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內容簡介

　　《不同能量狀態下運動誘導肌源性IL-6錶達的機製研究》目的：IL-6是一種多效的細胞因子，運動時IL-6主要來源於骨骼肌。本研究以體外培養的C2C12小鼠骨骼肌成肌細胞為模型，觀察糖剝奪（Glucosedeprivation，GD）對肌源性IL-6基因錶達和蛋白水平的影響，探討糖剝奪狀態下誘導肌源性IL-6錶達的信號調控機製。
　　方法：（1）培養C2C12細胞，誘導分化為成熟的肌管細胞。（2）以含葡萄糖4.5g／L（對照GC組）和不含葡萄糖（糖剝奪GD組）培養基處理細胞0、6、12、18、24小時，分彆采用Real-TimePCR和雙抗夾心ELISA方法測定細胞IL-6mRNA和培養基中IL-6蛋白水平。（3）GD狀態下，分彆加入ROS清除劑（NAC）、p38MAPK抑帶劑（SB203580）和NF-KB抑製劑（NF-KBActivationInhibitor）阻斷與IL-6錶達有關的信號通路，ELISA檢測24小時後IL-6蛋白水平。
　　結果：（1）GD組所有時間點IL-6mRNA錶達均高於GC組，其中在18和24小時差異具有顯著性（p＜0.05）。（2）GC及GD組IL-6蛋白水平均自0～24小時逐漸升高；自6小時起GD組所有時間點IL-6蛋白水平均高於GC組（p＜0.05）。（3）GC+NAC組較GC組、GD+NAC組較GD組IL-6蛋白水平均顯著降低（均p＜0.01）；糖剝奪與NAC之間存在交互作用（p＜0.01），NAC（ROS清除劑）可抑製GC和GD狀態下IL-6錶達。（4）GC+SB203580組較GC組、GD+SB203580組較GD組IL-6蛋白水平顯著降低（p＜.0I），糖剝奪與SB203580之間存在交互作用（p＜0.01），SB203580（p38MAPK抑製劑）可抑劑GC和GD狀態下IL-6錶達。（5）NF-KB抑製劑對IL-6蛋白水平無顯著性影響（p>0.05）。
　　結論：（1）體外培養C2C12小鼠骨骼肌成肌細胞誘導分化模型成功建立，可用於糖剝奪對IL-6錶達影響及其調控機製研究。（2）正常培養的C2C12細胞存在IL-6基因錶達和蛋白釋放現象，糖剝奪可增強IL-6基因錶達和蛋白釋放。（3）糖剝奪誘導的肌源性IL-6錶達是多條信號通路共同作用的結果，ROS和p38MAPK信號通路在糖剝奪誘導肌源性IL-6錶達的信號調控過程中起到主要作用。（4）NF-KB信號通路在糖剝奪誘導的肌源性IL-6錶達的信號調控過程中不起主要作用。

作者簡介

　　張雪琳，女，現任首都體育學院運動科學與健康學院生理生化教研室教師，碩士研究生導師，主要研究方嚮為“運動能量代謝與健康”。
　　1999年畢業於河北師範大學生命科學學院生物教育專業，理學學士；2002年畢業於河北師範大學體育學院運動人體科學專業，運動生理學方嚮，教育學碩士，導師何玉秀教授；2009年畢業於北京體育大學運動人體科學專業，運動生物化學方嚮，教育學博士，導師謝敏豪教授。
　　20l1年，入選北京市屬高等學校人纔強教深化計劃“中青年骨乾人纔培養計劃”項目；2015年入選北京市屬高等學校高層次人纔引進與培養計劃“青年拔尖人纔培育計劃”項目。
　　作為負責人主持的主要項目：國傢自然科學基金麵上項目：“17β-HSD11在有氧運動調控骨骼肌脂滴動態變化及改善胰島素抵抗中的作用”；國傢自然科學基金青年科學基金項目“脂滴與綫粒體相互作用在運動調節骨骼肌脂代謝中的作用機製”；北京市教育委員會科技計劃麵上項目“PLIN3在運動調控骨骼肌脂代謝及改善胰島素抵抗中的作用”等6項。在北京體育大學攻讀博士學位期間參與導師謝敏豪教授主持的國傢自然科學基金麵上項目“運動誘導肌源性白介素-6分泌及其調控能量代謝的機製與應用”和國傢科技攻關計劃“提高運動員體能的關鍵技術研究”。
　　在同外SCI期刊上發錶論文6篇；在同內核心期刊發錶論文10餘篇；20餘篇論文摘要分彆人選國際和國內學術會議；參與編寫《運動內分泌學》教材等。

內頁插圖

目錄

摘要
1 前言

2 文獻綜述
2．1 IL-6的生物學特性
2．1．1 IL-6的分子特徵
2．1．2 IL-6受體係統與信號轉導
2．1．3 IL-6的主要生物學功能
2．2 運動與肌源性IL-6
2．2．1 運動對機體IL-6水平的影響
2．2．2 運動時IL-6的主要來源——骨骼肌
2．3 肌源性IL-6在能量代謝調控中的生物學作用
2．3．1 肌源性IL-6促進脂代謝
2．3．2 肌源性IL-6促進肝髒葡萄糖輸齣
2．3．3 肌源性IL-6調節骨骼肌糖代謝
2．4 不同能量狀態下運動誘導肌源性IL-6錶達的信號調控機製
2．4．1 不同能量狀態對運動誘導肌源性IL-6錶達的影響
2．4．2 與不同能量狀態下運動誘導肌源性IL-6錶達有關的信號通路
2．5 成肌細胞在運動醫學研究中的應用
2．5．1 成肌細胞的生物學特性
2．5．2 成肌細胞在肌肉骨骼係統疾病基因治療中的應用
2．5．3 成肌細胞在骨骼肌基礎研究中的應用
2．6 選題依據及實驗總體設計
2．6．1 選題依據
2．6．2 實驗總體設計

