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公共科学图书馆一号。2014; 9(3):e91675。
2014年3月14日在线发布。 数字对象标识:10.1371/journal.pone.0091675
预防性维修识别码:下午3954790
PMID:24632837

骨骼肌周脂蛋白3和外套膜蛋白在运动后增加,并与脂肪氧化相关

Jean-Marc A.Lobaccaro,编辑器

关联数据

补充资料

摘要

脂滴相关蛋白,如紫苏素3(PLIN3)和共构体GTPase蛋白(GBF1、ARF1、Sec23a和ARFRP1)在骨骼肌中表达,但迄今为止对其调节脂肪分解作用知之甚少。我们旨在探讨脂解刺激的作用在体外在人类的初级肌管以及体内在一次剧烈运动后。体外肾上腺素(100μM)或脂解混合物(30μM棕榈酸酯、4μM福斯科林和0.5μM离子霉素,PFI)的脂解刺激导致PLIN3蛋白含量增加。涂层体GTPases,如GBF1、ARF1、Sec23a和ARFRP1也随着脂解刺激而增加。此外,长时间耐力训练(20名男性;年龄24.0±4.5岁;BMI 23.6±1.8 kg/m2)人类骨骼肌中PLIN3蛋白的增加(p=0.03)与体外棕榈酸酯氧化(r=0.45,p=0.04)和全身体内脂肪氧化(r=0.52,p=0.03)。ARF1的蛋白质含量增加(p=0.04),而其他几种涂层的mRNA表达增加(GBF1、ARF1和Sec23a,均p<0.05)。这些数据提供了对脂肪分解和PLIN3以及人类骨骼肌中这些凝血GTPase蛋白之间可能关系的新观察见解。

介绍

自从发现肌细胞内脂质(IMCL)与骨骼肌胰岛素敏感性呈负相关以来,了解骨骼肌的脂质代谢一直是胰岛素抵抗研究的重点。脂滴动力学是理解整体脂质代谢不可或缺的一部分。[1][3]与此平行的是,也有研究表明,耐力训练的运动员和患有2型糖尿病的个人都会升高IMCL,而这两组的胰岛素敏感性仍然是截然相反的,[4]因此表明仅仅具有升高的IMCL并不一定导致胰岛素抵抗。因此,了解骨骼肌内脂滴动力学的调节可能是了解整体脂质代谢的一个组成部分。对紫苏素蛋白家族的研究表明,紫苏素2(PLIN2,也称为ADRP)和紫苏素5(PLIN5,也称为OXPAT)似乎是脂滴氧化和脂滴与线粒体相互作用的基础[5][12]然而,很少有研究人员探讨了紫苏皂苷3(PLIN3,也称为TIP47)的调节,这是骨骼肌中一种显著的、高表达的脂滴相关蛋白及其对脂质氧化的影响[12][14].

肾上腺素刺激和收缩大鼠骨骼肌时PLIN3共定位于脂滴[15]同样,脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)是存在于骨骼肌中的一种主要脂肪酶,已被证明与PLIN3包被的脂滴共定位[14],[16]涂层体GTPases可能在通过内质网向高尔基体转运ATGL至PLIN3涂层脂滴中起调节作用[17]。用布雷费尔丁A(一种已知的抑制ER-高尔基体转运的化合物)治疗,可以防止ATGL在HeLa细胞中定位于PLIN3包被的脂滴[17]此外,在HeLa细胞和棕色脂肪组织中,ADP-核糖基化因子1(ARF1)、ARF相关蛋白1(ARFRP1)和高尔基特异性brefeldin A抗性鸟嘌呤核苷酸交换因子1(GBF1)的敲除也阻止了ATGL与PLIN3包被的脂滴的共定位[17],[18]到目前为止,只有少数研究调查了骨骼肌中的这些途径,或与运动刺激相关的途径,从而研究了脂质对氧化代谢的可用性[13],[14]由于耐力运动严重依赖脂质氧化[19]经过耐力训练的运动员具有高水平的IMCL[4],我们假设紫苏素3与运动诱导的脂肪分解有关。

