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规律有氧运动对大鼠纹状体miRNA207/542及下游靶信号通路的影响
目的:采用规律有氧运动干预不同年龄大鼠,基于miRNA表达谱芯片技术,旨在寻找运动适应性作用对神经退行性病变早期作用的靶标,挖掘关键的可解释运动适应性作用机理的靶标基因的生物功能.方法:选取SPF级健康雄性3月龄(青年,n=20)、13月龄(中年,n=24)和22月龄(老年,n=24)SD大鼠,每个年龄组大鼠按体重随机分为青年对照组(Y-SED,n=10)、青年运动组(Y-EX,n=10),中年对照组(M-SED,n=12)、中年运动组(M-EX,n=12),老年对照组(O-SED,n=12)和老年运动组(O-EX,n=12).三组对照组安静饲养;三组运动组进行10周递增负荷中等强度的规律有氧跑台运动.每周进行体重监控;采用HE染色观察大鼠脑纹状体形态学变化;采用miRNA微阵列芯片miRCURYTM LNA Array(v.18.0)等方法分析miRNAs差异表达谱,使用qRT-PCR等对筛选重要差异miRNA及其相关通路的mRNA表达进行验证与研究.结果:大鼠纹状体的形态学变化明显呈现增龄性变化,实施规律有氧运动后,各年龄组相应地出现线团状的基质部分明显紧凑,之间间隙非常紧密,显微镜下观察细胞核排列有序,数量明显增加.miRNA微阵列芯片数据结果显示,发生2倍及以上变化差异的miRNAs有26个,经生物信息学分析,终筛查出规律有氧运动上调miRNA207和下调miRNA542的表达,miRNA207和miRNA542所作用的下游基因PI3K、Akt和mTOR mRNA表达呈现增龄性下调,与对照组M-SED和O-SED相比较,M-EX和O-EX组PI3K、Akt和mTOR mRNA表达上调(P＜0.05,P＜0.01).Vdac1 mRNA呈现增龄性上升趋势,与各年龄安静组相比较,运动组CaMKIIα和Vdac1 mRNA表达上调显著(P＜0.05).结论:规律有氧运动通过上调miRNA207和下调miRNA542的表达而激活大鼠纹状体的PI3K/Akt/mTOR和CaMKIIα信号通路共同参与调控纹状体的生物学功能和改善神经老化.
