(xiàn)粒體結(jié)合協(xié)助線(xiàn)粒體移動(dòng)［9］。也有研究報(bào)道神經(jīng)組織中KIF1Bα和KIF5是轉(zhuǎn)運(yùn)線(xiàn)粒體的主要驅(qū)動(dòng)蛋白［10－11］。研究認(rèn)為細(xì)胞中不同馬達(dá)蛋白亞型運(yùn)送不同貨物，以此保證生命機(jī)體內(nèi)部的復(fù)雜細(xì)胞器定位［12］。

線(xiàn)粒體與kinesin相聯(lián)需要adaptor蛋白參與。哺乳動(dòng)物中kinesin潛在adaptor為milton，其受體蛋白是Miro。從酵母到人類(lèi)，Miro是一種保守的線(xiàn)粒體Rho GTPase，Miro屬于小GTPase家族。Miro在人類(lèi)中有兩種同源物：hMiro1和hMiro2。它們的結(jié)構(gòu)中都含有兩個(gè)不同的GTP酶結(jié)構(gòu)域、兩個(gè)EF手形（EF-hand）鈣聯(lián)區(qū)域和一段跨膜的C端尾巴。神經(jīng)元線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)蛋白Miro1，Miro2和Milton主要功能是調(diào)節(jié)神經(jīng)元中線(xiàn)粒體的移動(dòng)，保證線(xiàn)粒體的正確分布，并能夠應(yīng)對(duì)病理?yè)p傷［13］。KHC／milton／Miro形成的復(fù)合體是當(dāng)前關(guān)于線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)研究的最好模型。KHC與milton、Miro形成復(fù)合體時(shí)，KLC是獨(dú)立的；果蠅敲除KLC基因后，不影響線(xiàn)粒體轉(zhuǎn)運(yùn)，這表明KIF5B的招募和線(xiàn)粒體運(yùn)輸是獨(dú)立于KLC的，其是可有可無(wú)的自己的運(yùn)動(dòng)［14］，可能承載轉(zhuǎn)運(yùn)其他貨物的使命。研究發(fā)現(xiàn)KIF5B定位主要在骨骼肌Z-disks和M線(xiàn)周?chē)@示它的作用可能與肌原纖維組裝或是與肌原纖維的定位有關(guān)，且KIF5B在肌肉發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮了重要作用［15］。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)蛋白kinesin-1（KIF5B）缺乏會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)粒體的核周聚集，線(xiàn)粒體分布出現(xiàn)異常［16］。有報(bào)道Miro-1突變會(huì)抑制線(xiàn)粒體的運(yùn)輸，進(jìn)而導(dǎo)致線(xiàn)粒體聚集成簇，并會(huì)形成絲狀線(xiàn)粒體［17］。Miro有可能感知細(xì)胞的變化，從而影響線(xiàn)粒體的運(yùn)動(dòng)［18］。Miro1可直接與馬達(dá)蛋白KIF5結(jié)合［19］。對(duì)線(xiàn)粒體移動(dòng)的分子調(diào)控機(jī)制，可能是通過(guò)改變馬達(dá)蛋白的募集、活性變化或錨定來(lái)進(jìn)行的。

1.2 動(dòng)力蛋白

胞質(zhì)動(dòng)力蛋白（Dynein）是真核細(xì)胞內(nèi)沿微管進(jìn)行負(fù)向運(yùn)動(dòng)的主要馬達(dá)蛋白。其行使功能時(shí)，總是與dynactin（動(dòng)力激活蛋白）相結(jié)合。胞質(zhì)動(dòng)力蛋白復(fù)合體的核心是兩條重鏈多肽以及相關(guān)的中間體，輕中間體和輕鏈多肽構(gòu)成的同型二聚體。其功能之一就是參與到各種膜細(xì)胞器的運(yùn)輸。dynein的馬達(dá)結(jié)構(gòu)域是由六個(gè)AAA（ATPase associated with various cellular activities）結(jié)構(gòu)域形成的六聚體排列環(huán)［20］。一項(xiàng)關(guān)于大鼠肺組織的研究表明，dynein敲除會(huì)使線(xiàn)粒體在核周聚集［21］。

