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内容简介

　　《不同能量状态下运动诱导肌源性IL-6表达的机制研究》目的：IL-6是一种多效的细胞因子，运动时IL-6主要来源于骨骼肌。本研究以体外培养的C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞为模型，观察糖剥夺（Glucosedeprivation，GD）对肌源性IL-6基因表达和蛋白水平的影响，探讨糖剥夺状态下诱导肌源性IL-6表达的信号调控机制。
　　方法：（1）培养C2C12细胞，诱导分化为成熟的肌管细胞。（2）以含葡萄糖4.5g／L（对照GC组）和不含葡萄糖（糖剥夺GD组）培养基处理细胞0、6、12、18、24小时，分别采用Real-TimePCR和双抗夹心ELISA方法测定细胞IL-6mRNA和培养基中IL-6蛋白水平。（3）GD状态下，分别加入ROS清除剂（NAC）、p38MAPK抑带剂（SB203580）和NF-KB抑制剂（NF-KBActivationInhibitor）阻断与IL-6表达有关的信号通路，ELISA检测24小时后IL-6蛋白水平。
　　结果：（1）GD组所有时间点IL-6mRNA表达均高于GC组，其中在18和24小时差异具有显著性（p＜0.05）。（2）GC及GD组IL-6蛋白水平均自0～24小时逐渐升高；自6小时起GD组所有时间点IL-6蛋白水平均高于GC组（p＜0.05）。（3）GC+NAC组较GC组、GD+NAC组较GD组IL-6蛋白水平均显著降低（均p＜0.01）；糖剥夺与NAC之间存在交互作用（p＜0.01），NAC（ROS清除剂）可抑制GC和GD状态下IL-6表达。（4）GC+SB203580组较GC组、GD+SB203580组较GD组IL-6蛋白水平显著降低（p＜.0I），糖剥夺与SB203580之间存在交互作用（p＜0.01），SB203580（p38MAPK抑制剂）可抑剂GC和GD状态下IL-6表达。（5）NF-KB抑制剂对IL-6蛋白水平无显著性影响（p>0.05）。
　　结论：（1）体外培养C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞诱导分化模型成功建立，可用于糖剥夺对IL-6表达影响及其调控机制研究。（2）正常培养的C2C12细胞存在IL-6基因表达和蛋白释放现象，糖剥夺可增强IL-6基因表达和蛋白释放。（3）糖剥夺诱导的肌源性IL-6表达是多条信号通路共同作用的结果，ROS和p38MAPK信号通路在糖剥夺诱导肌源性IL-6表达的信号调控过程中起到主要作用。（4）NF-KB信号通路在糖剥夺诱导的肌源性IL-6表达的信号调控过程中不起主要作用。

作者简介

　　张雪琳，女，现任首都体育学院运动科学与健康学院生理生化教研室教师，硕士研究生导师，主要研究方向为“运动能量代谢与健康”。
　　1999年毕业于河北师范大学生命科学学院生物教育专业，理学学士；2002年毕业于河北师范大学体育学院运动人体科学专业，运动生理学方向，教育学硕士，导师何玉秀教授；2009年毕业于北京体育大学运动人体科学专业，运动生物化学方向，教育学博士，导师谢敏豪教授。
　　20l1年，入选北京市属高等学校人才强教深化计划“中青年骨干人才培养计划”项目；2015年入选北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划“青年拔尖人才培育计划”项目。
　　作为负责人主持的主要项目：国家自然科学基金面上项目：“17β-HSD11在有氧运动调控骨骼肌脂滴动态变化及改善胰岛素抵抗中的作用”；国家自然科学基金青年科学基金项目“脂滴与线粒体相互作用在运动调节骨骼肌脂代谢中的作用机制”；北京市教育委员会科技计划面上项目“PLIN3在运动调控骨骼肌脂代谢及改善胰岛素抵抗中的作用”等6项。在北京体育大学攻读博士学位期间参与导师谢敏豪教授主持的国家自然科学基金面上项目“运动诱导肌源性白介素-6分泌及其调控能量代谢的机制与应用”和国家科技攻关计划“提高运动员体能的关键技术研究”。
　　在同外SCI期刊上发表论文6篇；在同内核心期刊发表论文10余篇；20余篇论文摘要分别人选国际和国内学术会议；参与编写《运动内分泌学》教材等。

内页插图

目录

摘要
1 前言

2 文献综述
2．1 IL-6的生物学特性
2．1．1 IL-6的分子特征
2．1．2 IL-6受体系统与信号转导
2．1．3 IL-6的主要生物学功能
2．2 运动与肌源性IL-6
2．2．1 运动对机体IL-6水平的影响
2．2．2 运动时IL-6的主要来源——骨骼肌
2．3 肌源性IL-6在能量代谢调控中的生物学作用
2．3．1 肌源性IL-6促进脂代谢
2．3．2 肌源性IL-6促进肝脏葡萄糖输出
2．3．3 肌源性IL-6调节骨骼肌糖代谢
2．4 不同能量状态下运动诱导肌源性IL-6表达的信号调控机制
2．4．1 不同能量状态对运动诱导肌源性IL-6表达的影响
2．4．2 与不同能量状态下运动诱导肌源性IL-6表达有关的信号通路
2．5 成肌细胞在运动医学研究中的应用
2．5．1 成肌细胞的生物学特性
2．5．2 成肌细胞在肌肉骨骼系统疾病基因治疗中的应用
2．5．3 成肌细胞在骨骼肌基础研究中的应用
2．6 选题依据及实验总体设计
2．6．1 选题依据
2．6．2 实验总体设计

