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.2016年9月15日；594(18):5255-69.
doi:10.1113/JP272440。 Epub 2016年8月18日。

2型脱碘酶激活甲状腺激素介导运动诱导骨骼肌过氧化物酶体增殖物激活受体-γ辅活化因子-1α的表达

芭芭拉·M·L·C·博科 1 2, 鲁亚·卢萨达 三, 迭戈·H·S·西尔维斯特 1 三, 玛丽亚·桑托斯 4, 埃琳娜·安妮·帕尔默 1, Igor F Rangel公司 三, 谢琳·阿卜杜拉 5, 安德烈亚·费雷拉 4, 米里亚姆·O·里贝罗 6, Balázs Gereben先生 7, 丹尼斯·卡瓦略 4, 安东尼奥·比安科 1, Joáo P Werneck-de-Castro先生 8 9
附属机构

2型脱碘酶激活甲状腺激素介导运动诱导骨骼肌过氧化物酶体增殖物激活受体-γ辅活化因子-1α的表达

芭芭拉·M·L·C·博科等人。 生理学杂志. .

摘要

要点：在骨骼肌中，体育锻炼和甲状腺激素调节过氧化物酶体增殖物激活受体-γ辅活化因子-1α（PGC-1a）的表达，这对骨骼肌线粒体功能至关重要。激活骨骼肌甲状腺激素的2型脱碘酶（D2）的表达通过β-肾上腺素能受体依赖性机制通过急性平板运动上调。骨骼肌纤维中D2的药物阻断或Dio2基因的破坏会损害急性运动诱导的PGC-1a表达。在长期运动的小鼠中，Dio2破坏也会损害肌肉PGC-1a的表达和线粒体柠檬酸合成酶的活性。

摘要：甲状腺激素促进过氧化物酶体增殖物激活受体-γ辅活化因子-1α（PGC-1a）的表达，后者介导骨骼肌（SKM）线粒体的生物生成和氧化能力。骨骼肌细胞表达2型脱碘酶（D2），该酶产生3,5,3'-三碘甲状腺原氨酸（T3），即活性甲状腺激素。为了测试D2生成的T3是否在运动诱导的PGC-1a表达中发挥作用，研究了SKM-特异性Dio2失活（SKM-D2KO或MYF5-D2KO）的雄性大鼠和小鼠。急性平板运动（20分钟，最大有氧能力的70-75%）增加了大鼠比目鱼肌、白色腓肠肌和小鼠比目鱼肌肉中D2的表达/活性（1.5至2.7倍）以及PGC-1a mRNA的水平（1.5至5倍），这是通过预处理1 mg（100 g体重）（-1）来预防的普萘洛尔或6 mg（100 g体重）（-1）碘帕酸（5.9倍对2.8倍；P<0.05），可阻断D2活性。在SKM-D2KO小鼠中，急性跑步机运动未能在比目鱼肌中完全诱导PGC-1a（1.9倍vs.2.8倍；P<0.05），而在原代SKM-D2KO心肌细胞中，对1μm forskolin的PGC-1b反应有限（2.2倍vs.1.3倍；P<0.01）。慢性运动训练（6周）增加比目鱼肌PGC-1a mRNA水平（～25%）和线粒体柠檬酸合成酶（～20%）。相反，SKM-D2KO小鼠中PGC-1a的表达没有改变，柠檬酸合成酶减少了约30%。MYF5-D2KO小鼠比目鱼肌PGC-1a对慢性运动的反应也减弱。总之，急性平板运动通过β-肾上腺素能受体依赖机制增加SKM D2的表达。心肌细胞内T4到T3的加速转换介导了跑步机运动诱导的部分PGC-1a及其对线粒体功能的下游影响。

