• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      乳酸不依賴于丙酮酸參與調(diào)節(jié)C2C12細(xì)胞線粒體功能維持的研究

      2017-06-05 08:02:30孫景權(quán)葉建平謝敏豪
      關(guān)鍵詞:肌管丙酮酸硫辛酸

      孫景權(quán),葉建平,謝敏豪

      缺氧情況下,細(xì)胞通過糖酵解途徑產(chǎn)生乳酸,在大多數(shù)情況下乳酸以乳酸鹽(如乳酸鈉)形式存在于機(jī)體中。糖經(jīng)過糖酵解產(chǎn)生丙酮酸,然后丙酮酸在乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase,LDH)的作用下產(chǎn)生乳酸。安靜狀態(tài)下血漿中乳酸濃度是0.5~2 mmol/L,骨骼肌和紅細(xì)胞被認(rèn)為是產(chǎn)生乳酸的主要位點(diǎn)。盡管骨骼肌在安靜狀態(tài)下不停地生成和利用乳酸,但是劇烈運(yùn)動(dòng)引起乳酸生成量增加,能夠達(dá)到10~20 mmol/L[1-4]。人體一次高強(qiáng)度無氧運(yùn)動(dòng)后骨骼肌中乳酸濃度甚至達(dá)到40 mmol/L[5]。另外,脂肪組織也是乳酸的重要來源[6-7]。當(dāng)葡萄糖含量豐富的情況下,在胰島素作用下脂肪組織能夠?qū)?0%以上的糖轉(zhuǎn)化成乳酸[8-9]。

      乳酸通過其質(zhì)子串聯(lián)(Proton-linked)的單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(Monocarboxylate Transporters,MCTs)進(jìn)出細(xì)胞[10]。傳統(tǒng)生物化學(xué)理論認(rèn)為,乳酸是缺氧條件下葡萄糖的一個(gè)中間代謝產(chǎn)物,在氧氣充足情況下,乳酸進(jìn)入細(xì)胞后,主要在LDH作用下轉(zhuǎn)化為丙酮酸,丙酮酸在丙酮酸脫氫酶(Pyruvate Dehydrogenase,PDH)作用下生成乙酰輔酶A,進(jìn)而進(jìn)入糖異生途徑生成葡萄糖或是三酸羧循環(huán)途徑生成ATP[11]。這條途徑稱之為乳酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸途徑。但是近年來研究發(fā)現(xiàn),乳酸是機(jī)體一個(gè)重要信號(hào)物質(zhì),乳酸在細(xì)胞中發(fā)揮信號(hào)分子作用。研究發(fā)現(xiàn):乳酸能夠結(jié)合其受體G蛋白偶聯(lián)受體81(G Protein-Coupled Receptors 81,GPR81)發(fā)揮自分泌和旁分泌作用,從而抑制小鼠及大鼠脂肪組織和脂肪細(xì)胞的脂解作用[12]。因此目前學(xué)者們認(rèn)為,代謝物乳酸可能直接作為信號(hào)分子物質(zhì)影響細(xì)胞功能。

      線粒體功能的維持需要線粒體各種酶的作用,而這些功能酶會(huì)受到許多小分子物質(zhì)調(diào)節(jié)。α-硫辛酸是一種重要的小分子物質(zhì),它的作用是脂化修飾某些蛋白。脂化修飾是線粒體存在的一種蛋白轉(zhuǎn)錄后修飾,這種修飾作用是PDH和其他酶類(如α-酮戊二酸脫氫酶)功能維持所必需的。在線粒體中,α-硫辛酸是通過脂肪酸合成酶II系統(tǒng)(FattyAcid Synthase II system,F(xiàn)AS II)由乙酰輔酶A合成,這也是線粒體具有合成內(nèi)源性脂肪酸功能的體現(xiàn)[13]。丙二酸單酰輔酶A酰基載體蛋白?;D(zhuǎn)移酶(malonyl CoA-acyl carrier protein(ACP)transacylase,MCAT)是FASII復(fù)合物中一個(gè)主要組成成分,它是維持線粒體功能所必需的[14-15]。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠增加線粒體功能,但是MCAT在其中所起的作用還未知。

