運動對大鼠骨骼肌CaMKⅡ磷酸化水平及核內(nèi)PGC-1、HDAC5蛋白含量的影響

張紅學(xué)，郭海峰，馬延超

運動對大鼠骨骼肌CaMKⅡ磷酸化水平及核內(nèi)PGC-1、HDAC5蛋白含量的影響

張紅學(xué)1，郭海峰2，馬延超3

目的：研究運動后不同時間大鼠骨骼肌CaMKⅡ磷酸化水平及核內(nèi)PGC-1、HDAC5蛋白含量的變化，以探討運動后PGC-1α基因表達(dá)時相性變化的調(diào)節(jié)機制。方法：9周齡的雄性Wistar大鼠（167±4）g 48只，隨機分成安靜對照組（C）和跑臺運動后0 h、3 h、6 h、12 h、24 h取材組，共6組，每組8只。大鼠進(jìn)行0坡度的1 h跑臺運動，跑臺速度34 m/min。Western blot法測定蛋白含量及磷酸化水平，RT-PCR法測定基因表達(dá)。結(jié)果：PGC-1αmRNA含量，運動后即刻變化不顯著，運動后3 h、6 h顯著增加，12 h雖仍高于對照組，但與6 h相比顯著降低，24 h恢復(fù)至安靜水平。核內(nèi)PGC-1α蛋白含量運動后各取材點均無顯著變化。核內(nèi)HDAC5蛋白含量則在運動后3 h、6 h下降顯著，12 h雖仍低于對照組，但與6 h相比顯著增加，24 h恢復(fù)到安靜組水平。CaMKⅡ磷酸化水平，運動后0 h，3 h顯著升高，6 h雖仍高于對照組，但與3 h相比顯著降低，12 h恢復(fù)至安靜水平。結(jié)論：運動后PGC-1α基因表達(dá)的時相性變化可能是由對應(yīng)時相變化規(guī)律的CaMKⅡ通過調(diào)節(jié)核內(nèi)HDAC5含量，解除了轉(zhuǎn)錄因子對PGC-1α基因轉(zhuǎn)錄的抑制而實現(xiàn)。

過氧化物酶體增生物受體γ共激活因子-1α；鈣調(diào)素依賴蛋白激酶Ⅱ；組蛋白脫乙?；?

過氧化物酶體增生物受體γ共激活因子-1α（Peroxisome Proliferator-Activated Receptor γ Coactivator-1α，PGC-1α） 是線粒體生物合成、細(xì)胞呼吸和能量底物利用的重要調(diào)節(jié)因子[1]。運動能夠提高骨骼肌PGC-1α基因的表達(dá)[2-3]，更有多項研究提示運動后PGC-1α基因表達(dá)呈時相性變化[4-6]，這對于改善糖尿病人胰島素抵抗，降低血糖濃度等有著重要的意義[7-8]，但機制尚不明確。

以往研究顯示，PGC-1α基因的轉(zhuǎn)錄激活依賴于其啟動子區(qū)域保守轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點[9-10]與轉(zhuǎn)錄因子的功能性交互作用[11-13]。目前離體研究結(jié)果顯示，核內(nèi)組蛋白去乙酰化酶5（Histone deacetylase 5，HDAC5）蛋白能夠抑制轉(zhuǎn)錄因子對靶基因的轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)[14-15]，核內(nèi)PGC-1α蛋白則可以通過招募具有組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶（histone acetyhransferases，HATs）活性的共同激活因子而開啟轉(zhuǎn)錄因子對靶基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)[16－17]，而運動對核內(nèi)HDAC5及PGC－1α蛋白含量的影響，目前尚不清楚。另有研究發(fā)現(xiàn)[18]，咖啡因孵育激活鈣/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶（Calcium/calmodulin－dependent protein kinase，CaMK） 后，PGC－1α mRNA表達(dá)顯著升高，且CaMK抑制劑KN93抑制了這種增加，提示CaMK同樣參與調(diào)控了PGC－1α mRNA的表達(dá)。

本研究的目的是試圖在以往研究基礎(chǔ)上，更加深入的了解運動后大鼠骨骼肌PGC－1α基因表達(dá)時相性變化規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上研究了運動后不同時間核內(nèi)PGC－1、HDAC5含量及CaMKⅡ磷酸化水平的變化，以進(jìn)一步了解運動后PGC－1α基因表達(dá)時相性變化的調(diào)節(jié)機制。