因此,我们利用这两种方法研究了运动对PLIN3蛋白和脂滴相关共沸物的影响在体外体内方法。体外实验是用肾上腺素进行的[20]刺激脂肪分解以及棕榈酸盐、福斯科林和离子霉素(PFI)的药理学混合物,以诱导原代人类骨骼肌细胞培养模型中的脂肪分解[21]PLIN3也是从长时间耐力运动前后进行的人体骨骼肌活检中测量的。此外,我们还研究了ATGL和GTPases的表达,这些GTPases已知可以调节ER-Glgi的贩运。这些数据表明PLIN3和ER-to-Golgi共构体在骨骼肌脂质代谢中起着重要作用,并为骨骼肌脂质新陈代谢的潜在新的脂解途径提供了见解。

方法

道德声明

参与者提供了书面知情同意书,研究方案的所有方面均由Pennington生物医学研究中心的机构审查委员会审查和批准。

人骨骼肌原代培养物的建立

通过从股外侧肌5名瘦削健康的白人男性捐赠者(年龄23.0±1.9岁,BMI 24.2±0.6 kg/m2). 人类原代肌肉培养的建立已从先前描述的方案中进行了修改[22]使用杂交瘤银行(爱荷华大学)提供的5.1H11抗体和MACS细胞分选柱系统(加利福尼亚州奥本市Miltenyi Biotec)对成肌细胞骨骼肌祖细胞进行免疫分类。来自五位捐赠者的成肌细胞培养物同时生长到大约90%的融合处,然后使用之前描述的方案合并在一起进行实验[23]细胞进一步生长到大约80%的汇合处,然后用补充有2%胎牛血清(纽约州格兰德岛生命技术公司)、1%牛胎球蛋白(密苏里州圣路易斯西格玛)和1%喷氏菌的α-最小基本培养基(纽约州Grand Island生命技术公司触发差异化。将细胞保存在分化培养基中7天,通过对融合的纵向多核细胞的视觉评估,将其视为肌管。

体外用原代人肌管治疗肾上腺素和PFI

采用Watt等人的技术治疗肌管。[20]用100μM肾上腺素(西格玛,圣路易斯,密苏里州)进行15分钟、30分钟和1小时的疗程,在每个时间点收集总蛋白。对于PFI实验,肌管用30μM棕榈酸盐、4μM毛喉素和0.5μM离子霉素(PFI)处理——所有这些都是从Sigma(密苏里州圣路易斯)购买的。我们之前的研究表明,肌管中的PFI处理增加了棕榈酸酯氧化,增加了线粒体氧化磷酸化复合物的表达,并改善了葡萄糖摄取[21]简而言之,肌管在分化培养基中维持4天,然后每天用PFI治疗1小时,再治疗3天。在没有PFI的情况下,每天对对照细胞的分化培养基进行类似的改变。PFI治疗3天后,PFI治疗后立即收集总蛋白和mRNA(0分钟),并在PFI治疗15分钟、30分钟和1小时后收集总蛋白。使用补充有2%蛋白酶抑制剂鸡尾酒(Sigma,St.Louis,MO)、2%磷酸酶抑制剂鸡尾酒2(Sigma,St.Louis,MO)和2%磷酸酶抑制剂鸡尾酒3(Sigma,St.Louis,MO)的RIPA缓冲液(Sigma,St.Louis,MO)收集总蛋白。使用齐阿唑(Qiagen,Germantown,MD)收集总mRNA。