3 研究方法
3．1 实验材料与仪器
3．1．1 实验材料
3．1．2 主要试剂与耗材
3．1．3 主要仪器
3．2 实验方法
3．2．1 C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞增殖及诱导分化培养
3．2．2 糖剥夺对c2c12细胞IL-6表达水平影响的实验方案
3．2．3 糖剥夺状态下抑制相关信号转导通路对IL-6表达水平影响的实验方案
3．2．4 Real-Time PCR测定C2C12细胞IL-6mRNA表达水平
3．2．5 双抗夹心ELISA法测定C2C12细胞培养基IL-6蛋白浓度
3．3 统计学处理

4 实验结果
4．1 C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞增殖及诱导分化培养
4．2 糖剥夺对C2C12细胞IL-6表达水平的影响
4．2．1 糖剥夺对C2C12细胞IL-6mRNA表达水平的影响
4．2．2 糖剥夺对C2C12细胞IL-6蛋白水平的影响
4．3 糖剥夺状态下抑制相关信号通路对C2c12细胞IL-6表达水平的影响
4．3．1 糖剥夺状态下抑制R0S信号通路对C2C12细胞IL-6表达水平的影响
4．3．2 糖剥夺状态下抑制p38MAPK信号通路对C2c12细胞IL-6表达水平的影响
4．3．3 糖剥夺状态下抑制NF-KB信号通路对C2C12细胞IL-6表达水平的影响
4．3．4 糖剥夺状态下抑制不同信号通路对C2C12细胞IL-6表达水平影响的比较

5 讨论
5．1 C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞诱导分化模型的建立
5．2 糖剥夺状态下肌源性IL-6表达及释放的规律
5．3 糖剥夺状态下调控肌源性IL-6表达的信号转导机制
5．3．1 糖剥夺状态下ROS信号通路对肌源性IL-6表达的影响
5．3．2 糖剥夺状态下p38MAPK信号通路对肌源性IL-6表达的影响
5．3．3 糖剥夺状态下NF-KB信号通路对肌源性IL-6表达的影响
5．3．4 糖剥夺状态下调控肌源性IL-6表达的信号转导机制
5．4 小结

6 结论与展望
6．1 结论
6．2 展望

7 参考文献
8 主要缩略词表
9 附录
致谢

前言/序言

　　白细胞介素6（Interleukin-6，IL-6）是一个包含白血病抑制因子、IL-11、纤毛嗜神经因子、制瘤素等细胞因子的家族成员之一，这个家族的相似结构是螺旋状蛋白质和共用的受体亚单位（跨膜糖蛋白130，gp130）。多种细胞均能产生IL-6，IL-6的受体分布也极其广泛，没有严格的靶细胞特异性。因此，IL-6具有广泛的生物学功能。
　　1991年Northoff等人研究发现，运动可以引起循环血中IL-6水平升高。随后陆续有研究表明，循环血中IL-6水平受运动方式、强度和持续时间等多种因素的影响。虽然对于运动时IL-6的来源还存在着一定的争议，但大部分研究者认为，运动时IL-6的大幅度增加主要来源于运动器官——骨骼肌。这一发现改变了人们对骨骼肌的传统认识，即：骨骼肌不仅是一个单纯的运动器官，它同时还具有内分泌功能。运动时骨骼肌产生的IL-6可以被看作是一种激素，释放入血后随血液循环运送到各靶器官而发挥生物学效应。2004年，丹麦哥本哈根大学肌肉研究中心Pedersen教授提议，将IL-6和其他一些由骨骼肌产生和释放，并对骨骼肌本身及机体其他组织器官产生效应的细胞因子统称为“肌因子”（myokines）。
　　最初，人们普遍认为运动中肌源性IL-6的增加与免疫反应关系密切，IL-6可以通过提高IL-lra和IL-10的水平起到介导抗炎症反应的作用。随后的研究发现，肌源性IL-6与机体能量代谢也有着密切的关系。肌源性IL-6作用于肝脏，可以促进肝脏葡萄糖输出；作用于脂肪组织，增强脂解；作用于骨骼肌，增加骨骼肌对血糖的摄取与利用，并促进肌细胞内的糖脂代谢。因此，肌源性IL-6很可能作为机体能量代谢的“预警信号”参与到能量代谢的调节过程中。
　　那么，机体本身的能量状态是否也可以直接或间接反馈调节肌源性IL-6的表达释放呢？糖是人体能量代谢最重要的物质，肌糖原、肝糖原以及血液中的葡萄糖在运动中起到非常重要的作用。有研究表明，运动时肌糖原水平及碳水化合物（糖）的摄人与肌源性IL-6的表达关系密切。
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