目的:以丝氨酸蛋白酶Omi为切入点,探究大负荷运动诱导大鼠骨骼肌细胞凋亡的可能机制.方法:126只健康雄性SD大鼠随机分为安静对照组(C),离心运动组(E),单纯阻断组(U),二甲基亚砜(DMSO)组(D),运动阻断组(EU).除C组外,其余4组随机分为干预后0 h组、12 h组、24 h组、48 h组、72 h组,每组6只.E组与EU组大鼠在跑台上进行坡度为-16°,速度为16 m/min,90 min的一次性大负荷运动.U组、D组与EU组进行一次性药物干预,给予U组和EU组大鼠腹腔注射1.5μmoL/kg Omi特异性抑制剂Ucf-101,同样给予D组大鼠腹腔注射1.5μmoL/kg的0.5％DMSO,于实验后不同时间点分批取比目鱼肌,检测其Caspase-3,-8,-9,-12的活性以及Omi和X染色体连锁的凋亡抑制蛋白(XIAP)的表达.结果:与C组相比,E组骨骼肌线粒体形态结构发生典型的病理改变,骨骼肌线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放程度明显增加(P<0.01)或(P<0.05),同时骨骼肌Omi、XIAP蛋白表达均明显增加(P<0.01或P<0.05),Caspase-9,-3活性也均明显增加(P<0.01或P<0.05).与C组相比,U组和D组XIAP蛋白以及Caspase-9,-3活性均无显著差异.EU组XIAP蛋白以及Caspase-9,-3活性变化趋势均与E组基本一致,但XIAP蛋白变化幅度明显高于E组(P<0.01),Caspase-9,-3活性变化幅度明显低于E组(P<0.01).结论:大负荷运动可以诱导大鼠骨骼肌线粒体形态结构改变,使MPTP高通透性开放,Omi蛋白表达上调,进而通过其下游的XIAP-Caspase途径,启动依赖Caspase-9介导线粒体凋亡途径,最终导致肌细胞发生凋亡,而抑制Omi可降低运动诱导骨骼肌细胞的凋亡水平.
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