1 材料和方法

1.1 動物分組

以8周齡Wistar大鼠為研究對象，健康清潔級，體重（167±4）g。試驗期間，飼養(yǎng)環(huán)境溫度24℃，相對濕度40%～60%，光照12 h/天，并按照國家嚙齒類動物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)。經(jīng)過1周喂養(yǎng)后，48只大鼠隨機分成安靜對照組（C）和跑臺運動后0 h、3 h、6 h、12 h、24 h 取材組，共 6 組，每組 8 只。

1.2 運動方案

安靜對照組大鼠無任何運動負(fù)荷。運動組大鼠運動方式為0坡度跑臺運動，跑臺速度為 34 m/min（約 85%VO2max）[19]，運動時間為1 h。運動組大鼠取材時間點為：運動后即刻，運動后3 h，運動后6 h，運動后12 h和運動后24 h。腹腔注射烏拉坦（5 ml/KG）麻醉，斷頭方式處死，取雙側(cè)股四頭肌，迅速投入液氮，后轉(zhuǎn)移至－80℃保存。

1.3 指標(biāo)測定方法

1.3.1 PGC-1α mRNA 大鼠骨骼肌總mRNA的提取采用Invitrogen公司的Trizol試劑盒。PGC－1α mRNA表達(dá)采用實時熒光定量（Real－Time PCR）法。杭州柏恒科技有限公司生產(chǎn)的PCR擴增儀進(jìn)行mRNA逆轉(zhuǎn)錄（RT），型號GT9631，RT－PCR試劑盒購自Promega公司。逆轉(zhuǎn)錄合成的cDNA儲存在－20℃冰箱備用。美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司生產(chǎn)的熒光定量PCR儀進(jìn)行PCR擴增，型號是7300，PCR擴增試劑盒同樣購自美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司。引物委托大連寶生物有限公司合成。上下游引物序列為：PGC－1α a，5'ACG GGA TGT GGT AGA TCG TG3'；PGC－1α s，5'GGC GAC GTT AGT AAG TGG CT3'。 PGC－1α mRNA表達(dá)結(jié)果以比較CT法相對定量。

1.3.2 p-CaMKⅡ、HDAC5、PGC-1α蛋白表達(dá) 在液氮中將60 mg股四頭肌組織研磨成粉末，600 μL裂解液（50mM Tris－CL PH7．8，150 mM NaCL，5 mM EDTA，1%Triton－x－100，蛋白酶抑制混合物（購自sigma））充分裂解后，12 000 rpm/min低溫離心1 h，上清液即為骨骼肌總蛋白。核內(nèi)蛋白的提取采用皮爾斯（Pierce）公司的核蛋白試劑盒。蛋白相對表達(dá)量采用Western blot法。相關(guān)指標(biāo)的關(guān)鍵條件：PGC－1α、p－CaMKⅡ、均采用聚丙烯酰胺凝膠濃度10%，HDAC5采用濃度為8%的膠。一抗比例分別 為 ：PGC －1α （Abcam）1∶1 000 ；HDAC5 （Cell Signaling Technology）：1∶1000；p－CaMKⅡ （Santa Cruz）1∶1500；β－actin（Santa Cruz）1∶1 000；H 1（Santa Cruz）：1∶800。二抗購自 Cell Signaling Technology，比例分別為 HDAC5 1∶4000；H1 1∶6000；PGC－1α 1∶5000；β－actin 1∶4000；p－CaMKⅡ1∶3000。目的蛋白相對表達(dá)量用目的蛋白與內(nèi)參蛋白的積分灰度值的比值表示。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

實驗數(shù)據(jù)的處理采用SPSS 13．0分析軟件，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）表示。同一指標(biāo)在不同組別之間的差異性采用單因素方差分析。顯著性水平為P＜0．05，非常顯著性水平為P＜0．01。

2 實驗結(jié)果

2.1 PGC-1α mRNA相對表達(dá)量

由圖1可見：運動后即刻PGC－1α mRNA表達(dá)含量與對照組相比變化甚微，不具有顯著性差異（P＞0．05）。與對照組相比，大鼠骨骼肌PGC－1α mRNA表達(dá)在運動結(jié)束后3 h、6 h分別增加了 4．6 倍和 5．9 倍，具有非常顯著性差異（P＜0．01），且運動后6h顯著高于運動后3 h（P＜0．05）。運動后12h大鼠骨骼肌PGC－1α mRNA 表達(dá)含量雖然顯著低于運動后 6 h（P＜0．01），但與對照組相比，仍具有非常顯著性差異（P＜0．01）。運動后24h大鼠骨骼肌 PGC－1α mRNA 表達(dá)含量顯著低于運動后 12 h（P＜0．01），且與對照組相比，沒有顯著差異（P＞0．05）。