Dynlt1也稱(chēng)TCTEX1，是動(dòng)力蛋白輕鏈的一種［22］。對(duì)心肌中動(dòng)力蛋白輕鏈Dynlt1的研究發(fā)現(xiàn)其與線(xiàn)粒體相關(guān)聯(lián)，具有減輕缺氧早期心肌線(xiàn)粒體通透性轉(zhuǎn)換的作用［23］。以FITC（綠）標(biāo)記抗體顯示胞漿中的Dynlt分布，以Rhodamine（紅）標(biāo)記抗體顯示胞漿中線(xiàn)粒體線(xiàn)粒體的電壓依賴(lài)性陰離子通道1（VDAC1）的分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Dynlt1與VDAC1有著緊密的共區(qū)域分布特征。Dynlt1作為動(dòng)力蛋白Dynein的組成分子之一，與線(xiàn)粒體外膜蛋白VDAC1間的共同定位關(guān)系提示在線(xiàn)粒體功能和線(xiàn)粒體胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)确矫妫珼ynlt1對(duì)其可能有重要影響［24］。

以上研究認(rèn)為KHC和Miro形成的復(fù)合體，以及Dynlt1與線(xiàn)粒體的VDAC1相互作用，可以共同調(diào)控線(xiàn)粒體的移動(dòng)，并且Dynlt1上調(diào)可以對(duì)線(xiàn)粒體的功能具有一定的保護(hù)作用。對(duì)于骨骼肌中線(xiàn)粒體移動(dòng)的相關(guān)研究較少，而對(duì)骨骼肌細(xì)胞中線(xiàn)粒體移動(dòng)和分布調(diào)控分子機(jī)制的研究更少。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分組與損傷模型建立

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為SPF級(jí)雄性8周齡SD大鼠，體重為（213.57±10.12）g，購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司，許可證編號(hào)：SCXK（京）2012－0001。大鼠飼養(yǎng)和訓(xùn)練均在北京體育大學(xué)科學(xué)研究中心的動(dòng)物房?jī)?nèi)進(jìn)行。大鼠適應(yīng)環(huán)境3 d后進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。大鼠按體重隨機(jī)分為2大組：對(duì)照組（C組，n＝6）和一次離心運(yùn)動(dòng)組（E組，n＝36）。一次離心運(yùn)動(dòng)組大鼠按照運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)間，又隨機(jī)分為離心運(yùn)動(dòng)后即刻組（E0 h組，n＝6）、離心運(yùn)動(dòng)后6 h組（E6 h組，n＝6）、離心運(yùn)動(dòng)后12 h組（E12 h組，n＝6）、離心運(yùn)動(dòng)后24 h組（E24 h組，n＝6）、離心運(yùn)動(dòng)后48 h組（E48 h組，n＝6）和離心運(yùn)動(dòng)后72 h組（E72 h組，n＝6）。運(yùn)動(dòng)方案根據(jù)Armstong的離心運(yùn)動(dòng)模型［25］，采取在跑臺(tái)上持續(xù)性下坡跑，坡度為－16°，速度為16m／min，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為90 min。運(yùn)動(dòng)組進(jìn)行3 d速度為16 m／min的適應(yīng)性跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)。第1天坡度0度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)5 min，第2天坡度0°跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)10 min；第3天休息；第4天進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)，坡度－16°跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)90 min。

2.2 測(cè)試樣本的收集

各組大鼠在其對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行處理，大鼠稱(chēng)重后，水合氯醛（0.8 m l／100 g）進(jìn)行腹腔麻醉。將腹主動(dòng)脈血抽取干凈，迅速分離比目魚(yú)肌，做好標(biāo)記，錫紙包裹，立刻投入到液氮罐中進(jìn)行暫時(shí)保存。待取材完成后將比目魚(yú)肌標(biāo)本轉(zhuǎn)移至－80℃冰箱保存，備用。