      乳酸作為運(yùn)動(dòng)性代謝產(chǎn)物,其是否影響骨骼肌細(xì)胞線粒體功能目前鮮見報(bào)道。本研究采用C2C12肌管細(xì)胞模擬骨骼肌細(xì)胞,假設(shè)乳酸參與調(diào)節(jié)C2C12肌管細(xì)胞中線粒體功能的維持,即乳酸調(diào)節(jié)MCAT蛋白表達(dá)量。另外,常規(guī)認(rèn)為乳酸通過轉(zhuǎn)化為丙酮酸發(fā)揮作用,那么乳酸發(fā)揮調(diào)節(jié)C2C12肌管細(xì)胞中線粒體功能作用是否依賴于丙酮酸途徑目前尚未見報(bào)道。本研究通過采用乳酸和丙酮酸等化學(xué)藥物處理C2C12肌管細(xì)胞后,觀察細(xì)胞內(nèi)MCAT蛋白含量及PDH脂化狀態(tài)的變化情況,進(jìn)而研究乳酸是否參與調(diào)節(jié)C2C12肌管細(xì)胞線粒體功能維持以及這一作用是否依賴于丙酮酸途徑,為深入開展運(yùn)動(dòng)鍛煉增加骨骼肌線粒體功能的機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。

      1 研究對(duì)象和方法

      1.1 細(xì)胞培養(yǎng)

      小鼠成肌細(xì)胞細(xì)胞株C2C12(CRL-1772)購買于美國菌種保藏中心(American Type Culture Collection)(馬納薩斯,維吉尼亞州)。首先將細(xì)胞接種于100 mm培養(yǎng)皿中,每皿加10 mL培養(yǎng)基(高糖DMEM,10%胎牛血清/FBS,1%慶大霉素),在37°C、5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),定期檢查是否出現(xiàn)支原體污染現(xiàn)象。當(dāng)培養(yǎng)皿中細(xì)胞匯合約80%時(shí),加入1 mL的0.25%胰酶37℃消化細(xì)胞,加新培養(yǎng)基吹懸細(xì)胞并調(diào)整細(xì)胞濃度至5×104/mL,鋪入6孔板。當(dāng)6孔板中細(xì)胞融合到90%~95%時(shí),將C2C12細(xì)胞培養(yǎng)基更換為分化培養(yǎng)基(高糖DMEM,2%馬血清,1%慶大霉素)。當(dāng)用乳酸或是丙酮酸等化學(xué)藥物處理細(xì)胞時(shí),培養(yǎng)基換成含0.25%牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)的高糖DMEM(GIBCO 11960)過夜,與次日進(jìn)行藥物處理。

      1.2 細(xì)胞處理

      C2C12細(xì)胞分化5天后,肌管細(xì)胞使用血清-饑餓培養(yǎng)基(高糖DMEM,不含丙酮酸,0.25%BSA,GIBCO,貨號(hào):11960)過夜。次日,使用乳酸鈉(Sigma L7022)、丙酮酸鈉(Sigma-Aldrich P2256)進(jìn)行處理。乳酸鈉和丙酮酸鈉溶解在H2O中待用,4℃保存,儲(chǔ)存濃度為1 mol/L。

      1.3 蛋白質(zhì)提取及濃度測(cè)定

      用細(xì)胞裂解液(50 mmol/L KCl,1%NP-40,25 mmol/L HEPES pH7.8,10 μg/mL leupeptin,20 μg/mL aprotinin,125 μmol/L DTT,1 mmol/L PMSF,1 mmol/L Na3VO4)裂解細(xì)胞,收集在1.5 mL離心管裂解液中。用超聲儀對(duì)細(xì)胞裂解液進(jìn)行超聲,此操作在冰上完成。4°C、12 000 g離心15 min。將上清液作為細(xì)胞蛋白提取液分裝至預(yù)冷離心管中。總蛋白濃度測(cè)定采用Thermo Scientific公司的BCA蛋白定量分析試劑盒(Life technologies,Eugene,Oregon,Prod#23225),采用BSA作為標(biāo)準(zhǔn)液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,測(cè)試方法依照說明書進(jìn)行。