人类参与者的耐力训练

20名健康、血糖正常的男性参与者(16名白种人、3名非裔美国人、1名非特定种族)被招募参与本试验,他们没有参与竞技水平的运动。这些参与者的特征见表1身体成分通过双x射线吸收仪(DXA,QDR 4500A;Hologics,Waltham,MA)和VO进行评估2最大值是在固定式自行车测功机上测量的(荷兰格罗宁根Lode Excalibur),使用增量工作负荷协议,同时使用代谢车进行气体交换测量(TrueOne 2400;犹他州桑迪ParvoMedics)。VO(旁白)2在运动干预前2天以上评估max和DXA测量值,以防止运动对基线测量值产生任何混淆的急性影响。在运动会之前,参与者在晚上被送入机构住院部。第二天早上,在隔夜禁食后,使用DeltaTrac代谢车和经皮骨骼肌活检术测量静息代谢率股外侧肌进行肌肉锻炼。该运动试验的其他结果已经公布[24]使用Parvodics TrueOne 2400代谢车,通过吹口收集的呼气来评估运动时的气体交换。如前所述,计算了总能量消耗和底物氧化[25]。然后参与者以50%的VO在固定自行车上锻炼2直到他们消耗了650千卡。在运动完成前8%、20%、40%、60%、80%和之后进行间接热量测定,以测量消耗了650 kcal的能量。定期抽血,并结合间接量热法测量,用化学发光免疫分析法测定肾上腺素和去甲肾上腺素(Immulite 2000™,Siemens Healthcare Diagnostics,Deerfield,IL);通过Beckman Coulter DXC 600(加利福尼亚州Brea Beckman Coolter)上的酶法测定血糖、胰岛素和血脂。所有血清测量均遵循制造商的方案。这里我们只报道了运动前后的血清检测结果(表2). 运动后,立即从股外侧肌靠近第一次活检。

表1

单次耐力训练受试者的人体测量特征。
平均值±标准偏差
年龄(年) 24.0±4.5
重量(kg) 76.7±6.5
高度(cm) 180.3±5.4
体重指数(kg/m2) 23.6±1.8
%身体脂肪 16.6±3.2
FM(千克) 12.8±3.1
FFM(千克) 63.9±4.7
VO(旁白)最大值2(毫升/分钟/FFM) 47.2±5.7
空腹血糖(mg/dL) 88.0±4.6
空腹胰岛素(mU/dL) 3.6±1.6
HOMA-IR公司 0.78±0.37
禁食FFA 0.45±0.17
%类型1光纤 35.9±11.7
%2型光纤 64.2±11.7

表2

单次耐力训练前后的临床和肌纤维特征。
基线运动后
平均值±标准偏差平均值±标准偏差p值
可再生能源公司 0.95±0.040.89±0.03<0.001
棕榈酸酯氧化, 体外 (nmol/hr/mg蛋白质) 615.9±375.9887.3±404.30.01
IMCL总含量(AU) 27.7±27.521.3±19.40.21
1型光纤中的IMCL含量(AU) 29.3±28.623.4±22.60.21
2型光纤中的IMCL含量(AU) 25.9±25.920.1±17.90.25
IMCL光纤类型1密度(AU) 11.2±13.67.9±7.50.24
IMCL光纤类型2密度(AU) 16.3±16.913.3±13.30.40
糖原含量(AU) 8.40±0.797.32±0.680.001
游离脂肪酸(毫摩尔/升) 0.45±0.170.73±0.30<0.001
肾上腺素(mg/dL) 46.9±17.8193.4±77.5<0.001
去甲肾上腺素(mg/dL) 302.2±149.0986.2±347.6<0.001

骨骼肌活检程序

利多卡因/布比卡因局部麻醉后,使用Bergstrom技术从股外侧肌(Propper Manufacturing Co.,纽约长岛市)。在基线检查和运动后分别进行两次切口收集组织。第二次活检是在运动结束后不超过3分钟的时间内进行的。对所有骨骼肌样本进行目测评估并清除肌内脂肪组织,然后立即在液氮中快速冷冻,以测量mRNA和蛋白质。样品被吸干,然后放置在最佳切割温度(OCT,Thermo Scientific,Waltham,MA)和Tragacanth粉末(Acros,Geel,Belgium)的混合物中,以进行糖原、肌内脂质和纤维分型的免疫组化测量。收集了另一个样本,用于测量体外棕榈酸酯氧化。

