4周中等強度有氧運動誘導(dǎo)大鼠心房肌蛋白質(zhì)組差異表達的研究*

彭 勇 , 史紹蓉, 黃思敏 , 郭遠(yuǎn)盤 , 徐 哲, 萬莉莉, 雷 雄

(1. 南京體育學(xué)院運動健康科學(xué)系, 江蘇 南京 210014； 2. 湖南師范大學(xué)體育學(xué)院, 長沙 410012; 3. 肇慶學(xué)院體育與健康學(xué)院, 廣東 肇慶 526061； 4. 湖南外國語職業(yè)學(xué)院, 長沙 410116; 5. 湖南城市學(xué)院體育系, 益陽 413039； 6. 長沙醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系, 湖南 長沙 410219)

生命功能的直接執(zhí)行者是蛋白質(zhì)，心肌全蛋白質(zhì)組的適當(dāng)表達是心臟功能正常運行的物質(zhì)基礎(chǔ)，有氧運動能夠改善心血管疾病患者心臟功能，亦可能得益于有氧運動誘導(dǎo)心肌蛋白質(zhì)組發(fā)生良性表達，因此研究有氧運動誘導(dǎo)心肌蛋白質(zhì)組差異表達有利于從整體生理學(xué)的角度闡釋運動心臟康復(fù)過程的生物分子機制。Rocha、Sun[1,2]分別研究8周有氧游泳訓(xùn)練對心肌蛋白質(zhì)組差異表達，Rocha發(fā)現(xiàn)高強度游泳訓(xùn)練誘導(dǎo)α-MyHC、MRS2和NADH脫氫酶等蛋白上調(diào)的同時可能誘發(fā)心肌損傷，Sun發(fā)現(xiàn)機體通過增加蘋果酸脫氫酶、ATP合成酶亞基α、異檸檬酸脫氫酶[NAD]亞基等蛋白的表達強度，增強線粒體氧化代謝能力，而改善心臟代謝能力。Patrícia[3]研究高強度的抗阻訓(xùn)練對左心室蛋白質(zhì)組的影響，發(fā)現(xiàn)類似于心臟衰竭初期的能量代謝變化(糖酵解代謝相關(guān)蛋白Llactate脫氫酶B鏈和甘油醛-3-磷酸酯脫氫酶過度表達)，也觀察到熱休克β-6等多種應(yīng)激保護性蛋白質(zhì)增加表達，認(rèn)為機體通過激活途徑避免左心室重大損傷并延緩病理性肥大的發(fā)病。史紹蓉、劉田、龔麗[4-6]等研究一次急性力竭訓(xùn)練和長期大強度運動負(fù)荷訓(xùn)練對心房肌、心室肌蛋白質(zhì)組差異表達影響，發(fā)現(xiàn)大強度訓(xùn)練使心肌蛋白質(zhì)組發(fā)生顯著差異性變化，心肌收縮調(diào)節(jié)蛋白原肌球蛋白1表達缺失或下調(diào)，糖酵解代謝相關(guān)蛋白增加，可能誘發(fā)心肌疲勞出現(xiàn)。

綜上所述，高強度訓(xùn)練雖能提升心肌細(xì)胞的能量代謝、增強心肌收縮能力，但是高強度訓(xùn)練也可能誘發(fā)心臟的病理結(jié)構(gòu)重塑，導(dǎo)致心臟急性損傷甚至猝死，相比高強度訓(xùn)練，中等強度有氧運動可能更安全、有效的增強心臟功能。研究表明長期的中等強度有氧運動可以改善左、右心室肌能量代謝酶的表達，增加ATP合酶α亞基、丙酮酸脫氫酶E1α1表達量，20 kDa 的熱休克蛋白和葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78等應(yīng)激保護蛋白增加，增強心肌細(xì)胞對運動負(fù)荷的應(yīng)激保護能力[7,8]。目前，運動心臟重塑過程蛋白質(zhì)組學(xué)變化的研究主要集中在左、右心室，但運動誘導(dǎo)的心臟重塑不僅僅發(fā)生在左、右心室，充當(dāng)內(nèi)分泌器官、儲蓄、管道、輔泵的心房在其中的作用也不容忽視。