2.2 核內(nèi)PGC-1α蛋白相對表達(dá)量

由圖2可以得知，運動后各組大鼠骨骼肌核內(nèi)PGC－1α蛋白均無顯著變化。

2.3 核內(nèi)HDAC5相對表達(dá)量

由圖3可以得知，大鼠骨骼肌核內(nèi)HDAC5蛋白含量在運動后即刻，與對照組相比變化甚微，不具有顯著性差異（P＞0．05），運動后3 h、6 h組大鼠骨骼肌核內(nèi)HDAC5蛋白含量與對照組相比，顯著下降（P＜0．01），且運動后 3 h組與運動后即刻組相比具有顯著性差異（P＜0．05）；運動后12 h組與運動后6 h組相比，核內(nèi)HDAC5蛋白表達(dá)含量顯著增加（P＜0．05），但是與安靜對照組相比，大鼠骨骼肌核內(nèi)HDAC5蛋白含量仍顯著下降（P＜0．05），運動后24 h組與運動后12 h組相比，同樣顯著增加（P＜0．05），且已增加至安靜水平。

圖2 各組大鼠骨骼肌PGC-1α蛋白表達(dá)Fig.2 PGC-1α Protein expression in Various Groups

圖3 各組大鼠骨骼肌HDAC5蛋白表達(dá)Fig.3 HDAC5 Protein expression in Various Groups

由圖4可以得知，骨骼肌內(nèi)CaMKⅡ磷酸化水平在運動后即刻、3 h、與安靜對照組相比，均具有非常顯著性差異（P＜0．01），且運動后3 h組與運動后即刻組相比，具有非常顯著性差異（P＜0．01）。運動后6 h組與運動后3 h組相比，CaMKⅡ磷酸化水平顯著下降（P＜0．05），但與安靜對照組相比仍具有非常顯著差異（P＜0．01）。運動后12 h骨骼肌CaMKⅡ磷酸化水平顯著低于運動后 6 h（P＜0．01），且其恢復(fù)至安靜水平。

3 分析討論

3.1 運動對大鼠骨骼肌PGC-1α mRNA表達(dá)的影響

PGC－1是最先在小鼠的棕色脂肪組織中發(fā)現(xiàn)，由于它可以促進(jìn)過氧化物酶體增生物受體 γ（Peroxisome Proliferator－Activated Receptor γ，PPAR）的轉(zhuǎn)錄，而命名為過氧化物酶體增生物激活受體γ共激活因子1[20]。有研究顯示，PGC－1α可以通過激活肌細(xì)胞增強因子 2（myocyte enhancer factor 2，MEF2），促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運子4（glucose transporter，GLUT4）基因轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)，改善骨骼肌糖代謝[7－8]。由此可見，骨骼肌中PGC－1α表達(dá)的下降，必然會引起GLUT4表達(dá)的下降，葡萄糖轉(zhuǎn)運功能的障礙及血糖的升高。因此提高骨骼肌PGC－1α的表達(dá)，對于改善胰島素抵抗，提高骨骼肌葡萄糖攝取速率以及降低血糖含量方面有著重要意義。

圖4 各組大鼠骨骼肌核內(nèi)CaMKⅡ磷酸化水平Fig.4 Phosphorylatiion Activity of CaMKⅡin Various Groups

動物實驗和人體試驗均已經(jīng)表明，不同強度、不同時間的急性運動均能引起PGC－1α mRNA表達(dá)的增加[21]，但是運動引起的PGC－1α mRNA表達(dá)持續(xù)時間各研究結(jié)果并不相同[4－6]。NORRBOM J等讓9名受試者進(jìn)行最大單腿直膝負(fù)荷運動至力竭后，發(fā)現(xiàn)運動后2 h PGC－1α mRNA增加顯著，且在運動后6 h發(fā)現(xiàn)仍顯著高于運動前水平[4]。PILEGAARD H等也發(fā)現(xiàn)受試者進(jìn)行雙腿伸膝運動后，骨骼肌PGC－1α mRNA表達(dá)在運動后2 h顯著增多，運動后6 h仍顯著高于運動前，運動后24 h PGC－1α mRNA表達(dá)水平降至運動前水平[5]。BRENFAN EGAN等[6]發(fā)現(xiàn)，8名受試者40%VO2max和80%VO2max強度功率自行車運動后3 h PGC－1α mRNA 表達(dá)分別增加了大約 3．8 倍和 10．2 倍，運動后19 h骨骼肌內(nèi)PGC－1α mRNA表達(dá)回落至安靜水平。