      1.4 Western blot檢測(cè)蛋白表達(dá)量

      按照實(shí)驗(yàn)室以前方案進(jìn)行[16],每樣品孔加50~100μg細(xì)胞總蛋白量。簡單概括如下,按照樣品:4×樣品緩沖液=50μL:15μL比例混合在一起,100℃煮沸5 min,冰上放置5 min,800 g離心2 min,用移液槍抽取適量樣品加入自制8%SDS-PAGE膠(見表1)的樣品槽內(nèi),電壓50~100 V;轉(zhuǎn)膜,電壓為50 V,時(shí)間2 h;轉(zhuǎn)膜后1×PBS沖洗1次,共10 min;5%脫脂牛奶緩沖液封閉1 h;用1×PBS沖洗3次,每次10 min;然后加一抗4℃過夜;次日取出,1×PBS沖洗3次,每次10 min;鼠或是兔抗二抗孵育1 h;1×PBS沖洗3~5次,每次10 min;加底物顯影液后進(jìn)行曝光。蛋白名稱及試劑提供公司如下:主要抗脂化的抗體lipoylation(437695)購買于Calbiochem?(Darmstadt,Germany);抗體 PDHE2(ab66511)購買于Abcam(Cambridge,MA,USA);β-actin(C4,sc-47778),抗體MCAT(H-146,sc-366137)購買于Santa Cruz Biotechnology(Dallas,TX)。β-actin作為內(nèi)參蛋白。用化學(xué)發(fā)光方法將蛋白信號(hào)曝光于膠片中,使用Image J來分析每個(gè)條帶的光密度強(qiáng)度。

      表1 8%SDS-PAGE膠配方Table1 8%SDS-PAGE Gel Formula

      1.5 PDH活性測(cè)試

      細(xì)胞裂解液中PDH活性測(cè)試采用PDH活性微板測(cè)定試劑盒(Abcam,ab109902),操作步驟依照試劑盒所提供說明書進(jìn)行。最后,在室溫條件下使用酶標(biāo)儀進(jìn)行吸光度檢測(cè),波長450 nm,檢測(cè)方法使用動(dòng)力學(xué)程序,每20 s讀一次數(shù),共檢測(cè)60 min,讀數(shù)過程中96孔板震動(dòng)搖勻。將時(shí)間作為x軸,OD值作為y軸,繪制曲線,曲線的斜率作為PDH活性大小。

      1.6 丙酮酸含量測(cè)試

      細(xì)胞中丙酮酸含量測(cè)定使用丙酮酸比色法測(cè)定試劑盒(K609-100,BioVision,Milpitas CA,USA),測(cè)試方法依照說明書進(jìn)行。最后,使用酶標(biāo)儀(Benchmark Plus Microplate Spectrophotometer,BIO-RAD,California,USA)在波長570 nm下讀取吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品中丙酮酸含量,根據(jù)公式:樣品中丙酮酸濃度=根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品中丙酮酸含量(nmol)/加入樣品含量(μL)×樣品稀釋倍數(shù)。相對(duì)丙酮酸含量用樣品中蛋白濃度校準(zhǔn)。

      1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

      所有數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(Xˉ±SD)方式表示,用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理。組間比較采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn),顯著水平取P<0.05,非常顯著水平P<0.01。作圖軟件采用Excel 2010和GraphPad Prism 5。

      2 結(jié) 果

      2.1 乳酸增加C2C12肌管細(xì)胞MCAT蛋白表達(dá)量

      本研究通過觀察肌管細(xì)胞中MCAT蛋白表達(dá)量研究乳酸對(duì)線粒體功能維持的影響。由圖1可知,與對(duì)照組相比,16 mmol/L乳酸以時(shí)間效應(yīng)方式顯著增加細(xì)胞中MCAT的蛋白表達(dá)量(P<0.01),這種誘導(dǎo)作用在0.5 h出現(xiàn),一直持續(xù)到8 h,而且存在時(shí)間依賴性現(xiàn)象(圖1 A)。另外,在劑量相應(yīng)上,處理后4 h,2~64 mmol/L乳酸均能夠非常顯著增加細(xì)胞中MCAT蛋白表達(dá)量(P<0.01),其中16 mmol/L乳酸效果最為明顯(圖1 B)。

      圖1 乳酸對(duì)MCAT蛋白表達(dá)量的影響Figure1 The Effect of Lactate on Protein Expression of MCAT

      2.2 乳酸增加C2C12肌管細(xì)胞中PDH脂化狀態(tài)和活性

      本研究通過觀察肌管細(xì)胞中PDH脂化信號(hào)水平研究乳酸對(duì)線粒體功能的影響。由圖2可知,與對(duì)照組相比,16 mmol/L乳酸以時(shí)間效應(yīng)的方式非常顯著增加C2C12肌管細(xì)胞中PDH脂化信號(hào)水平(P<0.01),這種誘導(dǎo)作用在0.5 h出現(xiàn),一直持續(xù)到8 h(圖2 A)。同時(shí)本研究觀察乳酸對(duì)C2C12肌管細(xì)胞中PDH活性的影響。與對(duì)照組相比,8~16 mmol/L乳酸能夠增加肌管細(xì)胞中PDH活性,并且16 mmol/L效果最顯著(P<0.01)(圖2 B)。這些數(shù)據(jù)證明乳酸處理增加了PDH脂化信號(hào)水平。

