GCN2基因缺乏对小鼠急性运动应激反应的影响
心源性运动猝死多年来一直是运动医学领域最为严重的实际问题之一,深入研究心源性运动猝死的发病机制以及有关的信号通路调节对更好的预防心源性猝死的发生具有重要的科学意义.GCN2(general control non-derepressible2)是真核起始因子2(Eukaryotic Initiation Factor2,eIF2)的激酶之一,是调节蛋白质合成翻译过程的重要因子.当GCN2的激酶结构域被活化时,可使eIF2α亚基51位的丝氨酸磷酸化,引起蛋白质翻译受阻,从而抑制整体蛋白质生物合成.国内外有关研究表明，应激状态下，GCN2可调节供应细胞合成代谢所需的物质和能量，对保障细胞正常功能的维持具有重要的作用。前期的调查研究显示，在中国病理性心肌肥厚是心源性运动猝死的发生的最常见原因之一。进一步进行动物实验研究发现，在病理性应激下，GCN2基因缺乏小鼠可有效保护心室过度压力负荷引起的病理性心肌肥厚和心脏功能衰竭，提示GCN2可能在心源性运动猝死的发生机制中具有重要作用。但目前尚未见有关运动应激对GCN2及其相关信号通路的影响的研究报道。 研究目的：本研究拟以GCN2基因敲除小鼠为研究对象，观察急性运动应激对GCN2基因敲除小鼠和野生对照小鼠的影响，为进一步研究探索GCN2在心源性运动猝死发生机制中的重要作用提供理论依据与支持。 研究方法：对SPF级GCN2基因缺乏小鼠（体重30.3±0.99克）和相应的野生型对照小鼠（体重29.0±0.92克）随机分组后进行急性运动。运动方案采用一次递增负荷力竭运动。小鼠在完成一周内三次20分钟预适应训练后开始急性运动应激实验。实验采用小鼠上坡跑台运动，跑台坡度为10°。3分钟5m/s速度热身后，从10m/s起以5m/5s的速度递增到40m/s为止，直到小鼠力竭为止，记录每只小鼠力竭时间和力竭时所跑距离。实验结束后分别取小鼠血液、心肌和骨骼肌组织进行测量分析。 研究结果：研究结果显示，GCN2基因缺乏小鼠运动至力竭的时间与距离与野生型对照小鼠无显著性差异（GCN2基因缺乏组力竭时间为74±27min，力竭距离为1678±617m；野生型对照组小鼠力竭时间为92±12min，力竭距离为2096±323m，p>0.05）。左心室重量（0.1058±0.005g vs0.0922±0.006g，p>0.05）、右心室重量（0.0231±0.003g vs0.0215±0.003g，p>0.05）均无显著性差异。运动后5分钟血乳酸浓度（2.42±0.94mmol/L vs1.76±4.33mmol/L，p>0.05）无显著性差异。 研究结论：生理条件下，GCN2基因缺乏对小鼠运动能力的影响并不显著；GCN2基因缺乏对小鼠运动后血乳酸的应答无显著性影响；急性运动应激时，GCN2基因缺乏对左右心室重量等宏观指标未见显著影响，其他有关心肌显微结构和相关关蛋白表达的影响尚需进一步研究分析。前期有关运动猝死调查的研究提示，心源性运动猝死的发生多是由于存在病理性的隐患。因此，在初步了解生理条件下GCN2基因缺乏对运动应激的影响基础上，进一步研究病理状态下GCN2基因缺乏对运动应激的影响，对更好地理解GCN2在心源性运动猝死的发生机制中的作用具有重要的意义。
心源性运动猝死 发病机制 GCN2基因 运动应激
徐昕 延领 朱明泽
上海体育学院 200438
国内会议
杭州
中文
3746-3747
2015-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）