由以上研究結(jié)果可以看出，現(xiàn)有研究對于運動后不同時間PGC－1α基因表達(dá)量的研究，由于運動后取材時間點較少，很難把握運動后PGC－1α基因表達(dá)的時相性變化規(guī)律。本研究選擇大鼠運動后 0 h、3 h、6 h、12 h、24 h共 5個取材時間點取材測定PGC－1α mRNA含量，以試圖更加深入的了解運動后24 h內(nèi)PGC－1α基因表達(dá)的時相性變化規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討運動過后PGC－1α基因表達(dá)時相性變化的調(diào)節(jié)機制。本實驗研究結(jié)果顯示，PGC－1α基因表達(dá)在運動后0 h變化不顯著，3 h已經(jīng)顯著升高，6 h繼續(xù)增加，6 h－12 h達(dá)到最高水平并開始下降，但12 h仍顯著高于安靜水平，24 h下降至安靜水平。

3.2 運動對大鼠骨骼肌細(xì)胞核內(nèi)PGC-1α表達(dá)的影響

研究顯示，PGC－1α基因的啟動子上含有保守轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點，如MEF2結(jié)合位點和環(huán)腺苷酸反應(yīng)元件（c－AMP response element，CRE）序列[9－10]，生理刺激條件下相應(yīng)的結(jié)合蛋白，即轉(zhuǎn)錄因子，如MEF2、骨骼肌細(xì)胞內(nèi)活化轉(zhuǎn)錄因子2（activating transcription factor－2，ATF－2）和環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP-response element binding protein，CREB） 等[13，22]，通過和PGC-1α基因的啟動子保守轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點結(jié)合，而參與調(diào)節(jié)PGC-1α基因的轉(zhuǎn)錄[11-12]。轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點的變異會抑制運動神經(jīng)對PGC-1α刺激的響應(yīng)[23]，提示了PGC-1α的轉(zhuǎn)錄激活依賴于轉(zhuǎn)錄因子與PGC-1α啟動子的功能性交互作用[11-13]。

基礎(chǔ)狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄因子對靶基因的轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)處于抑制狀態(tài)，其重要原因是由于真核細(xì)胞核小體組蛋白處于去乙?；癄顟B(tài)，并與核小體主鏈DNA緊密結(jié)合，阻礙了轉(zhuǎn)錄因子與主鏈靶基因的結(jié)合作用[14-15]。生理刺激狀態(tài)下，核小體組蛋白需要恢復(fù)到乙?；癄顟B(tài)，暴露靶基因的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點，才能開啟轉(zhuǎn)錄因子對靶基因的轉(zhuǎn)錄[24-25]。研究顯示，核小體的這種乙?；腿ヒ阴；癄顟B(tài)的轉(zhuǎn)化，受PGC-1α自我調(diào)節(jié)機制的調(diào)節(jié)[9，26]。PGC-1α通過招募NRF1等具有HATs活性的共同激活因子，使核小體由去乙?；癄顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴；癄顟B(tài)而開啟轉(zhuǎn)錄因子對自身表達(dá)的調(diào)節(jié)[16-17]。由于基因轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，提示PGC-1α核內(nèi)表達(dá)的增多必然引起轉(zhuǎn)錄因子對靶基因轉(zhuǎn)錄的增加。

事實上，目前關(guān)于運動對PGC-1α蛋白的影響的研究比較多[27-28]。值得注意的是，雖然這些研究提示了運動可以引起PGC-1α蛋白表達(dá)的提高，并且也有研究涉及到了PGC-1α蛋白表達(dá)的時相性變化，如SHIN TERADA等的研究顯示大鼠進(jìn)行每次3 h，中間休息45 min總共6 h的低強度跑臺運動后發(fā)現(xiàn)，在運動后即刻，運動后6 h和運動后18 h股四頭肌PGC-1α蛋白表達(dá)量分別增加了75%、95%和60%[29]。但這些研究多集中于骨骼肌細(xì)胞總PGC-1α含量的研究，運動后是否對骨骼肌細(xì)胞核內(nèi)蛋白表達(dá)產(chǎn)生影響，以及這種影響是否同樣呈時相性，目前尚不清楚。

