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.2013年11月11日;8(11):e80152。
doi:10.1371/journal.pone.0080152。 2013年电子收集。

膳食脂肪影响大鼠骨骼肌收缩和代谢基因的表达

附属公司

膳食脂肪影响大鼠骨骼肌收缩和代谢基因的表达

Wataru Mizunoya公司等。 公共科学图书馆一号. .

摘要

膳食脂肪在肥胖、脂质代谢和心血管疾病中起着重要作用。为了确定摄入不同类型的膳食脂肪是否影响支配骨骼肌代谢和收缩特性的肌纤维类型,我们用来自不同脂肪来源的15%脂肪饮食喂养雄性Wistar大鼠。给大鼠喂食由大豆油(富含n-6多不饱和脂肪酸(PUFA))、鱼油(富含n-3 PUFA的)或猪油(低PUFA含量的)组成的膳食4周。肌球蛋白重链(MyHC)亚型被用作生物标记物来描述骨骼肌纤维类型。与大豆油摄入相比,鱼油摄入显示快速型MyHC2B水平显著降低,而快速型优势肌指长伸肌(EDL)的中间型MyHC_2X成分水平较高。同时,食用鱼油的大鼠体内MyHC2X mRNA水平显著高于食用豆油的大白鼠。喂食猪油的大鼠的MyHC亚型组成介于鱼油和豆油喂养的大鼠之间。与豆油和猪油喂养的大鼠相比,鱼油喂养大鼠的线粒体解偶联蛋白3、丙酮酸脱氢酶激酶4和孔蛋白mRNA的EDL水平显著上调,表明氧化代谢激活。相反,比目鱼肌是一种慢型优势肌,MyHC亚型的组成没有变化。血清和肌肉中的脂肪酸组成受所摄入的膳食脂肪类型的显著影响。总之,膳食脂肪影响快速型显性骨骼肌收缩和代谢特性相关基因的表达,其中摄入鱼油后氧化代谢的激活比摄入豆油后更为显著。

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数字

图1
图1。喂食大豆油(开放栏)、喂食鱼油(填充栏)和喂食猪油(灰栏)大鼠EDL和比目鱼肌中肌球蛋白重链亚型(MyHC1、2A、2X和2B)的相对蛋白质含量。
六只大鼠的数值为平均值±SE。图上的条带代表每组三只代表性大鼠在银染高分辨率8%SDS-PAGE凝胶中检测到的MyHC亚型。大豆油和鱼油喂养的大鼠EDL中MyHC2X和2B亚型的相对含量差异显著(p<0.05)。在比目鱼肌中,没有观察到MyHC同种型表达的显著差异。大鼠EDL和比目鱼肌样本的混合物用作四个MyHC亚型参考物(左车道)。不同的上标表示两组之间存在显著差异(p<0.05,单因素方差分析;事后:Tukey–Kramer多重比较测试)。
图2
图2。大豆油喂养(开放栏)、鱼油喂养(填充栏)和猪油喂养(灰栏)大鼠EDL和比目鱼肌中相对肌球蛋白重链亚型(MyHC1、2A、2X和2B)mRNA的表达。
根据ΔCt法(其中Ct是阈值周期)[25],使用以下公式计算值:2-(Ct(靶基因)–Ct(β-actin))与β-actin表达相比,它给出了相对的靶基因表达。六只大鼠的数值为平均值±SE。大豆油和鱼油喂养的大鼠EDL中MyHC2X mRNA相对表达水平差异显著(p<0.05)。不同的上标表示两组之间存在显著差异(p<0.05,单因素方差分析;事后:Tukey–Kramer多重比较测试)。
图3
图3。EDL肌肉中的基因和蛋白质表达(A–C)。
(A) 能量代谢基因(肌红蛋白、LPL、UCP3、PDK4)、线粒体蛋白(孔蛋白、MTCO2、UCP3和PDK4,和猪油喂养的(灰条)大鼠。每个基因均归一化为β-actin mRNA。数值表示为与大豆油组相比的倍数变化。(B) EDL中纤维类型相关标记物(肌红蛋白、UCP3、孔蛋白、PGC1α和FOXO1)和负荷控制(肌动蛋白)的蛋白质表达水平,在C组中进行密度测定量化。孔蛋白中的两个箭头表示32和36 kDa的两种孔蛋白物种[51],在C板中汇总。六只大鼠的值为平均值±SE。不同的上标表示两组之间存在显著差异(p<0.05,单因素方差分析;事后:Tukey–Kramer多重比较测试)。
图4
图4。比目鱼肌(A-C)中的基因和蛋白质表达。
(A) 能量代谢基因(肌红蛋白、LPL、UCP3、PDK4)、线粒体蛋白(通道蛋白、MTCO2、UCP3和PDK4,和猪油喂养的(灰条)大鼠。每个基因均归一化为β-actin mRNA。数值表示为与大豆油组相比的倍数变化。(B) 比目鱼肌纤维类型相关标记物(肌红蛋白、UCP3、孔蛋白、PGC1α和FOXO1)和负荷控制(肌动蛋白)的蛋白质表达水平,在C组中进行密度测定量化。孔蛋白中的两个箭头表示32和36 kDa的两种孔蛋白物种[51],在C板中汇总。六只大鼠的值为平均值±SE。不同的上标表示两组之间存在显著差异(p<0.05,单因素方差分析;事后:Tukey–Kramer多重比较测试)。
图5
图5。比较血清和腓肠肌(A-D)中脂肪酸的分布。
(A) 喂食大豆油(开放栏)、喂食鱼油(填充栏)和喂食猪油(灰栏)大鼠血清中构成脂质的主要脂肪酸(大于4.0%)和(B)次要脂肪酸(小于4.0%)。(C) 大豆油喂养(开放栏)、鱼油喂养(填充栏)和猪油喂养(灰栏)大鼠腓肠肌中构成脂质的主要脂肪酸(大于4.0%)和(D)次要脂肪酸(小于4.0%)。六只大鼠的数值为平均值±SE。不同的上标表示两组之间存在显著差异(p<0.05,单因素方差分析;事后:Tukey–Kramer多重比较测试)。14:0,肉豆蔻酸;16:0,棕榈酸;16:1n-7,棕榈油酸;18:0,硬脂酸;18:1n-9,油酸;18:2n-6,亚油酸;18:3n-6,γ-亚麻酸;18:3n-3,α-亚麻酸;20:3n-9,蜂蜜酸;20:3n-6,二氢-γ-亚麻酸;20:4n-6,花生四烯酸;20:5n-3,二十碳五烯酸(EPA);22:5n-3,二十二碳五烯酸;22:6n-3,二十二碳六烯酸(DHA);ND,未检测到。

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本研究得到了日本科学促进会青年科学家补助金(B)(#18780096)、科学研究补助金(C)(#22580136)以及上原纪念基金会的研究补助金的支持。出版费用部分由九州大学农业学院青年研究员研究补助金支持。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。