鑒此，本實驗應(yīng)用比較蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法與技術(shù)，研究4周中等強度有氧運動下大鼠心房肌組織中對運動適應(yīng)具有重要意義的目標(biāo)蛋白及其基因的差異表達特征，從蛋白質(zhì)組整體水平探討有氧運動心臟重塑過程中的分子機制，為運動心臟重塑和慢性心血管疾病運動康復(fù)研究提供研究依據(jù)與方向。

1 材料與方法

1.1 實驗對象與運動動物模型

20只雄性SD大鼠購于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗動物部，2月齡，體重為(232±8.3)g，Ⅱ級實驗動物。按國家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動物飼料喂養(yǎng)，自由進食和飲水。適應(yīng)性訓(xùn)練1周后(適應(yīng)性訓(xùn)練方案：第1日10 min×10 m·min-1，第2日10 min×15 m·min-1，第3日18 min×15 m·min-1，第4日21 min×20 m·min-1，第5日24 min×20 m·min-1)，20只大鼠按照體重隨機配對分為對照組、實驗組(n=10)。

參考Hsieh 和Bedford[9，10]建立4周中等強度有氧運動實驗動物模型。大鼠購入后第一周進行5 d適應(yīng)性跑臺訓(xùn)練(跑臺坡度為0)，此后，對照組大鼠飼養(yǎng)籠中自由活動，不進行跑臺訓(xùn)練。正式訓(xùn)練階段，實驗組跑臺速度為24 m·min-1，持續(xù)訓(xùn)練40 min/次(運動負(fù)荷強度相當(dāng)于60%～70%VO2max)，每周訓(xùn)練6 d，周日休息，持續(xù)訓(xùn)練4周。

1.2 儀器與試劑

主要儀器設(shè)備和試劑參考史紹蓉的相關(guān)研究文獻[4]。主要實驗儀器有實驗動物跑臺(國產(chǎn)，型號：BW-BTW-703)、蛋白質(zhì)分離等電聚焦電泳系統(tǒng)(美國GE Heathcare公司；型號：Ettan—IPGPhor 3)、聚丙烯酰胺凝膠電泳垂直平板電泳系統(tǒng)(美國Bio-Rad公司；型號：Powerpac Universal)、基質(zhì)輔助激光解析串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF/TOF)(德國Bruker;型號：ultraflex)紫光圖像掃描儀(清華紫光上;型號：Uniscan -D3000) 、低溫冷卻液循環(huán)泵(國產(chǎn)；型號：DLSB-210)。

主要實驗試劑有固相pH梯度等電聚焦干膠條(Amersham公司，Immobilized dry strip pH3～10 L、長度18 cm)，TEMED(美國、LOT : C78-33)、BIS-Acrylamide購于Amersham Pharmacia公司(LOT : 189713011)；IAA、DTT、硫脲均購于Sigma公司(LOT 分別為：43214、56432、67890)；APS、溶解酵素購于Bio-rad公司；尿素、NP-40、載體兩性電解質(zhì)(Parmalyte 3～10 )、PMSF、CHAPS、SDS、丙烯酰胺均購于Amersham Pharmacia公司。

1.3 樣品制備

4周運動的末次訓(xùn)練結(jié)束后6 h ，實驗組、對照組大鼠稱重后并適量麻醉，打開胸腔暴露心臟， 使用4℃的生理鹽水灌流心臟之后，并迅速摘除心臟稱取重量， 用4℃冷生理鹽水反復(fù)沖洗干凈，濾紙充分吸干水分并稱量心臟重量， 分離心房肌組織并放置液氮中冷凍貯存?zhèn)溆?。心房肌組織的樣品蛋白提取方法與技術(shù)參照文獻[11]，心房肌組碾磨成粉末，將粉末狀樣品稱重后，按質(zhì)量與體積比1∶4(mg:μl)加入心肌組織裂解液，4℃溫度下振勻30 min。裂解后高速冷凍離心機中離心，取出樣品后用移液槍吸取上清液，分別將實驗組和安靜組的組內(nèi)大鼠心房肌組織上清液合并在一起。采用Bradford法對樣品蛋白質(zhì)含量進行測定，運動組樣品蛋白含量32.86 μg/μl，對照組樣品蛋白含量31.57 μg/μl，。將樣品以1 mg量分裝EP管，在-70℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 雙向凝膠電泳方法與圖像分析