本實驗假設(shè)運動通過提高大鼠骨骼肌核內(nèi)PGC-1α蛋白，并通過自我調(diào)節(jié)機制提高轉(zhuǎn)錄因子對PGC-1α基因的轉(zhuǎn)錄。而本實驗結(jié)果顯示，運動后24 h之內(nèi)各取材時間點大鼠骨骼肌核內(nèi)PGC-1α蛋白與對照組相比均無顯著變化，可能提示了運動對骨骼肌細(xì)胞核內(nèi)蛋白表達(dá)作用并不明顯。雖然離體研究顯示核內(nèi)PGC-1α蛋白的增多，能夠促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子對PGC-1α基因的轉(zhuǎn)錄，但其可能并不是影響運動后PGC-1α基因表達(dá)時相性變化的主要因素，機體還存在著其他機制調(diào)節(jié)了轉(zhuǎn)錄因子對PGC-1α基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)作用。

3.3 運動對大鼠骨骼肌核內(nèi)HDAC5含量及CaMKⅡ磷酸化水平的影響

如前所述，基礎(chǔ)狀態(tài)下由于真核細(xì)胞核小體組蛋白處于去乙酰化狀態(tài)，而抑制了轉(zhuǎn)錄因子對靶基因PGC-1α的轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)狀態(tài)下真核細(xì)胞核小體組蛋白的去乙?；癄顟B(tài)主要有細(xì)胞核內(nèi)HDAC5蛋白維持[14-15]，HDAC5通過對核小體組蛋白賴氨酸側(cè)鏈的去乙酰化，使核小體組蛋白賴氨酸殘基側(cè)鏈帶上正電荷，并與原本帶負(fù)電荷的核小體DNA主鏈緊密結(jié)合而形成致密的核小體結(jié)構(gòu)，阻礙轉(zhuǎn)錄因子與靶基因啟動子區(qū)域DNA結(jié)合位點結(jié)合，從而抑制了靶基因PGC-1α的轉(zhuǎn)錄[25]。生理刺激狀態(tài)下，HDAC5通過與14-3-3蛋白伴侶結(jié)合后轉(zhuǎn)移出核，解除對轉(zhuǎn)錄因子對靶基因PGC-1α轉(zhuǎn)錄活性抑制[30-31]。

運動能夠PGC-1α基因轉(zhuǎn)錄，那么運動對細(xì)胞核內(nèi)HDAC5含量產(chǎn)生什么樣的影響呢，目前尚不清楚。本實驗結(jié)果顯示，核內(nèi)HDAC5在運動后即可沒有顯著變化，在3h顯著降低，且6 h繼續(xù)降低，在6~12 h內(nèi)降低至最低水平隨后開始升高，但12 h仍低于對照組，24 h恢復(fù)至安靜水平。這一結(jié)果提示我們，首先運動可以顯著降低核內(nèi)HDAC5。其次核內(nèi)HDAC5顯著降低的時間段也是在運動后3~12 h這個時間范圍，這和運動后PGC-1α mRNA增加時間段相吻合，提示了PGC-1α基因表達(dá)時相性變化可能是由具有同樣時相性變化規(guī)律HDAC5的出核作用，通過解除了轉(zhuǎn)錄因子對PGC-1α基因轉(zhuǎn)錄的抑制而實現(xiàn)。