2.3 Western blot測(cè)試指標(biāo)

100 mg凍存骨骼肌組織使用液氮在研缽中研磨成粉末，后將其加入到1 m l含蛋白酶抑制劑和PMSF的裂解液中。進(jìn)行電泳前以4：1比例加入5倍的上樣緩沖液，煮沸10 min。蛋白含量測(cè)定按試劑盒說(shuō)明（BCA法）進(jìn)行。各蛋白電泳上樣量為20 μg，電泳后采用濕法進(jìn)行蛋白質(zhì)電轉(zhuǎn)印，5%BSA封閉液室溫孵育2 h。用5%BSA封閉液稀釋一抗Miro1（1：200，Santa），Miro2（1：500，Santa），KIF5B（1：2000，abcam），VDAC1（1：2000，abcam），Dynlt1（1：500，Santa），4℃過(guò)夜。以5%BSA封閉液稀釋二抗（1：4000，中杉金僑公司），室溫孵育2 h。用ECL發(fā)光試劑在凝膠成像系統(tǒng)中使用Image Lab 4.1軟件

拍攝條帶照片。使用Gelpro軟件對(duì)目的蛋白進(jìn)行光

密度相對(duì)定量分析，以GAPDH為內(nèi)參。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

所有數(shù)據(jù)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。采用單因素方差（One-ANOVA）分析，方差齊性時(shí)用LSD方法，方差不齊性時(shí)用Tamhane’s方法。顯著性水平定為P＜0.05，非常顯著性水平定為P＜0.01。

3 結(jié)果

3.1 一次離心運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)相Miro1蛋白表達(dá)的變化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，一次離心運(yùn)動(dòng)組在干預(yù)后Miro1蛋白表達(dá)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，各時(shí)刻點(diǎn)與安靜對(duì)照組相比差異具有顯著性（P＜0.01），運(yùn)動(dòng)后即刻Miro1蛋白的表達(dá)即出現(xiàn)升高，在6h和12 h又出現(xiàn)下降，運(yùn)動(dòng)后24 h又出現(xiàn)升高，運(yùn)動(dòng)后72 h達(dá)到峰值。

表1 一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌M iro1蛋白表達(dá)變化

圖1 一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌M iro1蛋白表達(dá)變化

3.2 一次離心運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)相Miro2蛋白表達(dá)的變化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示一次離心運(yùn)動(dòng)組在干預(yù)后Miro2蛋白的表達(dá)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，與安靜組相比，各時(shí)間點(diǎn)差異均具有顯著性（P＜0.01）。運(yùn)動(dòng)后即刻Miro2蛋白的表達(dá)升高，在24 h出現(xiàn)峰值。

圖2 一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌M iro2蛋白表達(dá)變化

3.3 一次離心運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)相KIF5B蛋白表達(dá)的變化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示一次離心運(yùn)動(dòng)組干預(yù)后各組KIF5B蛋白的表達(dá)變化有下降趨勢(shì)，但各組間無(wú)顯著性差異。

圖3 一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌K IF5B蛋白表達(dá)變化

3.4 一次離心運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)相VDAC1蛋白表達(dá)的變化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，一次離心運(yùn)動(dòng)組VDAC1蛋白的表達(dá)呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。6 h（P＜0.01）、12 h（P＜0.05）、24 h（P＜0.01）、72 h（P＜0.01）組VDAC1蛋白的表達(dá)與安靜對(duì)照組相比差異具有顯著性。

表2 一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌VDAC1、Dynlt1蛋白表達(dá)變化

圖4 一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌VDAC1蛋白表達(dá)變化

3.5 一次離心運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)相Dynlt1蛋白表達(dá)的變化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，一次離心運(yùn)動(dòng)組Dynlt1蛋白的表達(dá)也呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，12 h（P＜0.01）和48 h（P＜0.05）Dynlt1蛋白的表達(dá)與安靜對(duì)照組相比升高明顯，差異具有顯著性。