參考Gorg[12]的方法和IPGhorTM 等電聚焦系統(tǒng)操作指南進行固相- pH 梯度聚丙烯酰胺凝膠電泳(2- DE)操作，對照組、實驗組各重復(fù)進行3次電泳， 2- DE凝膠染色采用改良的考馬斯亮藍染色法。清華紫光D3000圖像掃描儀透射掃描凝膠所獲得圖譜，ImageMaster 2D Platinum圖像分析軟件進行詳細(xì)分析，對照組、實驗組的3張電泳圖譜平均匹配率分別為64.57%±2.35%、62.48%±1.50%，分析比較對照組和實驗組圖譜上蛋白質(zhì)斑點差異。

1.5 質(zhì)譜鑒定分析

應(yīng)用串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜儀對篩選的差異蛋白質(zhì)鑒定， 選取一級質(zhì)譜的肽質(zhì)量指紋圖譜上峰值較高的肽段峰進行二級質(zhì)譜鑒定， 以對一級質(zhì)譜鑒定的蛋白質(zhì)進行進一步的確證。

1.6 RT-PCR檢測

取心房肌組織0.1 g，提取心房肌總RNA。心房肌研磨成粉末狀后，加入1 ml Trizol，室溫放置5 min，使其充分裂解，12 000 r/min高速離心5 min，棄沉淀。加入200 μl氯仿，混勻室溫放置5 min后，高速離心5 min。離心后，抽取上層水相轉(zhuǎn)至另一離心管中，加入異丙醇(0.5 ml異丙醇/ml Trizol)，室溫放置10～30 min。然后高速離心10 min，棄上清，RNA沉于管底，加入75%乙醇(1 ml/ml Trizol)，溫和震蕩懸浮沉淀。高速離心5 min，棄上清，超凈工作臺里室溫晾干。加入20 μl DEPC水使RNA溶解，恒溫水浴箱中(55℃～60℃)下孵育10 min助溶。經(jīng)RT-PCR擴增反應(yīng)觀察部分目標(biāo)蛋白的基因表達情況。反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系20 μl，45℃中變性60 min。然后終止反應(yīng)：70℃，5 min，保存于-70℃。

PCR反應(yīng)物總體積50 μl，內(nèi)含反應(yīng)物1 μl cDNA、0.5 μl Tap DNA polymerase、1 μl 10 mmol/L dNTP、1.5 μl Forward primer、3 μl 25 mmol/L MgCl2、1.5 μl Reverse primer、5 μl 10×PCR buffer、35.5 μl無離子水。

目標(biāo)蛋白引物序列如表1。

PCR擴增產(chǎn)物進行瓊脂糖電泳，電泳完成后，采用Tannon凝膠分析系統(tǒng)拍照分析上述電泳的凝膠條帶，比對分析樣品和內(nèi)參條帶的凈光密度比值(OD)。

1.7 統(tǒng)計學(xué)處理

Tab. 1 The situation of target protein primers

2 結(jié)果

2.1 心臟重量變化結(jié)果

4周有氧運動后與對照組比較，實驗組大鼠心臟重量增加6.2%、心臟重量指數(shù)(心臟重量/體重)增加13.7%(表2)，心臟重量的增加沒有統(tǒng)計學(xué)意義，心臟重量指數(shù)增加的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

GroupHeart weight(mg)Cardiac weight index(mg/g)Control group970±2102.48±0.19Test group1030±902.82±0.14?