以往離體研究結(jié)果HDAC5的出核速率與其磷酸化水平高度正相關(guān)，特別是HDAC5 S295和S498兩個位點的磷酸化，能夠引起HDAC5與其14-3-3蛋白伴侶結(jié)合并轉(zhuǎn)移出核，解除其對轉(zhuǎn)錄因子的抑制，使轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮其對靶基因PGC-1α基因的轉(zhuǎn)錄作用[30-31]。CaMK作為一類分布廣泛的絲/蘇氨酸蛋白激酶家族，研究發(fā)現(xiàn)CaMKⅠ和Ⅳ亞型均可磷酸化HDAC5的S295和S498位點[15，32]。但它們在骨骼肌細(xì)胞中并不表達(dá)[33-34]。研究者把重點轉(zhuǎn)移到了主要存在于骨骼肌中的CaMKⅡ亞型[35-36]，發(fā)現(xiàn)雖然CaMKⅡ并不能直接磷酸化HDAC5，但可直接磷酸化HDAC4，并由HDAC4將磷酸化信號傳遞給HDAC5，即HDAC5被CaMKⅡ間接磷酸化，接著磷酸化了的HDAC4-HDAC5二聚物結(jié)合與伴侶蛋白14-3-3三者一同轉(zhuǎn)移出核，從而解除HDAC5對細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子的抑制作用，提示CaMKⅡ?qū)τ贖DAC5的出核有重要調(diào)節(jié)作用。

本實驗測定了運動后CaMKⅡ磷酸化水平，以試圖驗證這一假說。本實驗結(jié)果顯示，骨骼肌內(nèi)CaMKⅡ磷酸化水平在運動后3 h、6 h與安靜對照組相比，均具有非常顯著性差異，提示了CaMK參與調(diào)節(jié)了運動后3~6 h HDAC5的降低和PGC1表達(dá)的提高，與我們實驗假設(shè)相一致。而本實驗中運動后12 h骨骼肌CaMKⅡ磷酸化水平恢復(fù)至安靜水平的同時，HDAC5含量與6 h相比開始升高，而PGC1表達(dá)量與6 h相比開始下降，可能為此推測提供了進(jìn)一步證據(jù)。

4 結(jié) 論

運動后PGC-1α基因表達(dá)的時相性變化可能是由對應(yīng)時相變化規(guī)律的CaMKⅡ通過調(diào)節(jié)核內(nèi)HDAC5含量，解除了轉(zhuǎn)錄因子對PGC-1α基因轉(zhuǎn)錄的抑制而實現(xiàn)。

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Effects of Exercise on CaMKⅡPhosphorylation and Nuclear PGC-1α/HDAC5 Protein Expression in Rats Skeletal Muscle

ZHANG Hongxue1，GUO Hangfeng2，MA Yanchao3
（1.School of PE，Zhengzhou University，Zhengzhou 450044，China；2.School of PE，Henan Scientific and Technical University，Luoyang 471003，China；3.School of PE，Luoyang Normal University，Luoyang 471022，China）

Objective：The phosphorylation activity of CaMKⅡ，nuclear PGC-1α and HDAC5 protein content was measured to explore the mechanism of the phasic change of PGC-1α gene expression after treadmill running.Methods：48 nine week-old male Wister rats （167±4g）were randomly assigned to the Control group and five different groups that were measured at 0h，3h，6h，12h and 24h after exercise.Rats undertook treadmill running for 1 hour at 0°slope.Results：Compared to the Control group，the expression of PGC-1α mRNA was greatly increased 3h and 6h after exercise.Though the abundance of PGC-1α mRNA decreased 12h after exercise，it's still higher than that in control group and it returns to normal at 24h after exercise.The expression of nuclear PGC-1α protein was unchanged after exercise.The expression of nuclear HDAC5 significantly decreased 3h and 6h after exercise，the 12h group increased greatly compared to the 6h group，though it's still lower than the control group and it returns to normal at 24h after exercise.Compared to the control group，the phosphorylation activity of CaMKⅡ was greatly increased 0h and 3h after exercise.Though the phosphorylation activity of CaMKⅡ decreased 6h after exercise，it's still higher than the control group and it returns to normal at 12h after exercise.Conclusion：Phasic change of the expression of PGC-1αmRNA in rat skeletal muscle was observed in this study，and this is possibly induced by CaMKⅡ which lead the HDAC5 out of the nucleus.

PGC-1α；CaMKⅡ；HDAC5

G 804.7

A

1005-0000（2012）03-270-05

2012-01-03；

2012-04-13；錄用日期：2012-04-15

河南省科技廳科技發(fā)展項目（項目編號：122300410257）；河南省科技廳科技計劃基金項目（項目編號：120400450006）

張紅學(xué)（1970-），男，河南商丘人，副教授，研究方向為運動與糖代謝。

1.鄭州大學(xué)體育學(xué)院，河南鄭州450044；2.河南科技大學(xué)體育學(xué)院，河南洛陽453007；3.洛陽師范學(xué)院體育學(xué)院，河南洛陽471022。