电脉冲刺激调节小鼠骨骼肌细胞Akt的机制研究

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1、分类号：R392学校代码：10062密级：学号：2013601033博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目：电脉冲刺激调节小鼠骨骼肌细胞Akt的机制研究TITLEThemolecularmechanismoftheregulationofAktbyelectricalpulseinmouseskeletalmusclecells一级学科：基础医学二级学科：免疫学论文作者：胡芳指导教师：牛文彦教授天津医科大学研究生院二〇一五年五月分类号：R392学校代码：10062密级：学号：201360103

2、3学位类别：科学学位☑专业学位学科门类：医学博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目：电脉冲刺激调节小鼠骨骼肌细胞Akt的机制研究TITLEThemolecularmechanismoftheregulationofAktbyelectricalpulseinmouseskeletalmusclecells一级学科：基础医学二级学科：免疫学论文作者：胡芳指导教师：牛文彦教授天津医科大学研究生院二〇一五年五月天津医科大学博士学位论文中文摘要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

3、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

4、。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

5、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GLU

6、T4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CompoundC抑制电刺激及AICAR增加PAK及Akt磷酸化的作用；I天津医科大学博士学位论文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-R

7、ac1信号通路介导电脉冲刺激激活C2C12-GLUT4HA骨骼肌细胞Akt的作用。关键词:电刺激骨骼肌AMP激活蛋白激酶Rac1蛋白激酶BII天津医科大学博士学位论文AbstractObjective：Skeletalmuscleisthebiggesttargettissueofinsulin,whichplaysanimportantroleinglucoseuptakeandinsulinsensitivityofthewholebody.Glucosetransporter4(GLUT4)isatransm

8、embraneprotein,mediatedglucoseuptakeinskeletalmusclecells.IncreaseofGLUT4translocationstimulatedbyexerciseisgoodforskeletalmuscletouptakeandutilizeglucoseandhasanimportantsignifica