高住低练通过SIRT3调节心肌线粒体生物合成和自噬

目的:观察高住低练对心肌线粒体生物合成及线粒体自噬的影响,探讨去乙酰化酶Sirtuin 3(SIRT3)是否在其中发挥关键作用.方法:将24只雄性C57BL/6小鼠随机分为对照组(C组)、高住低练组(E组)、SIRT3抑制组(T组),高住低练+SIRT3抑制组(TE)组,每组6只.C组正常饲养,不进行任何干预;E组白天在氧浓度为13.8％的低氧环境下居住8小时,晚上在常氧下进行跑台训练;T组腹腔注射SIRT3抑制剂3-TYP(50 mg/kg/2 d);TE组结合E组和T组的干预方法.高住低练干预为1次/天、6天/周,3-TYP干预为每两天注射1次、3次/周,共6周.干预结束后称量小鼠体重和心脏重量.采用HE染色观察心肌细胞状态,Masson染色观察心肌纤维化程度,Western blot检测心肌线粒体生物合成和线粒体自噬相关蛋白的表达水平,免疫组织化学观察SIRT3、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子α(PGC-1α)、E3泛素连接酶(Parkin)的定位和表达情况.结果:与C组相比,E组的心肌细胞大小正常,排列有序,血管周围胶原纤维含量正常,SIRT3蛋白表达增强(P<0.01),线粒体生物合成蛋白磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(p-AMPK)、磷酸化p38丝裂原活化蛋白激酶(p-P38 MAPK)、PGC-1α、线粒体转录因子A(TFAM)蛋白表达水平上升,线粒体自噬蛋白PTEN诱导激酶1(Pink1)、Parkin、Nip3样蛋白X(NIX)蛋白表达水平上升(P<0.01).与E组相比,TE组心肌细胞增大,排列拥挤,血管周围纤维含量增加,SIRT3蛋白表达水平下降(P<0.01),p-AMPK、p-P38 MAPK、PGC-1α、核呼吸因子1(NRF1)、TFAM蛋白表达水平下降,Pink1、Parkin、NIX、线粒体外膜受体B细胞淋巴瘤2家族蛋白/腺病毒E1B-19kDa结合蛋白3(Bnip3)蛋白表达水平下降(P<0.05,P<0.01).结论:6周高住低练促进了心肌线粒体生物合成和线粒体自噬,SIRT3在低氧训练调控心肌线粒体生物合成和线粒体自噬中发挥关键作用,并参与低氧训练对整体心肌组织形态的保护过程.