免疫组织化学测量

如前所述,使用免疫荧光技术测量纤维分型和肌细胞内脂质(IMCL)[24]纤维分型采用免疫组织化学方法,在12μm切片上进行,使用Microm HM 550(Thermo Scientific,Waltham,MA)获得。使用针对慢肌球蛋白重链1型(MHC1)的小鼠单克隆抗体检测1型纤维(MAB1628;Millipore,Burlington,MA),并使用针对层粘连蛋白的大鼠单克隆抗体(AB2500;Abcam Inc,Cambridge,MA)检测肌纤维细胞膜。然后用Bodypy 494染料(Molecular Probes,Eugene,OR)对切片进行复染,以染色IMCL。使用共焦显微镜(Leica TCS SP5 AOBS共振扫描多光子共焦显微镜,Leica Microsystems,Wetzlar,Germany)拍摄图像,并对I型纤维进行计数。IMCL是使用Sigma Scan Pro 5软件(SPSS,芝加哥,IL)通过描述肌纤维内的Bodypy染色来确定的。糖原含量使用周期酸、Shiff染色进行测量,并使用Sigma Scan Pro 5软件进行分析[26]中提供了运动干预前后IMCL、纤维分型和糖原的典型图像图S2对于所有组织学测量,在组织内获得三个横截面切片。从每个横截面切片中评估不少于50根纤维的IMCL含量、纤维类型和糖原。

体外骨骼肌中棕榈酸酯的氧化措施

如前所述,在骨骼肌中进行棕榈酸酯氧化试验[24]简单地说,将约75 mg骨骼肌组织均质化并装入捕获板装置中,以评估脂肪酸氧化的气体交换。0.176μM的棕榈酸总量(0.088μM的[1-14C] -将0.088μM非放射性标记棕榈酸酯中的棕榈酸酯添加到肌肉匀浆中。放射性标记棕榈酸酯来自美国放射性标记化学品公司(密苏里州圣路易斯)。无线电标签14一氧化碳2用闪烁计数法评估棕榈酸酯氧化产生的不完全酸溶性中间体。将数据调整为从肌肉匀浆中获得的总蛋白质含量,该总蛋白质含量通过双钦酸分析测定(Pierce BCA,Thermo Scientific,Waltham,MA)。

骨骼肌中的基因表达

两者的总mRNA体内在体外使用miRNEasy Mini Kit(马里兰州杰曼顿市齐根)提取实验,并使用高容量cDNA Kit(加利福尼亚州福斯特市应用生物系统公司)制作cDNA。使用TaqMan基因表达分析按需检测基因表达(加州福斯特市应用生物系统公司);每个基因产品的目录编号列表见表S1使用7900HT快速实时PCR系统(加利福尼亚州福斯特市应用生物系统公司)进行实时qPCR,并根据标准曲线测定表达水平。骨骼肌和肌管基因表达调整为RPLPO的表达。

骨骼肌中的蛋白质含量

通过使用Criterion装置和12.5%SDS聚丙烯酰胺凝胶(均购自加利福尼亚州Hercules的Bio-Rad)的western免疫印迹法从总蛋白质提取物中测量蛋白质含量,并将其调整为GAPDH(AB9484;马萨诸塞州剑桥市AbCam)或通过胭脂红S染色(密苏里州圣路易斯市Sigma)评估的总蛋白质。PLIN3抗体购自Novus Biologicals(产品目录号:NB110-40764,Littleton,CO)。GBF1(AB86071)、ATGL(AB109251)和ARFRP1(AB108199)的抗体购自AbCam(马萨诸塞州剑桥市)。ARF1抗体购自Epitomics(产品目录号1635-1;加利福尼亚州伯灵盖姆)。

统计分析

使用6.0版PRISM GraphPad软件(加利福尼亚州拉霍亚市GraphPadSoftware)对数据进行分析。使用Shapiro-Wilk正态性检验发现所有数据均为正态分布。使用配对的Student双向t检验评估基线和干预措施,并在运动干预中使用Pearson相关性。使用单向方差分析来确定不同时间点的基因表达差异在体外PFI实验。p值<0.05被认为具有统计学意义。

结果

PLIN3变化响应在体外人肌管中的肾上腺素和脂解混合物(PFI治疗)

在整个过程中,随着肾上腺素的刺激,PLIN3蛋白含量稳步增加(图1A). 同样,ER-Golgi共沸物GTPases ARF1和ARFRP1也增加(图1A)肾上腺素刺激后分别为30分钟和1小时。在PLIN3和ARFRP1显著最大增加之前,共聚体GTPase,GBF1在肾上腺素作用30分钟后最大表达(图1A). 在肾上腺素治疗期间,ATGL水平几乎没有变化(图1A).

