魏宏亮 趙曉明 王航平△ 王廷華
1(昆明醫(yī)學(xué)院 神經(jīng)研究所,昆明 650031)
2(云南師范大學(xué) 體育學(xué)院,昆明65000)
運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與健康的關(guān)系是人們談?wù)摰臒衢T話題和有趣的研究課題[1]。探尋有益于健康的訓(xùn)練方法對(duì)提高健康體質(zhì)有重要的科學(xué)意義。目前運(yùn)動(dòng)的方法很多,游泳是其中的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。腎上腺作為一個(gè)重要的神經(jīng)內(nèi)分泌器官,在運(yùn)動(dòng)與健康關(guān)系中的作用關(guān)注不多[2]。運(yùn)動(dòng)對(duì)腎上腺的影響也知之甚少。在近年工作中,我們?cè)谘芯坑斡居?xùn)練與健康的關(guān)系時(shí),意外發(fā)現(xiàn)不同負(fù)重能影響腎上腺核轉(zhuǎn)錄因子KB(Neuclear transcription factorκB,NF-κB)表達(dá)。NF-κB是一個(gè)與治療反應(yīng)和細(xì)胞凋亡有關(guān)的細(xì)胞因子[3-5]。其在炎癥反應(yīng)中作為關(guān)鍵的紐帶已有諸多報(bào)道[6-8]。本實(shí)驗(yàn)報(bào)道NF-κB 在游泳訓(xùn)練神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)中腎上腺的表達(dá)變化,為了解NF-κB與運(yùn)動(dòng)和腎上腺的關(guān)系提供神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
成年SD 大鼠(體重為200±20g),購(gòu)自昆明醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。分為三組:①輕度負(fù)重組:負(fù)重占體重1%;②中度負(fù)重組:負(fù)重占體重3%;③重度負(fù)重組:負(fù)重占體重5%。每組8只大鼠。
用自制水槽(長(zhǎng)10 米,寬0.5 米)進(jìn)行游泳訓(xùn)練,將大鼠每天放入水槽游泳1h。第6周末停止訓(xùn)練。記錄單位時(shí)間各組大鼠游泳距離,測(cè)算游泳速度。
訓(xùn)練6周結(jié)束時(shí),處死各組大鼠,取腎上腺用RT-PCR 檢測(cè)腎上腺NF-ΚB mRNA 水平。
各組腎上腺組織用Trizol試劑提取總RNA。用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒制備cDNA。根據(jù)基因庫(kù)NF-ΚB原則設(shè)計(jì)NF-ΚB上、下游引物(上游:5′-TCTGTTTCCCCTCATCTTTCC-3′,下游:5′-GCGTCTTAGTGGTATCTGTGCTT-3′);以β-actin 為 內(nèi) 參 照(上 游:5′-GTAAAGACCTCTATGCCAACA-3′,下游:5′-GGACTCATCGTACTCCTGCT-3′),以各組腎上腺cDNA 為模板。按如下條件進(jìn)行NF-κB基因擴(kuò)增。PCR 反應(yīng)體系20μl,94℃5min后,變性30s,按各因子退火溫度(擴(kuò)增產(chǎn)物NF-κB 為164bp片段,退火溫度53℃,β-actin為227bp,退火溫度52.5℃)分別退火30s,72℃延伸1min,共30個(gè)循環(huán),最后72℃總延伸10min。擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠進(jìn)行電泳檢測(cè),Biorad凝成像系統(tǒng)成像。拍片后用圖像分析系統(tǒng)測(cè)定NGF及β-actin條帶灰度值,以NF-κB 和β-actin的比值為相對(duì)光密度值代表NF-κB mRNA 相對(duì)量數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
三組間比較用方差分析。P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
各組負(fù)重NF-κB 表達(dá) 見圖1。NF-κB 在腎上腺表達(dá),在164bp處發(fā)現(xiàn)明顯NF-κB 條帶,與上下游引物擴(kuò)增的NF-κB 基因片段相對(duì)應(yīng)。而在227bp處見β-actin電泳帶,也與設(shè)計(jì)擬擴(kuò)增的β-actin基因產(chǎn)物片段長(zhǎng)度相符。各組條帶積分光密度值分析結(jié)果顯示:與輕度負(fù)重組(0.71±0.16)比較,中度負(fù)重組腎上腺NF-ΚB 表達(dá)水平(0.49±0.11)明顯下調(diào),P=0.047<0.05.而重度負(fù)重組(0.56±0.14)與輕度負(fù)重組間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。
圖1 NF-κB在腎上腺表達(dá)Fig.1 Expression of NF-κB in adrenal body
本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),NF-κB 在游泳訓(xùn)練大鼠腎上腺表達(dá)下調(diào),提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響神經(jīng)內(nèi)分泌軸的過程中涉及NF-κB表達(dá)變化。NF-κB的生物學(xué)作用涉及:①機(jī)體防御反應(yīng)[9];②組織損傷與應(yīng)激[10];③細(xì)胞分化與凋亡[11];④腫痛生長(zhǎng)抑制過程的信息傳遞[12]。在多數(shù)細(xì)胞,NF-κB在細(xì)胞漿與抑制性蛋白結(jié)合形成無活性的復(fù)合物,當(dāng)致痛物和因子作用于相應(yīng)受體后,可通過第二信使cer來激活NF-κB。此外,因各種原因如活性氧,感染等而后經(jīng)活化的PKC,PKA也可直接導(dǎo)致NF-κB激活。