      圖2 乳酸對(duì)PDH脂化狀態(tài)和活性的影響。Figure2 The Effect of Lactate on Lipoylation Level and Activity of PDH

      2.3 丙酮酸對(duì)C2C12肌管細(xì)胞MCAT蛋白表達(dá)量和PDH脂化水平的影響

      由圖3可知,與對(duì)照組相比,16 mmol/L丙酮酸在時(shí)間效應(yīng)上不能增加肌管細(xì)胞中MCAT蛋白表達(dá)量(P>0.05),甚至在8 h處理后顯著降低細(xì)胞中MCAT蛋白表達(dá)量(P<0.05)(圖3 A)。這表明丙酮酸不能影響MCAT蛋白表達(dá)量。同時(shí),與對(duì)照組相比,16 mmol/L丙酮酸在時(shí)間效應(yīng)上雖然有增加PDH脂化信號(hào)水平的趨勢(shì)但無顯著性(P>0.05),且在8 h處理后顯著降低細(xì)胞中PDH脂化信號(hào)水平(P<0.05)(圖3 B)。由此證明丙酮酸不影響線粒體功能酶MCAT蛋白表達(dá)量和PDH脂化信號(hào)水平。

      圖3 丙酮酸對(duì)C2C12肌管細(xì)胞MCAT蛋白表達(dá)量和PDH脂化水平的影響。Figure 3 The Effect of Pyruvate on Protein Expression of MCAT and Lipoylation Level of PDH in C2C12 Myotube Cells

      2.4 乳酸增加C2C12肌管細(xì)胞中丙酮酸含量和MCAT蛋白表達(dá)量不依賴于丙酮酸

      由圖4可知,與對(duì)照組相比,16 mmol/L乳酸處理肌管細(xì)胞后,C2C12肌管細(xì)胞中丙酮酸含量顯著增高(P<0.05)(圖4 A)。而且,當(dāng)使用乳酸脫氫酶抑制劑棓黃素(Galloflavin)處理肌管細(xì)胞后,乳酸增加細(xì)胞內(nèi)丙酮酸含量這一作用減弱(P<0.05)(圖4 B)。這說明乳酸能夠轉(zhuǎn)化丙酮酸,丙酮酸可能介導(dǎo)了乳酸活性。為了驗(yàn)證這種可能性,本研究使用Galloflavin處理肌管細(xì)胞后,細(xì)胞中MCAT蛋白含量非常顯著降低(P<0.01),但是Galloflavin處理并不能減弱乳酸增加MCAT蛋白表達(dá)量的作用(P<0.05)(圖4 C)。這些數(shù)據(jù)表明,丙酮酸可能不參與介導(dǎo)乳酸增加MCAT蛋白表達(dá)量的作用。

      3 分析與討論

      眾所周知,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠增加骨骼肌細(xì)胞中線粒體氧化功能即ATP產(chǎn)生的能力[17-18]、琥珀酸脫氫酶含量、I型肌纖維數(shù)量比例[19]。但是運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)骨骼肌細(xì)胞線粒體功能增加的分子機(jī)制還不清楚。乳酸作為葡萄糖代謝物,長期以來被認(rèn)為是葡萄糖無氧酵解的副產(chǎn)物或是廢物,主要被用于作為能源物質(zhì)進(jìn)入三羧酸循環(huán)產(chǎn)生ATP或者是在肝臟中糖異生成葡萄糖[1,20-22]。近年來學(xué)者們注意到乳酸一個(gè)新的角色——分子信號(hào)物質(zhì)[23-24],如乳酸通過結(jié)合其受體GPR81后能夠通過降低腺苷酸環(huán)化酶活性進(jìn)一步降低細(xì)胞內(nèi)cAMP產(chǎn)量[25-26]。那么乳酸是否會(huì)影響骨骼肌細(xì)胞中線粒體功能維持蛋白MCAT蛋白表達(dá)量和PDH活性和表達(dá)量目前未見報(bào)道。本研究采用C2C12肌管細(xì)胞模擬研究乳酸對(duì)骨骼肌細(xì)胞線粒體功能蛋白MCAT和PDH的影響,為后續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)骨骼肌線粒體功能增強(qiáng)的機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。本研究結(jié)果表明,在細(xì)胞培養(yǎng)水平上,生理濃度范圍內(nèi)(4~64 mmol/L)的乳酸增加了C2C12肌管細(xì)胞中線粒體功能維持相關(guān)蛋白PDH和MCAT的蛋白含量及活性。