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人原发性肌管中的肾上腺素和脂解混合物(PFI)增加了紫苏素3和共变构体蛋白。

A) 用100μM肾上腺素刺激原发性人类骨骼肌肌管(n=5)。通过密度测定评估PLIN3的表达随着肾上腺素的使用而持续增加。此外,GTPases ARF1和GBF1在肾上腺素刺激30分钟后增加,ARFRP1在肾上腺素刺激1小时后增加。B) PLIN3、ATGL ARFRP1、GBF1和ARF1蛋白质含量在在体外初级人类骨骼肌肌管中的脂解刺激(PFI)(n=5)。

与对照条件相比,对脂解混合物(PFI)的反应是,PFI处理后PLIN3蛋白含量立即增加,30分钟后达到最大值(图1B). 同样,共构体GTPase GBF1的最大表达与PLIN3在30分钟时的最大表达一致(图1B). PFI处理增加了共变异构体GTPase ARFRP1的表达(图1B). 最后,在PFI治疗结束后,ATGL的表达立即高于对照组,尽管略有增加,但PFI治疗后1小时内ATGL表达稳定下降(图1B).

关于mRNA表达水平,第23a秒,共聚异构体2蛋白复合物(COPII)的一个亚单位,以及arf1PFI治疗后即刻分别增加2.5倍和3倍(图2). mRNA表达gbf1标准PFI治疗后30分钟和1小时后才显著增加(图2).

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人原发性肌管中的外套膜GTPase基因表达随溶脂鸡尾酒(PFI)的变化而变化。

PFI治疗前后(0、30分钟和1小时)培养的人肌管中Sec23a、ARF1和GBF1 mRNA水平(n=5)*p<0.05

PLIN3对人体肌肉耐力运动的反应变化

耐力练习赛在降低全身呼吸交换比(RER)、提高血清游离脂肪酸(FFA)浓度和体外肌肉棕榈酸酯氧化,从而证实脂质氧化比碳水化合物氧化更受青睐(表2). 与脂质氧化增加平行,PLIN3和ATGL蛋白含量随着运动而增加(图3A、3B和3C). 同样,在蛋白质和mRNA水平上,共变异构体GTPase ARF1增加(图3A和3D);arfrp1型,gbf1标准,第23a节、和β-cop1仅在mRNA水平上增加(图3D). 两者都有过氧化物酶体增殖物激活受体α,一种已知的调节紫苏蛋白家族表达的转录因子[27]-[29],及其共激活剂pgc1α运动后mRNA表达增加。信使核糖核酸表达βhadpdk4型,两种有利于脂肪氧化的酶,也随着运动而增加,进一步证实了运动有利于骨骼肌的脂质氧化(图3E).

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人类骨骼肌中与单次耐力运动脂解有关的蛋白质和基因表达的变化。

A) PLIN3、ATGL、ARF1、ARFRP1和加载控制GAPDH的代表性印迹。B) 急性运动后骨骼肌PLIN3蛋白的定量条形图(n=19)。C) 急性运动后骨骼肌ATGL蛋白的定量条形图(n=19)。D) 健康受试者骨骼肌中脂滴互变异构体基因的mRNA水平(n=19)和氧化基因的(E)mRNA水平,以应对急性运动(n=14-19)*p<0.05。

