Alpha-1-酸性糖蛋白在疲勞中的新發(fā)現(xiàn).pdf

1、疲勞一直以來都是一個讓我們熟悉的話題， 目前，我們對于疲勞的理解也已經(jīng)從單純的軀體疲勞擴展到精神和認知的功能失調(diào)。疲勞作為一種非特異的癥狀不僅存在于許多疾病中（比如多發(fā)性硬化，腫瘤，腦卒中，系統(tǒng)性紅斑狼瘡，缺血性心臟病，重型抑郁等等），并且也可以作為一個獨立癥狀存在于普通人群中，尤其是在受過高等教育的中高級白領(lǐng)人群中更為普遍。在疲勞的狀態(tài)下，人們的免疫力被嚴重削弱，從而容易罹患各種感染性疾??；同時疲勞也會增加人們患心血管疾病的風(fēng)險，比如

2、誘發(fā)急性心肌梗塞。因此如果能有效地緩解疲勞將會對改善我們的工作和生活的質(zhì)量有著極為顯著的意義。在本研究中，我們運用蛋白質(zhì)組學(xué)的方法在疲勞大鼠模型中篩選到一個疲勞相關(guān)蛋白：Orosomucoid 1(ORM 1)，通過在體外合成該蛋白的純品以及siRNA序列進行整體實驗發(fā)現(xiàn)該蛋白具有抗疲勞活性，而大環(huán)內(nèi)酯類抗生素由于能有效地誘導(dǎo)該蛋白的體內(nèi)合成也具有抗疲勞活性。另外，對紅霉素進行結(jié)構(gòu)改造獲得的螺縮酮經(jīng)證實已無抗菌活性，但仍能誘導(dǎo)ORM 1

3、的表達，延長小鼠的游泳時間，從而也具有抗疲勞活性。隨后的機制研究發(fā)現(xiàn)ORM 1可以通過增加p-AMPK的表達來刺激GLUT4的膜轉(zhuǎn)位，從而動員更多的葡萄糖被轉(zhuǎn)運至肌細胞內(nèi)來刺激糖原合酶的表達使得機體骨骼肌中的糖原儲備增加，最終增強機體的抗疲勞能力。另外，我們收集了100例普通人群和46例慢性疲勞綜合癥病人的血樣檢測ORM 1的含量，發(fā)現(xiàn)疲勞狀態(tài)超過半年的人群（包括慢性疲勞患者，特發(fā)性慢性疲勞患者和慢性疲勞綜合癥患者）血樣中的ORM 1均

4、顯著增加。另外，我們還發(fā)現(xiàn)雌性大鼠比雄性大鼠更易疲勞可能與雌激素抑制ORM 1的產(chǎn)生有關(guān)。 具體實驗結(jié)果如下：
　　 實驗一：疲勞大鼠肝臟組織差異表達蛋白的尋找以及驗證
　　 利用DIGE實驗技術(shù)平臺，比較分析疲勞大鼠和正常大鼠肝臟差異蛋白的表達。結(jié)果有11個差異蛋白點得到串聯(lián)質(zhì)譜的鑒定。其中，alpha-酸性糖蛋白（alpha-1acid glycoprotein，ORM 1）在疲勞大鼠肝臟中顯著增加。這一結(jié)果在隨后的

5、Western Blot實驗得到驗證。
　　 實驗二：ORM 1與疲勞的關(guān)系
　　 為了進一步研究血清ORM 1的含量與疲勞之間的關(guān)系，我們引入了運動力竭疲勞模型（簡稱為力竭組）和經(jīng)典疲勞模型（疲勞組），檢測了兩組肝臟，骨骼肌和血清中ORM 1的表達。發(fā)現(xiàn)在疲勞組大鼠中，其肝臟，血清和骨骼肌中的ORM 1的水平都顯著增加，而在力竭組大鼠中只有血清和肌肉中的ORM 1含量增加。此外，為了明確疲勞的嚴重程度與血清ORM 1的

6、含量之間的聯(lián)系，我們檢測了經(jīng)典疲勞模型大鼠在疲勞1天，3天，5天，疲勞5天后加休息1天和疲勞后5天加休息3天的血清ORM 1含量，發(fā)現(xiàn)隨著疲勞程度的逐漸加重，其血清中ORM1的水平亦相應(yīng)增高，而當(dāng)疲勞大鼠經(jīng)過休息恢復(fù)以后，其血清中ORM1的含量亦逐漸回復(fù)到正常水平。
　　 實驗三：ORM1在疲勞中的功能研究
　　 為了進一步明確ORM 1在疲勞中所發(fā)揮的作用究竟是具有某種生物學(xué)功能還是僅僅只是一個標(biāo)志物，我們通過給C57