*P<0.05vscontrol group

2.2 中等強度有氧運動后心房肌2-DE圖譜結(jié)果

通過ImageMaster 2D Platinum軟件分析，對照組、實驗組分別平均檢測到370±35個蛋白質(zhì)點、422±7個蛋白質(zhì)點。心房肌蛋白質(zhì)點的分子量范圍主要在20 kD～100 kD之間，超過100 kD以上，低于20 kD以下的蛋白質(zhì)點數(shù)目很少。pH值主要介于4～9之間，集中分布在酸性端和中性端蛋白質(zhì)點數(shù)目較多，極酸性和極堿性的蛋白質(zhì)點很少(圖1)。

Fig.12-DE representative map of atrial muscle protein after 4 weeks exercise

圖2顯示，4周中等強度有氧運動后，實驗組與對照組對比，大鼠心房肌沒有出現(xiàn)“缺失”或“新增”的蛋白點，共篩選比對出 53 個差異表達蛋白質(zhì)點。其中運動后表達量增強2 倍以上有29個，增強5 倍以上的點有5個，下調(diào)至20%以下的蛋白質(zhì)點8 個，下調(diào)至50%以下的蛋白質(zhì)點有23 個。

Fig.2Differential expression maps of atrial muscle proteome in control and experimental rats

The points were marked with letters in the image are protein spots of the atrial muscles which expression are up-regulated more than 2 times or down-regulated to below 50% after 4 weeks of exercise. The points were marked with numbers in the image are the protein spots which expression level increase more than 5 times or down to below 20% after exercise, and the histograms of the surrounding indicate their expression level

2.3 目標(biāo)蛋白質(zhì)點的質(zhì)譜鑒定

4周中等強度有氧運動后大鼠心房肌中表達量上調(diào)≥5倍或下調(diào)超過80%的13個備選目標(biāo)蛋白質(zhì)點(SSP265號、107號、244號、723號、218號、236號、273號、393號、258號、165號、449號、403號、481號)應(yīng)用串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜儀器進行鑒定，獲得的肽譜和肽段氨基酸結(jié)果在ncbi數(shù)據(jù)庫檢索，鑒定出8個蛋白質(zhì)和一個未知蛋白(分子量54.669 kDa，等電點6.21)，具體信息見表3。

Tab. 3 The results of mass spectrometry of the target protein spots

圖3、4分別為265號點丙酮酸脫氫酶E1α1的一級、二級質(zhì)譜圖，二級質(zhì)譜圖是一級質(zhì)譜圖中選取若干肽段進行再次質(zhì)譜鑒定獲得，其中二級質(zhì)譜圖的肽段峰值為1540.720，圖中的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)分別代表肽段(分子離子的質(zhì)荷比)、肽段峰值(相對豐度)。

Fig.3First spectrum

Fig.4Secondary spectrum

2.4 目標(biāo)蛋白質(zhì)mRNA表達結(jié)果

4周中等強度有氧運動后，實驗組與對照組相比，運動后大鼠心房肌中的甲基丙二酸半醛脫氫酶mRNA表達量降低(P﹤0.05)；線粒體二氫硫辛酸脫氫酶、蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶A3、線粒體烏頭酸水合酶、谷胱甘肽合成酶的mRNA表達量降低(P﹥0.05)；異戊烯輔酶A脫氫酶mRNA表達量高于對照組(P﹥0.05，表4)。

3 討論

3.1 中等強度有氧運動心臟結(jié)構(gòu)的適應(yīng)變化

3.1.1 中等強度有氧運動對心臟形態(tài)變化的影響 心臟重量指數(shù)是輔助判斷心臟肥大的指標(biāo)，本研究實驗組大鼠心臟重量和心臟重量指數(shù)(心臟重量/體重)分別增加6.2%、13.7%，其中心臟重量指數(shù)的增加具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。擬推測經(jīng)過4周中等強度有氧運動后可能誘發(fā)心臟出現(xiàn)適應(yīng)性生理性肥大，心臟形態(tài)發(fā)生變化，增強心肌收縮力和泵血功能，與佟長青[13]等研究結(jié)果一致。