圖5 一次離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌Dynlt1蛋白表達(dá)變化

4 分析與討論

4.1 神經(jīng)組織線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)分子馬達(dá)的研究

極性細(xì)胞類(lèi)型中，線(xiàn)粒體移動(dòng)是維持細(xì)胞健康的基礎(chǔ)，且主要通過(guò)motor蛋白及adaptor蛋白的配合來(lái)完成［26］。一項(xiàng)對(duì)果蠅的研究發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)蛋白和動(dòng)力蛋白是果蠅運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突線(xiàn)粒體快速運(yùn)輸?shù)幕緞?dòng)力［27］。而馬達(dá)分子與線(xiàn)粒體相連依靠adaptor蛋白，常見(jiàn)的adaptor蛋白有Miro、Syntabulin和Milton［28］。驅(qū)動(dòng)蛋白kinesin和動(dòng)力蛋白dynein負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)貨物的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，包括線(xiàn)粒體的運(yùn)輸，而這個(gè)過(guò)程依賴(lài)細(xì)胞骨架微管。線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)調(diào)控機(jī)制研究尚處于探索研究階段，關(guān)于具體調(diào)控機(jī)制尚不明確，但有一點(diǎn)是肯定的，那就是一個(gè)復(fù)雜調(diào)控體系［29］。線(xiàn)粒體的長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)受到這兩類(lèi)馬達(dá)蛋白的調(diào)控，但有的研究也指出當(dāng)機(jī)體功能異常時(shí)，kinesin也會(huì)向相反的方向運(yùn)動(dòng)［30］。

姚斌彬以坐骨神經(jīng)夾持大鼠損傷模型模擬臨床中周?chē)窠?jīng)的壓迫損傷，通過(guò)推拿干預(yù)后，檢測(cè)了脊髓中Dynein、Kinesin的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)推拿能夠提高坐骨神經(jīng)損傷大鼠脊髓中馬達(dá)蛋白的表達(dá)。認(rèn)為馬達(dá)蛋白從動(dòng)力層面促進(jìn)了軸漿的運(yùn)輸，并從神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳遞層面改善了軸漿運(yùn)輸?shù)墓δ埽J(rèn)為是推拿治療周?chē)窠?jīng)損傷起效的機(jī)理之一［31］。分子馬達(dá)參與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，而推拿可以提高分子馬達(dá)的蛋白表達(dá)，保證損傷部位的能源物質(zhì)提供，可以促進(jìn)損傷的恢復(fù)。于曉偉報(bào)道8周有氧運(yùn)動(dòng)可以上調(diào)6月齡APP／PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠（阿爾茨海默病模型）皮層線(xiàn)粒體順向轉(zhuǎn)運(yùn)馬達(dá)蛋白Kinesin重鏈和輕鏈的表達(dá)，并改善線(xiàn)粒體順向軸漿轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，增加線(xiàn)粒體在突觸末梢的分布，進(jìn)而改善突觸結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)為Kinesin重鏈和輕鏈的表達(dá)上調(diào)，是有氧運(yùn)動(dòng)促進(jìn)APP／PS1轉(zhuǎn)基因小鼠行為學(xué)能力的機(jī)制之一［32］。