      圖4 乳酸增加C2C12肌管細(xì)胞中丙酮酸含量和MCAT蛋白表達(dá)量不依賴于丙酮酸。Figure 4 The Increases of Pyruvate Content and Protein Expression of MCAT by Lactate in C2C12 Myotube Cells Independently of Pyruvate

      本研究觀察乳酸是否影響MCAT蛋白表達(dá)量和PDH脂化水平。MCAT是一個(gè)線粒體蛋白,它是線粒體功能維持的必需物質(zhì)。有機(jī)體細(xì)胞內(nèi)存在兩條脂肪酸合成途徑,存在于胞漿內(nèi)的是I型脂肪酸(Type I Fatty Acid Synthase,F(xiàn)AS I),存在于線粒體的是II型脂肪酸合成(Type II Fatty Acid Synthase,F(xiàn)AS II)[27]。FASII是線粒體功能維持所必需的[13,27]。硫辛酸是 FASII合成的其中產(chǎn)物之一[13,28]。硫辛酸是哺乳動(dòng)物心肌細(xì)胞中蛋白質(zhì)脂化修飾所必需物質(zhì)[29-30]。在線粒體中,MCAT控制辛酸的合成,辛酸是硫辛酸的前體[27]。MCAT利用丙二酰輔酶A作為底物來合成硫辛酸。硫辛酸通過脂化來修飾線粒體功能酶[29]。脂化是一種動(dòng)態(tài)的和可逆的轉(zhuǎn)錄后修飾。PDH是線粒體功能酶,它是通過脂化修飾來激活[29]。激活后的PDH促進(jìn)丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A,進(jìn)而增強(qiáng)脂肪酸合成和ATP產(chǎn)生。因此MCAT通過合成α-硫辛酸使PDH和αKDH硫辛酸化[31]。因?yàn)镸CAT是線粒體功能維持所必需的一個(gè)重要酶,MCAT失活將導(dǎo)致線粒體功能紊亂[13,31-32]。盡管線粒體中MCAT活性是已知的,但是細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)MCAT蛋白表達(dá)量的因素還是未知的。本研究數(shù)據(jù)表明:乳酸誘導(dǎo)MCAT蛋白表達(dá);同時(shí)發(fā)現(xiàn),乳酸誘發(fā)PDH和αKDH硫辛酸化信號(hào)水平增加,這說明乳酸增強(qiáng)了MCAT酶活性。另外,Takeshi等研究發(fā)現(xiàn):乳酸能夠明顯增加L6細(xì)胞線粒體功能相關(guān)蛋白Cyt c和PGC-1α表達(dá)量[33]?;赑DH、αKDH、Cyt c和PGC-1α是線粒體功能標(biāo)志蛋白酶,本研究認(rèn)為乳酸同時(shí)參與調(diào)節(jié)線粒體功能蛋白增加。因此,本研究提供了一個(gè)乳酸參與調(diào)節(jié)骨骼肌細(xì)胞線粒體功能維持的分子機(jī)制。

