短期高原抗阻练习对人骨骼肌的影响及基因芯片分析

目的:通过基因芯片技术筛选短期高原抗阻练习后骨骼肌差异表达基因,运用生物信息学手段筛选关键调控通路,探寻高原抗阻练习对人骨骼肌影响的分子调控机制.方法:12名男性大学生分为对照组(C组,n=6)和训练组(HR组,n=6).C组和HR组在海拔3700米高原(拉萨)暴露10天.两组的饮食和日常生活与平原保持一致.HR组以负重深蹲练习(75％1RM)为主要锻炼方式进行隔日抗阻练习,每组重复10次,组间间歇1分钟,共5组.两组受试者的所有测试均在高原暴露前后的常氧环境中进行,利用核磁共振、双能X线吸收法分别测试大腿肌肉横截面积(cross sectional area,CSA)和体成分;对股外侧肌中部肌肉进行活检;采用Agilent人基因表达谱芯片分析差异表达基因.利用Gene ontology和KEGG数据库对差异基因进行基因注解和通路分析;利用荧光实时定量PCR(RT-qPCR)对HR组芯片进行验证.结果:(1)10天高原暴露后,仅C组的瘦体重和CSA出现显著性下降.(2)通过1.5倍差异基因筛选,HR组有432个差异基因,C组有454个差异基因.(3)经KEGG分析,高原暴露后C组和HR组分别有4条和11条信号通路具有统计学意义,同时发现FOXO(forkhead box)、胰岛素和ErbB(erythroblastic oncogene B)等调控骨骼肌体积的信号通路中有差异基因富集.结论:高原抗阻练习可有效减缓低氧诱导的骨骼肌萎缩,维持肌肉质量.高原抗阻练习对骨骼肌的影响可能涉及FOXO、ErbB以及胰岛素信号通路中相关基因的变化.