4.2 一次離心運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)蛋白的影響

目前運(yùn)動(dòng)對(duì)于線(xiàn)粒體移動(dòng)的相關(guān)蛋白的研究較少。Miro是GTPase家族成員，參與到線(xiàn)粒體移動(dòng)的調(diào)節(jié)。有研究認(rèn)為它也參與到了線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)變化。劉慧君報(bào)道了小鼠一次中等強(qiáng)度負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后30 min、60 min、90 min和120 min后骨骼肌線(xiàn)粒體的移動(dòng)相關(guān)基因Miro1表達(dá)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)30 min、60 min、90 min和120 min急性運(yùn)動(dòng)后，骨骼肌中Miro1 mRNA表達(dá)與安靜組相比顯著升高，急性運(yùn)動(dòng)中骨骼肌MirolmRNA表達(dá)較安靜時(shí)顯著增加，認(rèn)為這種變化可能有利于促進(jìn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的線(xiàn)粒體呼吸和ATP合成，并以此來(lái)應(yīng)對(duì)細(xì)胞對(duì)能量的高需求［33］。本研究發(fā)現(xiàn)一次離心運(yùn)動(dòng)骨骼肌中Miro蛋白表達(dá)增加，與前人的研究結(jié)果一致。

KIF5B是細(xì)胞內(nèi)參與線(xiàn)粒體移動(dòng)的重要馬達(dá)蛋白。一項(xiàng)6周耐力跑臺(tái)訓(xùn)練對(duì)脲鏈霉素致糖尿病大鼠脊髓和坐骨神經(jīng)KIF5B蛋白表達(dá)的研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病組的KIF5B蛋白表達(dá)升高，耐力運(yùn)動(dòng)可調(diào)節(jié)KIF5B的蛋白表達(dá)，并使它們接近正常水平。耐力運(yùn)動(dòng)也可以調(diào)節(jié)非糖尿病組的KIF5B的蛋白表達(dá)。研究認(rèn)為糖尿病可以使脊髓和坐骨神經(jīng)KIF5B蛋白表達(dá)升高，而耐力運(yùn)動(dòng)可以改善這種狀況，可能是運(yùn)動(dòng)使血糖降低的原因之一［34］。而本研究中一次離心運(yùn)動(dòng)對(duì)KIF5B的蛋白表達(dá)影響不明顯。

VDAC1是存在于線(xiàn)粒體外膜上的膜蛋白，當(dāng)前關(guān)于其的研究大部分集中在對(duì)疾病的研究，并且認(rèn)為其是啟動(dòng)線(xiàn)粒體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的重要原因之一［35］，也參與到了自噬的過(guò)程［36］。但是作為線(xiàn)粒體的離子通道，也可以促進(jìn)ATP釋放，參與細(xì)胞氧化還原反應(yīng)，對(duì)維持細(xì)胞的氧化還原平衡狀態(tài)有重要影響。心肌中VDAC1與Dynlt1關(guān)聯(lián)，且上調(diào)Dynlt1表達(dá)后可以穩(wěn)定缺氧狀態(tài)下的線(xiàn)粒體通透性。在神經(jīng)組織中，VDAC1與Dynlt1關(guān)聯(lián)是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的線(xiàn)粒體運(yùn)動(dòng)的主要調(diào)節(jié)方式之一。本研究發(fā)現(xiàn)一次離心運(yùn)動(dòng)干預(yù)后VDAC1蛋白的表達(dá)呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，且具有波動(dòng)性，在6 h、12 h、24 h、72 h時(shí)間點(diǎn)與安靜組有顯著性差異。單純運(yùn)動(dòng)組Dynlt1蛋白的表達(dá)也呈現(xiàn)明顯升高趨勢(shì)。VDAC1與Dynlt1均有上調(diào)，有利于運(yùn)動(dòng)后線(xiàn)粒體的重新分布，對(duì)于骨骼肌能量生成、轉(zhuǎn)運(yùn)起到良好的作用，是機(jī)體在運(yùn)動(dòng)后的一種有利于恢復(fù)的調(diào)節(jié)過(guò)程。