3.1.2 中等強度有氧運動對心房肌蛋白質(zhì)變化的影響 本研究未觀察到運動后心房肌有 “缺失”或“新增”的蛋白質(zhì)點，共篩選比對出差異表達蛋白質(zhì)點 53 個。史紹蓉、劉田、龔麗[4-6]等發(fā)現(xiàn)心房肌和心室肌在一次急性力竭運動及遞增負(fù)荷大強度運動后出現(xiàn)多個“缺失”的蛋白質(zhì)點，認(rèn)為可能與運動強度過大有關(guān)，心肌細(xì)胞在運動中產(chǎn)生強烈應(yīng)激，損傷心肌細(xì)胞，抑制或降解部分蛋白質(zhì)。Boluyt[14]等發(fā)現(xiàn) 6 周大強度耐力運動后，心肌中新增12 個的蛋白質(zhì)點。

從上述運動心肌蛋白質(zhì)組的差異表達研究結(jié)果分析，運動心臟重塑過程中，運動負(fù)荷強度大小、訓(xùn)練時間和周期的長短等因素會影響心肌蛋白質(zhì)組的差異表達。運動心臟的重塑過程可能通過誘發(fā)心房肌蛋白質(zhì)組的重塑而實現(xiàn)心臟形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能上的重塑。

3.2 中等強度有氧運動誘導(dǎo)心房肌蛋白質(zhì)組適應(yīng)性變化

3.2.1 中等強度有氧運動對心房肌物質(zhì)能量代謝蛋白的影響 研究證據(jù)表明，長期運動刺激條件會促使心肌細(xì)胞的能量代謝途徑發(fā)生變化，在運動心臟重塑，運動性心肌肥大的過程中也伴隨著心臟能量代謝途經(jīng)的適應(yīng)性優(yōu)化的發(fā)生。Vettor[15]等發(fā)現(xiàn)長期耐力訓(xùn)練能改善糖尿病心肌病大鼠的糖、脂代謝功能，促進線粒體轉(zhuǎn)錄因子A的表達，增加葡萄糖利用率，而優(yōu)化心肌能量代謝的效果。因此，運動誘導(dǎo)心肌細(xì)胞能量代謝優(yōu)化，這一代謝適應(yīng)特征能有效的應(yīng)用在慢性心血管疾病運動康復(fù)治療與預(yù)防領(lǐng)域。

Tab. 4 Relative net optical density value of target protein n=10)

*P<0.05vscontrol group

本實驗觀察到，4周中等強度有氧運動誘導(dǎo)心房肌中線粒體烏頭酸水合酶(ACO2)表達量上調(diào)了5.7倍，史紹蓉研究急性力竭運動發(fā)現(xiàn)，該蛋白在大鼠心房肌運動后表達量上調(diào)了15.42倍，分析力竭運動迫使心房肌對能量需求增加，機體通過增加烏頭酸酶的表達來加速能量代謝過程，滿足力竭運動能量需求[4]。相反，徐哲的研究結(jié)果顯示8周與本實驗相同運動強度的有氧運動后右心室肌中該蛋白表達量下調(diào)了11.3倍[16]。結(jié)合以上研究結(jié)果分析，ACO2的適應(yīng)表達在不同強度、不同持續(xù)訓(xùn)練周期的運動中表達量存在差異，本實驗4周中等強度有氧運動使烏頭酸水合酶表達增加，通過催化檸檬酸氧化形成異檸檬酸，使三羧酸循環(huán)關(guān)鍵環(huán)節(jié)加速，以改善與優(yōu)化心臟能量供應(yīng)。同時實驗發(fā)現(xiàn)丙酮酸脫氫酶E1α1在實驗組心房肌表達量上調(diào)6.4倍，王娟[7]研究發(fā)現(xiàn)丙酮酸脫氫酶E1α1在 12周中等強度運動后右心室肌上調(diào)33.3倍，該蛋白的表達隨著機體慢慢地對運動強度發(fā)生適應(yīng)，出現(xiàn)了時間適應(yīng)性高表達表現(xiàn)，以提高心肌氧化代謝能力。因此推測長期中等強度有氧運動可能促進丙酮酸脫氫酶E1α1在不同心肌組織部位增強表達量，其結(jié)果是加速機體內(nèi)丙酮酸氧化脫羧基，為心肌三羧酸循環(huán)過程提供足夠的乙酰- CoA，改善心臟能量供應(yīng)，增強心臟收縮泵血能力。