7、小鼠注射純品ORM1，發(fā)現(xiàn)小鼠游泳時間顯著延長。與此同時，當(dāng)疲勞的小鼠不能正常產(chǎn)生ORM1（siRNA in-vivo）時會表現(xiàn)得更易疲勞（與單純疲勞的小鼠相比，其游泳時間顯著縮短）。
　　 實驗四：大環(huán)內(nèi)酯類抗生素通過誘導(dǎo)ORM1的表達發(fā)揮抗疲勞活性
　　 依據(jù)文獻報導(dǎo)，選用不同劑量的紅霉素來誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)ORM 1的表達并同時檢測其相應(yīng)的游泳時間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅霉素可以劑量依賴性地上調(diào)小鼠血清ORM 1的水平，同時劑量依

8、賴性地延長小鼠的游泳時間。在對紅霉素治療小鼠的同時干擾ORM 1的合成后，紅霉素延長小鼠游泳時間的效應(yīng)則被大大抵消。大環(huán)內(nèi)酯類的其他抗生素例如克拉霉素和阿奇霉素也具有相類似的效果。另外，在對紅霉素進行結(jié)構(gòu)修飾后發(fā)現(xiàn)，其抗菌活性基團對于其發(fā)揮抗疲勞效應(yīng)不是必須的。
　　 實驗五：ORM 1抗疲勞的機制研究
　　 ORM 1可以上調(diào)骨骼肌p-AMPK的表達，促進葡萄糖轉(zhuǎn)運子4（Glucose Transporter 4, G

9、LUT4）從細胞漿轉(zhuǎn)運到細胞膜來發(fā)揮葡萄糖的跨膜轉(zhuǎn)移，最終通過活化糖原合酶來增加細胞中的糖原儲備。在疲勞組和紅霉素組中，ORM 1刺激GLUT 4從胞漿轉(zhuǎn)位到胞膜（膜GLUT 4的表達增加），使得糖原合酶的活性形式非磷酸化的糖原合酶表達增加，從而使得糖原的合成相應(yīng)增加。這一效應(yīng)在AMPK-α敲除的小鼠中消失，盡管紅霉素依舊能誘導(dǎo)ORM 1的表達增加，但是后續(xù)的GLUT 4轉(zhuǎn)位以及最終的糖原儲備增加效應(yīng)已經(jīng)被明顯削弱。
　　 實驗

10、六 ORM 1在人群中的研究
　　 我們在人群中通過發(fā)放疲勞問卷的方式來對人群的疲勞程度進行分級：對照，輕度疲勞，疲勞，慢性疲勞，特發(fā)性慢性疲勞和慢性疲勞綜合癥（排序從輕到重）。在所選取的100例人群中，有38例被納入不疲勞組，22例納入輕度疲勞組，18例納入疲勞組，9例納入慢性疲勞組，13例納入特發(fā)性慢性疲勞組（其中有7例血清ORM 1含量高于人群的ORM 1參考值上限：1mg/ml）。沒有個體符合慢性疲勞綜合癥的診斷。隨后我

11、們檢測了上述所有個體的血清ORM 1的含量，發(fā)現(xiàn)在疲勞狀態(tài)超過半年以上的慢性疲勞組和特發(fā)性慢性疲勞組中其血清ORM 1的水平要顯著性地高于對照組。另外，對納入研究的慢性疲勞綜合癥的46例患者進行血清ORM 1檢測，亦同樣發(fā)現(xiàn)ORM 1顯著性地升高。
　　 實驗七：疲勞的性別差異與雌激素抑制ORM 1的產(chǎn)生有關(guān)
　　 我們發(fā)現(xiàn)雌性大鼠的游泳時間要顯著少于雄性大鼠。而去卵巢的雌性大鼠的游泳時間要顯著性地長于假手術(shù)組，在對去卵

12、巢大鼠給予雌激素治療以后，其游泳時間與假手術(shù)大鼠組沒有差異。隨后我們檢測了雌雄大鼠在疲勞狀態(tài)下肝臟ORM 1的含量，發(fā)現(xiàn)在同樣的疲勞狀態(tài)下，雌性大鼠所產(chǎn)生的ORM 1要顯著性地少于雄性大鼠。在對去卵巢大鼠和假手術(shù)組的大鼠肝臟ORM 1的含量進行檢測時，發(fā)現(xiàn)去卵巢大鼠肝臟能產(chǎn)生更多的ORM 1。隨后我們分別測定了雌激素受體α和β敲除的小鼠的游泳時間，發(fā)現(xiàn)同野生型相比，在雌激素受體被敲除以后其游泳時間的性別差異消失。提示我們疲勞的性別差異可