3 研究方法
3．1 實驗材料與儀器
3．1．1 實驗材料
3．1．2 主要試劑與耗材
3．1．3 主要儀器
3．2 實驗方法
3．2．1 C2C12小鼠骨骼肌成肌細胞增殖及誘導分化培養
3．2．2 糖剝奪對c2c12細胞IL-6錶達水平影響的實驗方案
3．2．3 糖剝奪狀態下抑製相關信號轉導通路對IL-6錶達水平影響的實驗方案
3．2．4 Real-Time PCR測定C2C12細胞IL-6mRNA錶達水平
3．2．5 雙抗夾心ELISA法測定C2C12細胞培養基IL-6蛋白濃度
3．3 統計學處理

4 實驗結果
4．1 C2C12小鼠骨骼肌成肌細胞增殖及誘導分化培養
4．2 糖剝奪對C2C12細胞IL-6錶達水平的影響
4．2．1 糖剝奪對C2C12細胞IL-6mRNA錶達水平的影響
4．2．2 糖剝奪對C2C12細胞IL-6蛋白水平的影響
4．3 糖剝奪狀態下抑製相關信號通路對C2c12細胞IL-6錶達水平的影響
4．3．1 糖剝奪狀態下抑製R0S信號通路對C2C12細胞IL-6錶達水平的影響
4．3．2 糖剝奪狀態下抑製p38MAPK信號通路對C2c12細胞IL-6錶達水平的影響
4．3．3 糖剝奪狀態下抑製NF-KB信號通路對C2C12細胞IL-6錶達水平的影響
4．3．4 糖剝奪狀態下抑製不同信號通路對C2C12細胞IL-6錶達水平影響的比較

5 討論
5．1 C2C12小鼠骨骼肌成肌細胞誘導分化模型的建立
5．2 糖剝奪狀態下肌源性IL-6錶達及釋放的規律
5．3 糖剝奪狀態下調控肌源性IL-6錶達的信號轉導機製
5．3．1 糖剝奪狀態下ROS信號通路對肌源性IL-6錶達的影響
5．3．2 糖剝奪狀態下p38MAPK信號通路對肌源性IL-6錶達的影響
5．3．3 糖剝奪狀態下NF-KB信號通路對肌源性IL-6錶達的影響
5．3．4 糖剝奪狀態下調控肌源性IL-6錶達的信號轉導機製
5．4 小結

6 結論與展望
6．1 結論
6．2 展望

7 參考文獻
8 主要縮略詞錶
9 附錄
緻謝

前言/序言

　　白細胞介素6（Interleukin-6，IL-6）是一個包含白血病抑製因子、IL-11、縴毛嗜神經因子、製瘤素等細胞因子的傢族成員之一，這個傢族的相似結構是螺鏇狀蛋白質和共用的受體亞單位（跨膜糖蛋白130，gp130）。多種細胞均能産生IL-6，IL-6的受體分布也極其廣泛，沒有嚴格的靶細胞特異性。因此，IL-6具有廣泛的生物學功能。
　　1991年Northoff等人研究發現，運動可以引起循環血中IL-6水平升高。隨後陸續有研究錶明，循環血中IL-6水平受運動方式、強度和持續時間等多種因素的影響。雖然對於運動時IL-6的來源還存在著一定的爭議，但大部分研究者認為，運動時IL-6的大幅度增加主要來源於運動器官——骨骼肌。這一發現改變瞭人們對骨骼肌的傳統認識，即：骨骼肌不僅是一個單純的運動器官，它同時還具有內分泌功能。運動時骨骼肌産生的IL-6可以被看作是一種激素，釋放入血後隨血液循環運送到各靶器官而發揮生物學效應。2004年，丹麥哥本哈根大學肌肉研究中心Pedersen教授提議，將IL-6和其他一些由骨骼肌産生和釋放，並對骨骼肌本身及機體其他組織器官産生效應的細胞因子統稱為“肌因子”（myokines）。
　　最初，人們普遍認為運動中肌源性IL-6的增加與免疫反應關係密切，IL-6可以通過提高IL-lra和IL-10的水平起到介導抗炎癥反應的作用。隨後的研究發現，肌源性IL-6與機體能量代謝也有著密切的關係。肌源性IL-6作用於肝髒，可以促進肝髒葡萄糖輸齣；作用於脂肪組織，增強脂解；作用於骨骼肌，增加骨骼肌對血糖的攝取與利用，並促進肌細胞內的糖脂代謝。因此，肌源性IL-6很可能作為機體能量代謝的“預警信號”參與到能量代謝的調節過程中。
　　那麼，機體本身的能量狀態是否也可以直接或間接反饋調節肌源性IL-6的錶達釋放呢？糖是人體能量代謝最重要的物質，肌糖原、肝糖原以及血液中的葡萄糖在運動中起到非常重要的作用。有研究錶明，運動時肌糖原水平及碳水化閤物（糖）的攝人與肌源性IL-6的錶達關係密切。
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