本實驗觀察到4周運動使心房肌異戊酰輔酶A脫氫酶、線粒體二氫硫辛酸脫氫酶的表達量分別下調(diào)6.9倍、5.7倍，心肌細(xì)胞能量代謝活躍，耗氧量需求很大，且成熟的心肌細(xì)胞活動能量供應(yīng)過程主要由糖有氧氧化供給，氨基酸的供能比例很少。Hafstad[17]的研究顯示中等強度跑臺運動(65%～70%VO2max)提高大鼠心肌葡萄糖的利用率，提高機體有氧能力。推測4周中等強度有氧運動并未大量動員氨基酸供能，為了節(jié)省機體氨基酸與蛋白質(zhì)，運動后抑制心房肌上述2個蛋白的表達，達到物質(zhì)節(jié)省的目的。

綜述所述，4周中等強度有氧運動可能通過上調(diào)心房肌中丙酮酸脫氫酶E1α1、線粒體烏頭酸水合酶等三羧酸循環(huán)代謝有關(guān)的蛋白，下調(diào)與氨基酸分解代謝有關(guān)的酶，提高心肌細(xì)胞糖的利用率，優(yōu)化心肌細(xì)胞能量代謝途經(jīng)。

3.2.2 中等強度有氧運動對心房肌肥大增殖蛋白的影響 723號點經(jīng)質(zhì)譜鑒定為絲裂素活化蛋白激酶3， MAPK在心肌細(xì)胞增殖、肥大或心肌重構(gòu)的過程中起著重要信號介導(dǎo)作用。本實驗運動后心房肌中該蛋白上調(diào)7.3倍，同時王娟[7]亦觀察到該蛋白在12周中等強度運動后右心室肌中表達量上調(diào)，可見60%～80% VO2max中等強度有氧運動能夠誘導(dǎo)心房、心室肌組織中絲裂素活化蛋白激酶3增高，作用于心肌組織誘發(fā)心肌細(xì)胞肥大，增強心臟收縮泵血能力，滿足運動過程中血流增加的需求。其原因可能是長期有氧運動過程中，心臟血流加速對心腔內(nèi)壁的沖刷增強，作用于心肌細(xì)胞的牽拉負(fù)荷增強，同時運動使得血管緊張素Ⅱ、兒茶酚胺等神經(jīng)內(nèi)分泌變化，血管緊張素Ⅱ能調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞中多種離子電流或通道功能，是壓力負(fù)荷導(dǎo)致心肌肥厚的重要體液因子，閆秋麗[18]認(rèn)為L-型鈣離子通道在血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的大鼠心肌肥大過程中，發(fā)生重要改變并激活心肌細(xì)胞上血管緊張素Ⅱ1型受體。侯香玉[19]研究發(fā)現(xiàn)大強度游泳耐力訓(xùn)練使MAPK的活性和AngⅡ的含量增加，通過G蛋白耦連受體介導(dǎo)激活MAPK信號通路而增加心肌蛋白質(zhì)的合成量。

3.2.3 中等強度有氧運動對心房肌抗氧化相關(guān)蛋白的影響 273號點經(jīng)質(zhì)譜鑒定為谷胱甘肽合成酶，屬于谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)中的一員，其主要功能是催化形成谷胱甘肽。本實驗谷胱甘肽合成酶運動后表達量下調(diào)6.1倍，分析其原因可能是4周運動強度負(fù)荷和總量偏小，大鼠心房肌在運動過程中可能未發(fā)生強烈的氧化應(yīng)激，谷胱甘肽合成酶在運動過程中沒有出現(xiàn)適應(yīng)性高表達。毛麗娟[20]在10周遞增負(fù)荷耐力運動模型中，沒有觀察到大鼠心肌谷胱甘肽的含量發(fā)生明顯差異變化，該結(jié)果可能是由于不同類型肌纖維導(dǎo)致谷胱甘肽含量的運動適應(yīng)異同。關(guān)于運動對心肌組織谷胱甘肽合成酶差異表達影響尚未有定論，有待于進一步研究探討。