运动后PLIN3蛋白的变化与体外肌肉棕榈酸酯氧化(r=0.49,p=0.04;图4A)调整无脂体重后,累积全身脂肪氧化(FFM;r=0.52,p=0.03;图4B). 我们注意到IMCL含量略有下降;然而,尽管体内体外脂肪氧化,IMCL含量的下降没有达到显著性(p=0.21,表2). 我们发现,那些通过运动增加PLIN3的个体往往与IMCL的变化呈负相关(r=-0.35,p=0.10;图S1A). 然而,在调整了纤维型横截面积(一种称为IMCL密度的测量值)后,运动增加PLIN3蛋白含量的参与者与II型纤维的IMCL浓度显著负相关(r=-0.58,p=0.02,图S1B); 而在I型纤维中与IMCL密度无关(图S1C). 正如预期的那样,运动后骨骼肌中的糖原含量显著降低(p=0.001,表2). PLIN3蛋白含量的变化与糖原的变化呈正相关(r=-0.55,p=0.01;图4C)这表明那些增加了PLIN3的参与者在运动中更喜欢脂质氧化,而不是碳水化合物氧化。然而,PLIN3蛋白的变化与血清FFA、肾上腺素或去甲肾上腺素浓度的变化没有任何关系。

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骨骼肌组织中紫苏素3(PLIN3)蛋白的变化与脂肪氧化之间的关系。

A) PLIN3蛋白表达变化与体外骨骼肌组织匀浆中测定的棕榈酸酯氧化(n=18)。B) PLIN3蛋白表达的百分比变化与通过间接量热法测量的全身累积脂肪氧化之间的相关性(n=18)。C) 运动期间总糖原含量变化与PLIN3蛋白变化之间的相关性(n=18)。

讨论

紫苏糖苷3是一种脂滴外壳蛋白,先前研究表明,它在脂解刺激后与ATGL共定位于脂滴[14],[16]我们的数据首次表明,在人类原代肌肉细胞中,PLIN3的表达随着肾上腺素刺激和已知的诱导脂解的药物混合物的反应而增加。重要的是,我们还首次表明PLIN3表达增加在里面在长期耐力运动后,在健康、瘦削男性的骨骼肌组织中。PLIN3蛋白的增加与体外肌肉匀浆棕榈酸酯氧化以及运动时全身累积脂肪氧化。

我们的数据支持PLIN3参与骨骼肌内脂质氧化的假设。Prats等人表明,在个别大鼠肌肉纤维中,注射肾上腺素后,PLIN3共同定位于脂滴[15]Smirnova等人表明,在脂解过程中,ATGL共同定位于涂有PLIN3的脂滴,并沿脂滴表面取代PLIN3[16]我们在人体肌管中的PFI治疗表明,在脂解刺激停止后PLIN3立即增加(图1B). 此外,PLIN3的表达从PFI治疗后即刻增加到30分钟,而ATGL的最大表达在PFI治疗之后立即出现,在脂解刺激后其表达稳步下降(图1B). 这支持了Smirnova等人声称的ATGL在脂肪分解过程中取代PLIN3的概念。此外,我们发现肌管中的PLIN3随着在体外肾上腺素刺激以及体内在一场耐力训练之后(图1A,3A和3B). 组织中PLIN3蛋白含量的增加与体外骨骼肌中棕榈酸酯的氧化(图4A),累积全身脂肪氧化(图4B)以及肌肉中糖原含量的变化(图4C). 那些随着运动增加PLIN3蛋白含量的个体,其趋势与IMCL含量随运动的变化呈负相关(图S1). 总之,这些数据表明PLIN3蛋白参与了由以下两种物质诱导的脂肪分解在体外药物刺激或骨骼肌耐力训练。

我们的数据还显示,在脂肪分解刺激后,几种共变异构体GTPase增加在体外体内先前的实验表明,βCOP1、ARF1、GBF1或Sec23a的敲除可以阻止ATGL与PLIN3包被的脂滴的共定位[17]Guo等人假设涂层聚GTP酶参与脂解和脂肪酶相互作用的脂滴分配[30]然而,尚未观察到ATGL和PLIN3之间的直接蛋白质相互作用[31]因此,我们推测PLIN3和共构体GTPases的增加表明,PLIN3通过作为引导脂肪酶传递到脂滴的靶向信号而促进脂肪分解。我们在这里报道的数据虽然新颖,但却是观察到的,从这项研究中无法完全阐明这些关系的真正机制。未来的蛋白质组研究将有必要最终推断出它们相互作用的明确机制。