一次離心運(yùn)動(dòng)可以使Miro、VDAC1和Dynlt1蛋白表達(dá)升高。結(jié)果提示一次離心運(yùn)動(dòng)使骨骼肌內(nèi)線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)蛋白的表達(dá)增高，因而線(xiàn)粒體移動(dòng)的動(dòng)力源得以保證，同時(shí)可以使線(xiàn)粒體的移動(dòng)活躍，推測(cè)由于向膜下方向運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)粒體較多，進(jìn)而導(dǎo)致了肌膜下線(xiàn)粒體積聚。而這一過(guò)程是由線(xiàn)粒體移動(dòng)相關(guān)蛋白協(xié)助線(xiàn)粒體向膜下運(yùn)動(dòng)結(jié)果，推測(cè)膜下線(xiàn)粒體的積聚與這些蛋白的表達(dá)改變有密切關(guān)系。此外，運(yùn)動(dòng)使骨骼肌內(nèi)的能源物質(zhì)消耗增多，肌膜的活動(dòng)增強(qiáng)，線(xiàn)粒體需要移動(dòng)到肌膜下，有利于快速的獲取氧和能源物質(zhì)，滿(mǎn)足活動(dòng)時(shí)的能量需求，進(jìn)而出現(xiàn)肌膜下線(xiàn)粒體聚集，而線(xiàn)粒體的這種分布與Miro、VDAC1和Dynlt1蛋白表達(dá)升高有關(guān)聯(lián)。由于一次離心運(yùn)動(dòng)時(shí)可以導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)環(huán)境發(fā)生復(fù)雜的變化，蛋白之間的相互作用可能會(huì)受到影響，因此具體的調(diào)節(jié)機(jī)制有待于進(jìn)行深入的研究。

5 結(jié)論

一次離心運(yùn)動(dòng)不同時(shí)相骨骼肌Miro、VDAC1、Dynlt1蛋白表達(dá)出現(xiàn)上調(diào)，表明離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌線(xiàn)粒體移動(dòng)活躍，有利于運(yùn)動(dòng)后骨骼肌損傷的修復(fù)。

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責(zé)任編輯：郭長(zhǎng)壽

Effect of an Eccentric Exercise on M itochond rial M ovem ent Related Proteins in Skeletal M uscle of Rats

YU Ying1，YU Liang2，LIYunguang3，LI Junping2，ZHOU Yue2，WANG Hongkun1，WU Fengyu1，WANG Ruiyuan2
（1.Department of Sports Science and Health，Harbin Institute of P.E.，Heilongjiang 150008，Harbin，China；2.Kinesiology School，Beijing Sport University，Beijing 100084，China；3.Dept of P.E.，Heilongjiang University of Science and Technology，Harbin 150022，Heilongjiang，China）

Objective：M itochondriamovement related proteins are observed after an eccentric exercise.Methods：42 SD rats are random ly divided into quiet group（6 rats）and an eccentric exercise group（36 rats）after adaptation.Exercise group rats should run on the treadm ill，－16°，16m／m in，90m in.Experimental samp lings are taken after exercise immediately，6 hours，12 hours，24 hours，48 hours and 72 hours.Western blotting is used to detect M iro1，M iro2，KIF5B，VDAC1 and Dynlt1 protein expression.Results：Compared with the quiet group，the protein expressions of M iro1 and Miro2 are increased significantly and the change of KIF5B is not significant after an eccentric exercise.The protein expressions of VDAC1 are increased in exercise group after6 hours，12 hours，24 hours，48hours and 72 hours significantly and Dynlt1 are increased after 6 hours and 48 hours.Conclusion：The increase of M iro，VDAC1 and Dynlt1 protein expression after an eccentric exercise in skeletalmuscle showed thatmitochondriawere active after exercise，which was beneficial to the repairof skeletalmuscle damage after exercise.

eccentric exercise；rat；skeletalmuscle；mitochondriamovement

G804.2

A

1004－0560（2016）06－0059－06

2016-11-09；

2016-12-03

哈爾濱體育學(xué)院校級(jí)學(xué)術(shù)骨干課題（2016XJ007）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31471133）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助北京體育大學(xué)自主科研課題（2015ZD004，2015YB007，2016yb018，2016RB010，2016yb047）。

于 瀅（1979—），女，講師，博士，主要研究方向?yàn)楣趋兰p傷。

王瑞元（1956—），教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)楣趋兰p傷。E－mail：Wangry＠vip.sina.com。