关键词：
冬虫夏草
饥饿
运动训练
冷应激
心肌病
摘要：
目前医学研究人员面临的最迫切问题之一是肥胖人群数量的不断增加以及由肥胖引发的糖尿病和心血管综合征(Syndrome)群体的不断升高。高脂肪和高糖饮食,加上缺少运动的生活方式,是世界上肥胖增多的主要原因。肥胖导致的心血管疾病日益增多,非药物治疗代谢综合征法包括良好的饮食,合理的体重维持,规律的锻炼和科学的膳食补充剂。众所周知,运动训练可降低几种与年龄有关的疾病发病率,包括心血管疾病和Ⅱ型糖尿病。此外,运动训练是一种实用有效,非侵入性的干预措施,它对疾病的防治人类具有重要的作用。传统中药冬虫夏草具有对中枢神经系统有镇静、抗惊厥、降温等作用,有抗肿瘤,抗疲劳,对体液免疫功能有增强作用。此外,冬虫夏草可提高人类心脏耐缺氧能力,降低心脏对氧的消耗,抗心律失常,可以降低血液中的胆固醇和甘油三酯,提高对人体有利的高密度脂蛋白,减轻动脉粥样硬化,然而其中机制还不是很清楚。心脏收缩泵血功能正常与钙离子信号调控密切相关,其中CAMRA、Lamin C、PPTAC、CaMKⅡ和SERCA等钙离子相关蛋白对心脏功能具有保护作用。PI3K/Akt/mTOR信号通路可感受并结合不同的营养因素和环境因素,包括生长因子、能量水平、细胞应激以及氨基酸,在代谢、心脏生长、血管生成和心脏肥大中具有重大作用,成为糖尿病、心血管疾病中的重要参与因素。尽管运动是作为对抗几种重要的与年龄有关疾病的重要工具,但以短寿命遗传模型物种的耐力训练方案对人类健康的广泛性纵向基础研究尚处在缺乏的状态。由于果蝇具有生活史短,维护费用低等特点,而作为多种遗传工具的模式动物用于深入研究遗传机制具有很大的实用性。随着一种新型装置"动力塔"的出现,它可以对果蝇进行大规模运动训练,该机器可用于同时训练大量年龄匹配和基因相同的果蝇。本课题是通过葡萄糖和脂肪饮食、运动训练和冬虫夏草联合施用探究其对心脏功能和心脏代谢的影响,主要优点之一是通过不同的脂肪性饮食来实现诱导肥胖,以期对人类相关疾病提供建设性意见和建议。利用运动、冬虫夏草治疗和诱导性肥胖,探讨CAMRA、LaminC、PPTAC、CaMKⅡ和SERCA等蛋白对心脏功能的调节作用。本实验旨在解决一些重要的问题,包括.:上述突变对果蝇心脏功能的影响;运动和冬虫夏草对突变型和野生型果蝇心脏功能的影响;饮食诱导的肥胖如何影响不同品系果蝇的心脏功能以及所研究基因的表达模式,包括作为心脏功能障碍的潜在的生物标志物的PPTAC和Lamin A/C。实验主要方案:所有果蝇正常培养在25℃,50%湿度,12h昼夜交替条件下。运动方案:利用自制的果蝇运动仪器,简单来说就是果蝇在培养管里,在仪器外力冲击下跌到管底后,会自动沿着管壁向上爬,再次振动又会跌到管底,接着会向上爬,周而复始进行,果蝇一直向上攀爬运动。第一周每天运动2h,第二周每天运动2.5h,第三周每天运动3h,第四周和第五周不运动。每次运动前进行攀爬拍照并计算攀爬指数来反映其运动能力。冬虫夏草饲喂方法:将冬虫夏草加入到果蝇培养基中,使其浓度为0,1.5,6,10mg/ml,每天统计果蝇死亡数。高糖高脂饲喂方法:在标准培养基中加入葡萄糖和椰油,使其浓度都为30%。冷应激方法:将果蝇放置在冰盐水浴中1h-2h,然后置于室温恢复,24h统计其死亡数目。实验结果:一、冬虫夏草和每天中等强度的运动锻炼能够提高果蝇寿命和运动能力,上调Lamin C,CaMKⅡ,PPTAC和SERCA基因的表达水平改善心脏功能。在野生型果蝇实验中,与对照组相比,饲喂冬虫夏草浓度为6mg/ml时显著延长了雄性和雌性果蝇寿命,其存活时间和攀援活动显著增加。在10mg/ml浓度时,与对照组没有明显差异。同时我们也观察到冬虫夏草饲喂对不能提高果蝇的交配和繁重能力。在突变品系Akt1[EY10012],Itp-r83A[05616],CaMKⅠ[eY0719]果蝇中实验获得相同结果。在规律持续运动实验中,每天运动3h,持续五周能显著增加果蝇的寿命和攀爬能力。在野生型果蝇中,6mg/ml虫草处理的幼虫表现出爬行能力明显增加。表明冬虫夏草对幼虫和成年果蝇都具有保护作用此外,进行6mg/ml的虫草饲喂并结合运动锻炼进一步降低了果蝇死亡率。为了确定运动和冬虫夏草对心脏功能作用的分子基础,我们测定了 CAMRA,LaminC,CaMKⅡ,PPTAC和SERCA基因的mRNA表达水平。与野生型相比,突变品系Akt1[EY10012],Itp-r83A[05616],CaMKⅠ[EY07197]中所有上述基因的mRNA表达水平下调。然而,经过运动锻炼以后,在野生型和突变体中,与不运动对照组相比,锻炼使得 CAMRA,Lamin C,CaMKⅡ,PPTAC 和 SERCA 的 mRNA 表达水平显著上调。同样,经过6mg/ml浓度冬虫夏草处理后,果蝇上述基因
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