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研究目的:腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是一种调控能量稳态的重要蛋白激酶。在长时间运动、中暑、缺氧、缺血等能量缺乏情况下,AMP/ATP比值的升高会使AMPK活化,进一步激活下游信号分子,从而调节体内供能物质的代谢。同时,AMPK与沉默信息调节因子2相关蛋白1(silentmating-type information regulation 2 homolog 1,Sirt1)之间可相互调节,具有保护心肌缺氧、抑制心肌肥厚等作用。过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator-activatedreceptorγcoactivator-1α,PGC-1α)主要在能量需求高且线粒体丰富的组织中表达,如:骨骼肌、心肌、肝脏、肾脏等。PGC-1α广泛参与线粒体生物合成、糖异生等代谢途径,是AMPK的下游蛋白。乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl CoA carboxylase,ACC)是AMPK的下游蛋白,参与体内脂肪酸的代谢。当能量消耗增加时,AMPK的活化可使ACC磷酸化,其磷酸化水平提高可以抑制脂肪的合成,促进脂肪的分解,以维持能量需求。因此,本研究拟以APMKα2基因敲除小鼠和野生对照小鼠为研究对象,观察7周耐力训练对小鼠心肌组织中AMPK相关蛋白SIRT1、PGC-1和ACC表达水平的影响。研究方法:本研究的研究对象为AMPKα2基因敲除小鼠和C57BL/6小鼠,均为8周龄雄性,随机分为野生型对照组(WT+Ctr,n=6)、野生型运动组(WT+EX,n=12)、AMPKα2 KO对照组(KO+Ctr,n=6)和AMPKα2 KO运动组(KO+EX,n=12)。对运动组小鼠进行预适应训练,训练小鼠适应在跑台上跑步,跑台速度为8m/min,运动时间为30分钟,训练3天。从第一周开始进行正式耐力训练,运动时间每天增加10分钟直到90分钟,跑台速度每天增加2m/min直到20m/min。从第二周至第七周,每天进行运动时间为90分钟,跑台速度为20m/min的跑台运动。对照组小鼠常规喂养,无运动干预。7周跑台运动训练结束后取小鼠心肌组织进行蛋白免疫印迹实验,测定小鼠心肌组织中AMPK蛋白和AMPK相关蛋白SIRT1、PGC-1和ACC的表达。实验数据以Mean±SD表示,用SPSS 20.0进行分析,多组数据间差异采用单因素方差分析,P<0.05认为具有统计学意义。研究结果:7周耐力训练后,测定了小鼠心肌组织中AMPK蛋白和AMPK相关蛋白SIRT1、PGC-1和ACC的表达。WT+EX组小鼠心肌组织中AMPKα2蛋白的表达水平和WT+Ctr组小鼠相比有显著性提高(P<0.05),KO+EX组小鼠和KO+Ctr组小鼠均未检出心肌组织中AMPKα2蛋白的表达。这是AMPKα2基因敲除导致小鼠心肌组织中AMPKα2蛋白不再表达的结果。WT+EX组小鼠心肌组织中AMPKα的磷酸化水平和WT+Ctr组小鼠相比有显著性提高(P<0.05),但KO+EX组小鼠心肌组织中AMPKα的磷酸化水平和KO+Ctr组小鼠相比没有显著性差异(P>0.05)。此外,KO+EX组小鼠心肌组织中AMPKα的磷酸化水平显著性低于WT+EX组小鼠(P<0.05)。这表明7周耐力训练会提高小鼠心肌组织中AMPKα2蛋白的表达水平和AMPKα的磷酸化水平。WT+EX组小鼠心肌组织中SIRT1蛋白与PGC-1α蛋白的表达水平和WT+Ctr组小鼠相比有显著性提高(P<0.05),但KO+EX组小鼠心肌组织中SIRT1蛋白与PGC-1α蛋白的表达水平和KO+Ctr组小鼠相比没有显著性差异(P>0.05)。此外,KO+EX组小鼠心肌组织中SIRT1蛋白与PGC-1α蛋白的表达水平显著性低于WT+EX组小鼠(P<0.05)。这表明7周耐力训练会提高小鼠心肌组织中SIRT1蛋白与PGC-1α蛋白的表达水平,这可能是通过运动激活心肌组织中AMPKα蛋白而实现的。WT+EX组小鼠心肌组织中ACC的磷酸化水平较WT+Ctr组小鼠相比升高,但四组小鼠心肌组织中ACC的磷酸化水平并无显著性差异(P>0.05)。研究结论:7周耐力训练可提高小鼠心肌组织中AMPKα2蛋白的表达水平和AMPKα的磷酸化水平,从而提高小鼠心肌组织中AMPK下游蛋白SIRT1与PGC-1α的表达水平;7周耐力训练对小鼠心肌组织中ACC磷酸化水平的提高有待进一步验证。