活化的NF-κB(抑制性蛋白磷酸化改變構(gòu)象 使NF-κB 脫落)可直接進(jìn)入細(xì)胞核與DNA 接觸,進(jìn)而影響有關(guān)基因轉(zhuǎn)錄。因此,NF-κB 是一個(gè)與基因轉(zhuǎn)錄有關(guān)的關(guān)鍵因子。本實(shí)驗(yàn)中,中度負(fù)重組腎上腺NF-κB 表達(dá)明顯較輕負(fù)重組減少,是否意味著重負(fù)擔(dān)情況下NF-κB減少可能影響后續(xù)的一系列基因轉(zhuǎn)錄,從而發(fā)揮在游泳訓(xùn)練大鼠腎上腺的功能意義。文獻(xiàn)提示,NF-κB 增加,可上調(diào) 抗 凋 亡 蛋白BCl-2 mRNA增加,并減少促凋亡蛋白Bax mRNA 水平,進(jìn)而NF-κB可能在吸入氫氣減少肺機(jī)械損傷中發(fā)揮抗凋亡作用[13]。而在腦缺血炎癥反應(yīng)中,NF-κB 因腦缺血而激活,隨后又激活多種基因表達(dá),進(jìn)而參與炎癥反應(yīng)[9]。上述兩個(gè)報(bào)道似乎提示了NF-κB 相反的作用,因此,中度負(fù)重腎上腺NF-κB 減少的功能意義仍需進(jìn)一步確定。
本文為了解游泳訓(xùn)練后腎上腺與NF-κB的關(guān)系提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù),從而為進(jìn)一步闡明NF-κB在中度負(fù)重游泳大鼠腎上腺中的作用奠定了基礎(chǔ)。
[1]Kjaer M.The future of sports medicine[J].Scand J Med Sci Sports,2011;21(6):1600-0838.
[2]Marais M,Maloney SK,Gray DA.The development of endotoxin tolerance,and the role of hypothalamo-pituitary-adrenal function and glucocorticoids in Pekin ducks[J].J Exp Biol,2011;214(Pt 20):3378-3385.
[3]Consoli A,Devangelio E.Thiazolidinediones and inflammation[J].Lupus,2005;14(9):794-797.
[4]Mo SJ,Son EW,Lee SR,et al.CML-1inhibits TNF-alphainduced NF-kappaB activation and adhesion molecule expression in endothelial cells through inhibition of IkBalpha kinase[J].J Ethnopharmacol,2007;109(1):78-86.
[5]Consoli A,Devangelio E.Thiazolidinediones and inflammation[J].Lupus,2005;14(9):794-797.
[6]Kang H,Choi HS,Kim JE,et al.Exopolysaccharide-Overproducing Lactobacillus paracasei KB28Induces Cytokines in Mouse Peritoneal Macrophages via Modulation of NF-kappaB and MAPKs[J].J Microbiol Biotechno,2011;21(11):1174-1178.
[7]Turner MD,Chaudhry A,Nedjai B.Tumour necrosis factor receptor trafficking dysfunction opens the TRAPS door topro-inflammatory cytokine secretion[J].Biosci Rep,2012;32(2):105-112.
[8]Shin HS,Ha UH.Up-regulation of human bradykinin B1receptor by secreted components of Pseudomonas aeruginosa via a NF-κB pathway in epithelial cells[J].FEMS Immunol Med Microbiol,2011;63(3):418-426.
[9]Rahman A,F(xiàn)azal F.Blocking NF-κB:An Inflammatory Issue.Proc Am Thorac Soc,2011;8(6):497-503.
[10]Shen X,Zhang X,Xu G,et al.BAFF-R gene induced by IFN-γin multiple myeloma cells is related to NF-κB signals[J].Cell Biochem Funct,2011;29(6):513-520.
[11]Yu M,Qi X,Moreno JL,et al.NF-κB signaling participates in both RANKL-and IL-4-induced macrophage fusion:receptor cross-talk leads to alterations in NF-κB pathways[J].J Immuno,2011;187(4):1797-1806.
[12]Das L,Vinayak M.Anti-carcinogenic action of curcumin by activation of antioxidant defence system and inhibition of signalling in lymphoma-bearing mice[J].Biosci Rep,2012;32(2):161-170.
[13]Huang CS,Kawamura T,Peng X,et al.Hydrogen inhalation reduced epithelial apoptosis in ventilator-induced lung injury via a mechanism involving nuclear factor-kappa B activation[J].Biochem Biophys Res Commun,2011;408(2):253-258.