我们研究的一个局限性是,尽管我们招募了20名男性参与者,但由于骨骼肌组织数量有限,我们只能对14至19名参与者进行一些分子研究。此外,由于我们在基线检查时和运动后立即采集活检样本,我们只能提供运动对PLIN3含量的急性影响。在II型光纤中观察到PLIN3和IMCL密度变化之间存在反向相关性,但无法根据我们的当前数据进行解释。未来对纤维类型特异性IMCL和PLIN3表达的研究可能会为这种相关性提供见解。此外,基于这些观察研究,我们无法深入了解为什么GTPases的mRNA和蛋白水平的最大表达发生在脂肪分解刺激后的不同时间点(图1A和1B). 我们只能说,GBF1、ARFRP1、ARF1、Sec23a和βCOP1的增加要么发生在mRNA水平,要么发生在蛋白质水平,要么在脂肪分解刺激后的某些时间点同时发生。然而,值得注意的是,这是第一项研究表明,在脂肪分解刺激后,使用在体外体内实验。未来的研究将有必要确定脂解刺激持续时间、信号转导、共定位以及PLIN3和共构体GTPases之间的蛋白-蛋白质相互作用对骨骼肌脂质代谢的影响。有趣的是,Louche等人最近报道了8周耐力训练后PLIN3蛋白含量的上调[32]还应进行进一步研究,以确定运动和各种类型的运动训练对PLIN3的慢性影响,以及与脂质氧化相关的影响。

总之,我们的数据首次证明,运动时ER-Glgi货物运输过程中,紫苏素3和协同异构体相关靶点的表达增加与运动刺激的骨骼肌脂肪分解有关。这些数据为调节脂肪酶对新生或碎片化脂滴的接触以及调节骨骼肌内的脂肪分解提供了一条以前未被探索的潜在途径。这可能为骨骼肌脂肪氧化的潜在异常提供进一步的见解,骨骼肌脂肪氧化被证明发生在肥胖、2型糖尿病和脂肪营养不良中。

支持信息

图S1

在所有参与者中,PLIN3蛋白含量的变化与IMCL与运动的变化没有显著相关性。A) 然而,对于那些PLIN3蛋白含量增加的参与者,运动后IMCL含量有降低的趋势(p=0.1)。B) 此外,II型纤维IMCL密度的变化与运动增加PLIN3表达的参与者呈负相关(p=0.02)。C) 然而,在I型纤维中,PLIN3表达的变化与IMCL密度的变化没有显著相关性。

(畅通节能法)

图S2

耐力训练前后肌细胞内脂质、纤维类型和糖原的典型图像。肌细胞内脂滴和I型纤维分别显示为绿色和红色斑点(2A)。使用周期性酸性希夫(PAS)染色(2B)测量糖原含量。

(畅通节能法)

表S1

基因检测目录编号。

(DOCX)

致谢

作者要感谢Crystal Traylor、Mary Susan Thomas和Pennington生物医学研究中心的护理人员。此外,我们要感谢Mindy Gaubert在RNA和蛋白质分离方面的协助,还要感谢Pennington生物医学研究中心基因组核心设施的Richard Carmouche和Susan Newman在实时qPCR方面的协助。最后,我们衷心感谢所有参与本研究的研究志愿者。

资金筹措表

本研究部分得到了肥胖协会(J.E.G.)的年轻研究员奖和营养肥胖研究中心(NORC)拨款NIH 1P30 DK072476(E.R.)的支持。这项工作利用了Pennington生物医学研究中心的基因组学核心设施和细胞生物学和生物成像核心,部分由COBRE(NIH P20 RR021945)提供支持。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何作用。

工具书类

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文章来自PLOS ONE系列由以下人员提供多环芳烃