3.2.4 中等強度有氧運動對心房肌與其他功能蛋白的影響 218號點鑒定為蛋白二硫鍵異構(gòu)酶A3，屬于折疊酶。其生物功能多樣化，具有分子伴侶活性，與脯氨酰4-羥化酶、微粒體甘油三酸酯轉(zhuǎn)運蛋白構(gòu)成有關(guān)，影響蛋白質(zhì)的折疊、修飾過程[21]。本研究觀察到該蛋白在運動后表達量上調(diào)5.6倍，推測其上調(diào)可能是為了促進一些對心臟、機體運動適應(yīng)有利的蛋白質(zhì)表達、折疊。目前運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)υ摰鞍椎难芯咳狈?，還需進一步實驗探索其運動適應(yīng)變化特征。

從本實驗觀察到的結(jié)果分析，中等強度運動可能會通過誘導(dǎo)絲裂素活化蛋白激酶3、線粒體烏頭酸水合酶(ACO2)、丙酮酸脫氫酶E1α1等蛋白表達量增加，誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大引起心肌細(xì)胞能量代謝優(yōu)化、心臟供能能力增強，心肌適能能力增強等一系列有益變化。

3.3 中等強度有氧運動對目標(biāo)蛋白基因表達的影響

實驗結(jié)果顯示，與對照組相比較，實驗組心房肌的線粒體二氫硫辛酸脫氫酶和谷胱甘肽合成酶 mRNA表達量變化趨勢與質(zhì)譜鑒定所獲得這2個蛋白表達量均呈下調(diào)趨勢，但無統(tǒng)計學(xué)上的顯著差異性(P﹥0.05)。甲基丙二酸半醛脫氫酶、蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶A3、異戊烯輔酶A脫氫酶、線粒體烏頭酸水合酶等mRNA表達水平與質(zhì)譜鑒定結(jié)果蛋白表達量變化不一致。徐哲[16]研究觀察到8周中等強度有氧運動后右心室肌中線粒體烏頭酸水合酶表達量下降而其mRNA的表達量則上升，而本研究中該蛋白表達量上調(diào)5.7倍，mRNA的表達量下調(diào)(P﹥0.05)，二者情況正好相反。中等強度有氧運動對烏頭酸水合酶基因、蛋白差異表達的影響可能受不同運動持續(xù)時間和不同周期運動訓(xùn)練負(fù)荷的影響，這些運動參數(shù)的變化可能促使該基因在轉(zhuǎn)錄、翻譯等過程中發(fā)生變化，但其中具體的變化機制有待于進一步的研究。

蛋白質(zhì)合成過程可能受眾多因素影響，比如基因的編碼、轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后的修飾過程都會影響蛋白質(zhì)合成和功能，在蛋白質(zhì)合成過程中的翻譯和轉(zhuǎn)錄機制發(fā)揮不同的調(diào)控作用，甚至包括蛋白質(zhì)分子之間及它與其他生物大分子間的相互聯(lián)系作用也可能會影響蛋白質(zhì)表達。因此，有氧運動影響心房肌基因組差異表達是一個非常復(fù)雜的過程，上述各蛋白的基因差異表達結(jié)果有待更深入研究去確證。

綜上所述，4周中等強度有氧運動誘導(dǎo)大鼠心房肌蛋白質(zhì)組發(fā)生顯著變化，有13個明顯變化的目標(biāo)蛋白，多數(shù)為能量物質(zhì)代謝酶，這些目標(biāo)蛋白質(zhì)的變化與其mRNA表達量的變化并不完全一致，表明中等強度運動可能影響這些目標(biāo)蛋白質(zhì)上游基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控，也可影響下游翻譯﹑修飾等的調(diào)控，導(dǎo)致表達的差異變化。