      乳酸能夠調(diào)節(jié)線粒體功能蛋白MCAT蛋白表達(dá)量和PDH活性,進(jìn)而影響線粒體功能的維持。常規(guī)認(rèn)為,乳酸常被認(rèn)為是肝臟糖異生的底物或者在許多外周組織中經(jīng)過三羧酸循環(huán)生成ATP而作為能源物質(zhì)發(fā)揮作用[11,34]。在這一過程中需要LDH的幫助,它能將乳酸催化生成丙酮酸,進(jìn)一步進(jìn)行糖異生或者產(chǎn)生ATP。因此乳酸這一作用是否依賴于丙酮酸途徑值得研究。本研究將研究重點(diǎn)集中于丙酮酸上。研究數(shù)據(jù)表明:乳酸發(fā)揮作用不依賴于丙酮酸。本研究通過檢測(cè)丙酮酸對(duì)C2C12肌管細(xì)胞的作用發(fā)現(xiàn),丙酮酸處理C2C12肌管細(xì)胞后并不能增加細(xì)胞中MCAT的蛋白表達(dá)量,這一結(jié)果與乳酸誘發(fā)肌管細(xì)胞MCAT蛋白表達(dá)是不一致的,這說明乳酸誘發(fā)MCAT表達(dá)不依賴于丙酮酸。FASII的重要作用是合成線粒體功能酶所需的α-硫辛酸,α-硫辛酸是PDH發(fā)揮功能所必需的小分子物質(zhì),在合成α-硫辛酸過程中MCAT是限速酶[14-15]。因此,檢測(cè)PDH脂化信號(hào)水平可間接反映MCAT的活性。本研究檢測(cè)丙酮酸處理后細(xì)胞中PDH脂化信號(hào)水平發(fā)現(xiàn),丙酮酸不能明顯增加PDH脂化信號(hào)水平,這一作用與乳酸顯著增加PDH脂化信號(hào)水平是不一致的。因此,乳酸增加PDH脂化信號(hào)水平不依賴于丙酮酸。這些數(shù)據(jù)清楚的表明,乳酸參與調(diào)節(jié)肌管細(xì)胞線粒體功能不依賴于丙酮酸。另外,胞漿中丙酮酸通過線粒體丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入線粒體內(nèi)[35,36]。在線粒體內(nèi),丙酮酸被PDH轉(zhuǎn)化成乙酰輔酶A,然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)進(jìn)行代謝[37]。盡管本研究研究發(fā)現(xiàn)丙酮酸與乳酸結(jié)果不同,但是乳酸處理C2C12肌管細(xì)胞后細(xì)胞內(nèi)丙酮酸含量明顯升高。而且當(dāng)使用乳酸脫氫酶抑制劑Galloflavin(Galloflavin均能夠抑制乳酸脫氫酶亞型A和B活性,它能夠抑制細(xì)胞內(nèi)乳酸和ATP的合成量[38])后,乳酸增加細(xì)胞中丙酮酸含量的作用減弱,因此這些結(jié)果均說明部分乳酸轉(zhuǎn)化成了丙酮酸。另外,本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)抑制LDH活性后,肌管細(xì)胞中MCAT蛋白表達(dá)量降低,然而卻不能逆轉(zhuǎn)乳酸增加MCAT蛋白表達(dá)量的作用。因此本研究認(rèn)為丙酮酸不參與乳酸增加MCAT蛋白表達(dá)量作用。鑒于部分乳酸轉(zhuǎn)化的丙酮酸不參與乳酸調(diào)節(jié)線粒體功能維持的作用,因此,這部分丙酮酸在C2C12細(xì)胞中所發(fā)揮的作用需要進(jìn)一步研究。基于以上研究可以得出,丙酮酸可能不參與乳酸調(diào)節(jié)C2C12肌管細(xì)胞線粒體功能維持的作用。

      本研究的結(jié)果將對(duì)研究乳酸是否參與調(diào)節(jié)體內(nèi)骨骼肌組織中線粒體功能維持具有積極的意義,也為進(jìn)一步研究運(yùn)動(dòng)代謝產(chǎn)物乳酸是否參與調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)線粒體功能增強(qiáng)提供新思路。然而,由于體外肌管細(xì)胞與體內(nèi)骨骼肌組織整體系統(tǒng)存在差異和受限于本研究采用的乳酸濃度是否完全適用于體內(nèi)骨骼肌組織中乳酸濃度等原因,因此,利用體外實(shí)驗(yàn)所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不一定能真實(shí)地反映體內(nèi)骨骼肌組織中線粒體功能維持的確切機(jī)制,尚需更多在體研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步支持。

      4 結(jié)論

      乳酸影響C2C12細(xì)胞中線粒體功能維持并調(diào)節(jié)線粒體功能蛋白MCAT蛋白表達(dá)量,并且這一作用不依賴于丙酮酸途徑。

      [1]KAMIJO Y,TAKENO Y,SAKAI A,et al.Plasma lactate concentration and muscle blood flow during dynamic exercise with negative-pressure breathing[J].J Appl Physiol(1985),2000,89(6):2196-2205.

      [2]HUGHSON R L,WEISIGER K H,SWANSON G D.Blood lactate concentration increases as a continuous function in progressive exercise[J].J Appl Physiol(1985),1987,62(5):1975-1981.

      [3]OHKUWA T,KATO Y,KATSUMATA K,et al.Blood lactate and glycerol after 400-m and 3,000-m runs in sprint and long distance runners[J].Eur J Appl Physiol Occup Physiol,1984,53(3):213-218.

      [4]CHEETHAM M E,BOOBIS L H,BROOKS S,et al.Human muscle metabolism during sprint running[J].J Appl Physiol(1985),1986,61(1):54-60.

      [5]WALENTA S,SCHROEDER T,MUELLER-KLIESER W.Lactate in solid malignant tumors:potential basis of a metabolic classification in clinical oncology[J].Curr Med Chem,2004,11(16):2195-2204.

      [6]CRANDALL D L,F(xiàn)RIED S K,F(xiàn)RANCENDESE A A,et al.Lactate release from isolated rat adipocytes:influence of cell size,glucose concentration,insulin and epinephrine[J].Horm Metab Res,1983,15(7):326-329.