关键词：门控；异质性；磷酸化；贩卖人口。

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数字

图1
图1。高强度跑步机运动诱发迪奥2和PGC‐1a公司大鼠慢收缩（比目鱼肌）和快收缩（腓肠肌）骨骼肌的基因表达
A类急性平板运动方案。B类非运动（SED）大鼠比目鱼肌D2活性以及运动后0.5和2 h。C类，与中相同B类，但是迪奥2用qPCR测定mRNA水平。D类，与中相同C类除了使用了白色腓肠肌。E类和F类,PGC‐1a公司大鼠比目鱼肌mRNA水平(E类)和白色腓肠肌(F类)SED大鼠，运动后0.5和2小时。填充栏表示未运动（SED）大鼠和高强度跑步机运动后的开放栏时间点。数值显示为平均值+SEM(n个 = 3–8).* P（P）<0.05时，** P（P）<0.01和*** P（P）与SED值相比<0.001。
图2
图2。运动诱发的迪奥2大鼠的表达依赖于β肾上腺素能受体信号
A类，用β受体阻滞剂心得安[1mg（100g体重）]治疗大鼠−1 i.p公司.; 在进行急性运动方案前1小时，打开整个图形中的条形图）或生理盐水（整个图形中充满条形图）。B类比目鱼肌迪奥2非运动（SED）大鼠和运动后0.5、2和10 h的mRNA水平。C类，与中相同B类除了使用白色腓肠肌（WG）。D类比目鱼肌PGC‐1a公司SED大鼠运动后0.5、2和10h的mRNA水平。E类，与中相同D类除了使用WG肌肉之外。F类SED大鼠的血糖浓度，运动后即刻和0.5h。克，与中相同F类，但测量了血乳酸浓度。小时、血清甲状腺素（T4)运动后0.5、2和10 h，SED大鼠的血药浓度。我，与中相同小时，除了3,5,3′-三碘甲状腺原氨酸（T三)已测量。数值显示为平均值+SEM(n个 = 3–8).* P（P）<0.05时，** P（P）<0.01和*** P（P）与SED值相比<0.001；# P（P） < 0.05,## P（P）<0.01和### P（P）与普萘洛尔治疗组相比<0.001。
图3
图3。阻断甲状腺素转化（T4)至3,5,3′-三碘甲状腺原氨酸（T三)碘酸治疗抑制运动诱导的骨骼肌PGC‐1a公司表达
A类大鼠用碘帕酸[6g（100g体重）]治疗−1 i.p公司.; 在急性运动方案前2小时，打开图中的条形图]或车辆（图中的黑色条形图）。B类比目鱼肌PGC‐1a公司非运动（SED）大鼠和运动后2h的mRNA水平。C类，与中相同B类，除了使用了白色腓肠肌。D类SED大鼠运动后即刻和0.5h的血糖浓度。E类，与中相同D类，但测量了血乳酸浓度。F类，血清T4SED大鼠的浓度，以及运动后0.5和2 h。克，与中相同F类，除了T三已测量。数值显示为平均值+SEM(n个 = 5–9).* P（P） < 0.05,** P（P）<0.01和*** P（P）与SED值相比<0.001；# P（P）<0.05和### P（P）与iopanic acid治疗组相比，<0.001。
图4
图4。迪奥2通过运动在小鼠比目鱼肌中诱导，其遗传破坏受损PGC‐1a公司响应
A类小鼠急性平板运动方案。B类比目鱼肌迪奥2C57/B6非运动（SED）小鼠的mRNA水平以及运动后1和2小时，C类，与中相同B类，除了那个PGC‐1a公司分析mRNA水平。D类、血浆甲状腺素（T4)C57/B6非运动（SED）小鼠的浓度，以及运动后1小时和2小时的浓度。E类，与中相同D类，除了3,5,3′-三碘甲状腺原氨酸（T三)已测量。黑色条表示SED小鼠和活动平板运动后打开条的时间点。数值显示为平均值+SEM(n个 = 6–7).F类SED SKM‐D2KO的比目鱼肌D2活性(迪奥2运动后1小时和2小时，心肌细胞的破坏）和室友控制小鼠。克，与中相同F类，除了那个PGC‐1a公司分析mRNA水平。小时，与中相同克，除了使用了白色腓肠肌。数值显示为平均值+SEM(n个 = 4–7).* P（P） < 0.05,** P（P）<0.01和*** P（P）与SED值相比<0.001；# P（P）<0.05和## P（P）与对照值相比<0.01。
图5
图5。缺乏迪奥2在肌细胞中阻止PGC‐1a公司cAMP–蛋白激酶A信号传导诱导
A类,PGC‐1a公司用1μ米forskolin（FSK）或车辆（DMSO）。B类，与中相同A类，除了那个迪奥2测定mRNA水平。数值显示为平均值+SEM(n个 = 3);* P（P） < 0.05,** P（P）<0.01和*** P（P）与DMSO值相比<0.001；# P（P）<0.05和### P（P）与对照值相比<0.001。
图6
图6。SKM‐D2KO小鼠表现出慢性运动诱导的损伤PGC‐1a公司线粒体柠檬酸合成酶活性
A类慢性运动方案。B类，未锻炼（SED）SKM‐D2KO的体重增加(迪奥2心肌细胞的破坏）和同窝对照小鼠以及在6周的跑步机运动训练之后。C类，与中相同B类，但对皮下脂肪进行称重。D类比目鱼肌PGC‐1a公司SED SKM‐D2KO和同窝对照小鼠的mRNA水平，以及运动训练6周后。E类，与中相同D类除了使用了白色腓肠肌。F类，与中相同D类测定线粒体柠檬酸合成酶活性。克SED和运动SKM‐D2KO小鼠比目鱼肌α‐VDAC1、α‐MTC和肌动蛋白的Western blotting。对图像的对比度和亮度进行了调整，以使结果更清晰；小时，比目鱼肌蛋白（ptn）水平的α‐VDAC通过定量蛋白质印迹克.我，与中相同小时除α‐MTC用于测定线粒体蛋白水平外；α‐VDAC1和α‐MTC蛋白水平通过肌动蛋白水平进行标准化。黑色条表示对照小鼠，灰色条表示SKM‐D2KO小鼠。数值显示为平均值+SEM(n个=4-6）。J型，比目鱼PGC‐1a公司SED MYF5‐D2KO的mRNA水平(迪奥2骨骼肌前体细胞的破坏）和同窝对照小鼠，以及在跑步机运动训练6周后。* P（P） < 0.05,** P（P）<0.01和*** P（P）与SED值相比<0.001；# P（P）<0.05和### P（P）与对照小鼠相比<0.001。条形图上方的数字表示与SED组相比的折叠诱导。
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中的注释

  • 内分泌与儿科运动科学-2016。
    伊莱亚基姆A。 伊莱亚基姆A。 儿科运动科学。2017年2月；29(1):45-48. doi:10.1123/pes.2017-0013。 儿科运动科学。2017 PMID：28271805

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