有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)父系C57BL-6小鼠對(duì)雄性子代生長(zhǎng)發(fā)育的影響.pdf

1、研究目的:
　　流行病學(xué)研究表明，親代所處的環(huán)境如食物攝入的營(yíng)養(yǎng)成分和比例、生存環(huán)境中的化合物和毒素含量等均可影響子代的生長(zhǎng)發(fā)育。并且，部分表型的改變往往伴隨著某些表觀遺傳修飾的變化。眾所周知，有氧運(yùn)動(dòng)不僅可以控制機(jī)體體重、促進(jìn)能量代謝，還可促進(jìn)骨骼肌損傷修復(fù)過(guò)程中肌細(xì)胞蛋白質(zhì)合成。研究發(fā)現(xiàn)，女性孕期進(jìn)行適宜的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不僅可以增強(qiáng)自身心肺功能，減少妊娠期疾病的發(fā)生，還可增強(qiáng)其子代的免疫力、促進(jìn)子代生長(zhǎng)發(fā)育。與近年來(lái)關(guān)于孕期進(jìn)行適宜

2、的體育活動(dòng)對(duì)子代生長(zhǎng)發(fā)育的影響及其機(jī)制的研究相比，目前關(guān)于父系有氧運(yùn)動(dòng)是否會(huì)對(duì)子代生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響尚無(wú)定論。并且，針對(duì)孕母(F0)所處環(huán)境對(duì)其后代(F1)表型產(chǎn)生的影響并不能排除F0孕期子宮內(nèi)外環(huán)境因素對(duì)胎兒(F1)及胎兒生殖細(xì)胞的直接影響。由于雄性動(dòng)物(F0)對(duì)后代除了提供精予以外并無(wú)其它影響，其后代(F1)的表型改變可直接反映父系環(huán)境因素引起變化的跨代繼承現(xiàn)象。本研究通過(guò)采用有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)雄性C57BL/6小鼠，通過(guò)對(duì)比運(yùn)動(dòng)干預(yù)小鼠子

3、代與正常飲食安靜組小鼠子代生長(zhǎng)指標(biāo)的差異，并采用分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)子代小鼠生長(zhǎng)指標(biāo)產(chǎn)生變化的機(jī)制進(jìn)行深入研究，試圖揭示有氧運(yùn)動(dòng)不僅對(duì)運(yùn)動(dòng)者本身健康有益，而且還可能通過(guò)跨帶繼承的方式對(duì)子代生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生一定的影響。
　　研究方法:
　　(1)實(shí)驗(yàn)用C57BL/6小鼠的繁殖和選擇:同窩C57BL/6雄性小鼠(F0)自出生21天斷乳后隨機(jī)分為運(yùn)動(dòng)組(E)和安靜組(C)。同窩雌性小鼠以正常小鼠飼料安靜喂養(yǎng)以備交配使用，8周后與各組雄性小

4、鼠1∶1交配，次日晨起檢查雌鼠外陰處精栓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)精栓后將雄鼠移出、孕鼠單獨(dú)喂養(yǎng)至分娩;(2)運(yùn)動(dòng)方案:運(yùn)動(dòng)組進(jìn)行為期6周、75％ VO2max強(qiáng)度的跑臺(tái)訓(xùn)練，1次/天，60min/次，5次/周;(3)F1代小鼠(EM，CM)生長(zhǎng)指標(biāo)的檢測(cè):測(cè)量F1代小鼠體重、體長(zhǎng)、股四頭肌重量、濕重比（股四頭肌重量/體重）、內(nèi)臟脂肪（腎周脂肪與附睪周脂肪）重量;(4)采用ELISA試劑盒檢測(cè)F1代小鼠血清IGF-1濃度;(5)采用Real-Time P

5、CR法檢測(cè)F1代小鼠肝臟IGF-1基因表達(dá);(6)采用Western blot檢測(cè)F1代小鼠股四頭肌與內(nèi)臟脂肪組織IGF-1與IGF-1R蛋白表達(dá);(7)采用甲基化免疫共沉淀結(jié)合PCR(MeDIP-qPCR)的方法檢測(cè)F1代小鼠肝臟IGF-1基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化水平。
　　研究結(jié)果:
　　(1)F1代小鼠生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)比: F1代生長(zhǎng)指標(biāo)研究中發(fā)現(xiàn)EM組小鼠的體重較CM組小鼠高12.76％(CM:15.13±2.08; EM:1

6、7.06±1.37，P＜0.05)、股四頭肌重量與濕重比分別高23.50％(CM:0.17±0.02; EM:0.21±0.03，P＜0.05)和9.73％(CM:1.13±0.09; EM:1.24±0.12，P＜0.05)，而內(nèi)臟脂肪重量降低EM組較CM組低21.21％(CM:0.33±0.05; EM:0.26±0.03，P＜0.05)，體長(zhǎng)指標(biāo)EM與CM組間無(wú)顯著性差異;運(yùn)動(dòng)組小鼠雌性后代(EF)與安靜組小鼠雌性后代(CF)組小

7、鼠生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)比未出現(xiàn)任何統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。因此，本課題以F1代雄性小鼠為研究對(duì)象開(kāi)展深入研究。(2) ELISA實(shí)驗(yàn)結(jié)果:EM組小鼠血清IGF-1含量較CM組高73.15％(CM:1316.40±180.13;EM:2279.34±239.63，P＜0.01);(3) PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果:EM組小鼠肝臟IGF-1 mRNA表達(dá)較CM組分別高4.12倍(P＜0.05);(4)甲基化免疫共沉淀結(jié)合PCR研究(MeDIP-qPCR)結(jié)果:EM組小鼠肝組

8、織中P1，P2甲基化水平較CM組分別低38.78％(P＜0.05)和52.80％(P＜0.01);(5)IGF-1與IGF-1R Western Blot檢測(cè)結(jié)果:EM組小鼠骨骼肌組織IGF-1，IGF-1R蛋白的表達(dá)較CM組分別高83.5％和41.2％(P＜0.05)。EM組小鼠內(nèi)臟脂肪組織IGF-1，IGF-1R蛋白表達(dá)與其骨骼肌組織表達(dá)變化趨勢(shì)基本一致。EM組小鼠內(nèi)臟脂肪組織IGF-1蛋白表達(dá)較CM組高1.36倍(P＜0.05);

9、IGF-1R蛋白表達(dá)較CM組高87.3％(P＜0.05)。
　　研究結(jié)論:
　　(1)父系6周有氧跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)可顯著增加子代雄性小鼠骨骼肌組織生長(zhǎng)、減少其內(nèi)臟脂肪堆積，但對(duì)子代雌性小鼠的影響則無(wú)顯著性差異;
　　(2)血清和肝臟IGF-1檢測(cè)結(jié)果提示運(yùn)動(dòng)組雄性子代骨骼肌生長(zhǎng)的增高是通過(guò)提高小鼠肝臟IGF-1基因和蛋白表達(dá)而實(shí)現(xiàn)的;
　　(3) MeDIP-qPCR基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化分析結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)組子代雄性小鼠肝細(xì)