      [7]ELLMERER M,SCHAUPP L,SENDLHOFER G,et al.Lactate metabolism of subcutaneous adipose tissue studied by open flow microperfusion[J].J Clin Endocrinol Metab,1998,83(12):4394-4401.

      [8]COPPACK S W,F(xiàn)RAYN K N,HUMPHREYS S M,et al.Effects of insulin on human adipose tissue metabolism in vivo[J].Clin Sci(Lond),1989,77(6):663-670.

      [9]QVISTH V,HAGSTROM-TOFT E,MOBERG E,et al.Lactate release from adipose tissue and skeletal muscle in vivo:defective insulin regulation in insulin-resistant obese women[J].Am J Physiol Endocrinol Metab,2007,292(3):E709-E714.

      [10]HALESTRAP A P.The SLC16 gene family-structure,role and regulation in health and disease[J].Mol Aspects Med,2013,34(2-3):337-349.

      [11]BROOKS G A.Cell-cell and intracellular lactate shuttles[J].J Physiol,2009,587(Pt 23):5591-5600.

      [12]AHMED K,TUNARU S,TANG C,et al.An autocrine lactate loop mediates insulin-dependent inhibition of lipolysis through GPR81[J].Cell Metab,2010,11(4):311-319.

      [13]HILTUNEN J K,AUTIO K J,SCHONAUER M S,et al.Mitochondrial fatty acid synthesis and respiration[J].Biochim Biophys Acta,2010,1797(6-7):1195-1202.

      [14]ZHANG L,JOSHI A K,SMITH S.Cloning,expression,characterization,and interaction of two components of a human mitochondrial fatty acid synthase.Malonyltransferase and acyl carrier protein[J].J Biol Chem,2003,278(41):40067-40074.

      [15]SZAFRANSKA A E,HITCHMAN T S,COX R J,et al.Kinetic and mechanistic analysis of the malonyl CoA:ACP transacylase from Streptomyces coelicolor indicates a single catalytically competent serine nucleophile at the active site[J].Biochemistry,2002,41(5):1421-1427.

      [16]KE B,ZHAO Z,YE X,et al.Inactivation of NF-kappaB p65(RelA)in Liver Improves Insulin Sensitivity and Inhibits cAMP/PKA Pathway[J].Diabetes,2015,64(10):3355-3362.

      [17]GOODPASTER B H,HE J,WATKINS S,et al.Skeletal muscle lipid content and insulin resistance:evidence for a paradox in endurancetrained athletes[J].J Clin Endocrinol Metab,2001,86(12):5755-5761.[18]AMATI F,DUBE J J,ALVAREZ-CARNERO E,et al.Skeletal muscle triglycerides,diacylglycerols,and ceramides in insulin resistance:another paradox in endurance-trained athletes?[J].Diabetes,2011,60(10):2588-2597.

      [19]PRUCHNIC R,KATSIARAS A,HE J,et al.Exercise training increases intramyocellular lipid and oxidative capacity in older adults[J].Am J Physiol Endocrinol Metab,2004,287(5):E857-E862.

      [20]MILLER H I,ISSEKUTZ B J,RODAHL K,et al.EFFECT OF LACTIC ACID ON PLASMA FREE FATTY ACIDS IN PANCREATECTOMIZED DOGS[J].Am J Physiol,1964,207:1226-1230.

      [21]ISSEKUTZ B J,MILLER H I,PAUL P,et al.Effect of lactic acid on free fatty acids and glucose oxidation in dogs[J].Am J Physiol,1965,209(6):1137-1144.

      [22]CORI C F,SHINE W M.THE FORMATION OF CARBOHYDRATE FROM GLYCEROPHOSPHATE IN THE LIVER OF THE RAT[J].Science,1935,82(2119):134-135.

      [23]LAM T K,GUTIERREZ-JUAREZ R,POCAI A,et al.Regulation of blood glucose by hypothalamic pyruvate metabolism[J].Science,2005,309(5736):943-947.

      [24]KUEI C,YU J,ZHU J,et al.Study of GPR81,the lactate receptor,from distant species identifies residues and motifs critical for GPR81 functions[J].Mol Pharmacol,2011,80(5):848-858.

      [25]LAURITZEN F,EID T,BERGERSEN L H.Monocarboxylate transporters in temporal lobe epilepsy:roles of lactate and ketogenic diet[J].Brain Struct Funct,2015,220(1):1-12.

      [26]LAURITZEN K H,MORLAND C,PUCHADES M,et al.Lactate receptor sites link neurotransmission,neurovascular coupling,and brain energy metabolism[J].Cereb Cortex,2014,24(10):2784-2795.

      [27]HILUNEN J K,SCHONAUER M S,AUTI K J,et al.Mitochondrial fatty acid synthesis type II:more than just fatty acids[J].J Biol Chem,2009,284(14):9011-9015.

      [28]FUJIWARA K,OKAMURA-IKEDA K,MOTOKAWA Y.Expression of mature bovine H-protein of the glycine cleavage system in Escherichia coli and in vitro lipoylation of the apoform[J].J Biol Chem,1992,267(28):20011-20016.

      [29]WITKOWSKI A,JOSHI A K,SMITH S.Coupling of the de novo fatty acid biosynthesis and lipoylation pathways in mammalian mitochondria[J].J Biol Chem,2007,282(19):14178-14185.

      [30]FENG D,WITKOWSKI A,SMITH S.Down-regulation of mitochondrial acyl carrier protein in mammalian cells compromises protein lipoylation and respiratory complex I and results in cell death[J].J Biol Chem,2009,284(17):11436-11445.

      [31]SMITH S,WITKOWSKI A,MOGHUL A,et al.Compromised mitochondrial fatty acid synthesis in transgenic mice results in defective protein lipoylation and energy disequilibrium[J].PLoS One,2012,7(10):e47196.

      [32]YI X,MAEDA N.Endogenous production of lipoic acid is essential for mouse development[J].Mol Cell Biol,2005,25(18):8387-8392.

      [33]HASHIMOTO T,HUSSIEN R,OOMMEN S,et al.Lactate sensitive transcription factor network in L6 cells:activation of MCT1 and mitochondrial biogenesis[J].The FASEB Journal,2007,21(10):2602-2612.

      [34]BROOKS G A.Lactate shuttles in nature[J].Biochem Soc Trans,2002,30(2):258-264.

      [35]BRICHER D K,TAYLOR E B,SCHELL J C,et al.A mitochondrial pyruvate carrier required for pyruvate uptake in yeast,Drosophila,and humans[J].Science,2012,337(6090):96-100.

      [36]HERZIG S,RAEMY E,MONTESSUIT S,et al.Identification and functional expression of the mitochondrial pyruvate carrier[J].Science,2012,337(6090):93-96.

      [37]BENDER T,PENA G,MARTINOU J C.Regulation of mitochondrial pyruvate uptake by alternative pyruvate carrier complexes[J].EMBO J,2015,34(7):911-924.

      [38]MANERBA M,VETTRAINO M,F(xiàn)IUME L,et al.Galloflavin(CAS 568-80-9):a novel inhibitor of lactate dehydrogenase[J].ChemMed-Chem,2012,7(2):311-317.

      猜你喜歡
      肌管丙酮酸硫辛酸
      丙酮酸的微生物發(fā)酵生產(chǎn)中的菌種篩選與改良
      優(yōu)化穩(wěn)定劑提高丙酮酸氧化酶穩(wěn)定性的研究
      聯(lián)合收肌管神經(jīng)阻滯對(duì)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的臨床麻醉藥理分析
      超聲波引導(dǎo)收肌管阻滯對(duì)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后鎮(zhèn)痛的臨床效果
      丙酮酸鈉藥理作用及其臨床應(yīng)用前景研究進(jìn)展
      分析依帕司他聯(lián)合硫辛酸對(duì)糖尿病周圍神經(jīng)病變的效果
      強(qiáng)電場對(duì)硫辛酸分子性質(zhì)的影響
      電刺激對(duì)胰島素抵抗的C2C12肌管糖轉(zhuǎn)運(yùn)能力的影響
      α-硫辛酸治療糖尿病周圍神經(jīng)病變的Meta分析
      TNF-α對(duì)小鼠骨骼肌成肌細(xì)胞生理功能的影響
      昭觉县| 崇明县| 温泉县| 海晏县| 当雄县| 卓尼县| 普兰县| 五家渠市| 怀宁县| 沽源县| 福州市| 乐平市| 靖宇县| 富蕴县| 高邑县| 二手房| 朔州市| 阳城县| 张掖市| 道孚县| 雅江县| 临湘市| 定安县| 八宿县| 水富县| 谷城县| 榆树市| 宜兰市| 临湘市| 威远县| 麻城市| 营山县| 翁牛特旗| 中卫市| 墨脱县| 临城县| 阳西县| 大洼县| 西安市| 金秀| 边坝县|