人参组培不定根蛋白对小鼠的抗疲劳作用及其机制

doi:10.13481/j.1671-587X.20220103

摘要/Abstract

摘要： 目的

探讨人参组培不定根蛋白（GARP）对小鼠的抗疲劳作用，阐明其作用机制，为开发利用人参组培不定根资源提供实验依据。

方法

40只昆明种清洁级小鼠采用负重游泳实验建立疲劳动物模型，随机分为对照组，低、中和高剂量（0.25、0.50和1.00 g·kg^－1）GARP组，每组10只。通过力竭游泳实验记录各组小鼠游泳时间，游泳实验后处死小鼠，采用分光光度法检测各组小鼠血清中血乳酸（BLA）和血尿素氮（BUN）水平，采用分光光度法检测各组小鼠肝组织中谷胱甘肽（GSH）水平、超氧化物歧化酶（SOD）活性和肝糖原水平，采用分光光度法检测各组小鼠肌肉组织中肌糖原水平。小鼠成肌细胞（C2C12细胞）分为对照组和不同剂量（5、10和20 mg·L^－1）GARP组，采用分光光度法检测各组细胞中GSH水平、SOD活性和糖原水平，苯酚硫酸法检测各组细胞葡萄糖摄取能力，Western blotting法检测各组细胞中腺苷酸激活蛋白激酶（AMPK）的磷酸化水平［磷酸化AMPK（p-AMPK）/AMPK比值］和葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）蛋白表达水平。

结果

与对照组比较，中和高剂量GARP组小鼠游泳时间明显延长（P<0.05或P<0.01），血清中BLA和BUN水平明显降低（P<0.05或P<0.01）；不同剂量GARP组小鼠肝组织中GSH水平和SOD活性明显升高（P<0.05或P<0.01），肝糖原和肌糖原水平均明显升高（P<0.05或P<0.01）。与对照组比较，不同剂量GARP组细胞中GSH水平、SOD活性和糖原水平明显升高（P<0.05或P<0.01），细胞的葡萄糖摄取能力明显增强（P<0.05或P<0.01），p-AMPK/AMPK比值和GLUT4蛋白表达水平明显升高（P<0.05或P<0.01）。

结论

GARP具有抗疲劳作用，其机制可能是通过激活AMPK/GLUT4信号通路促进糖摄取实现的。

关键词: 人参组培不定根蛋白, 抗疲劳, 小鼠, C2C12细胞

Abstract: Objective

To explore the anti-fatigue effect of ginseng adventitious root protein （GARP） in the mice and to clarify its mechanism， and provide the experimental basis for the development and utilization of ginseng adventitious root resources.

Methods

Forty kunming mice of clean grade were used to establish fatigue animal models by the weight-bearing swimming test. They were randomly divided into control group， low， medium and high doses （0.25， 0.50 and 1.00 g·kg^－1） of GARP groups， and there were 10 mice in each group. The swimming time of the mice in various groups was recorded through the exhaustive swimming experiment. The mice were killed after swimming experiment. The spectrophotometric method was used to detect the blood lactic acid （BLA） and blood urea nitrogen （BUN） levels in the serum of the mice in various groups. The spectrophometric method was used to detect the glutathione （GSH） levels， the superoxide dismutase （SOD） activities and the liver glycogen levels in liver tissue of the mice in various groups， and the spectrophometric method was used to detect the muscle glycogen level in the nuscle tissue of the mice in various groups. The C2C12 myoblasts were divided into control group and different doses （5， 10 and 20 mg·L^－1） of GARP groups.The spectrophotometric method was used to detect the GSH levels， SOD activities， and the glycogen levels in the cells in various groups， and the glucose uptakes of the cells in various groups were determined with phenol sulphuric acid process.The phosphorylation levels of adenosine 5'-monophosphate （AMP）-activated protein kinase （AMPK）（p-AMPK/AMPK） and the expression level of glucose transporter 4 （GLUT4） protein were detected by Western blotting method.

Results

Compared with control group， the swimming time of mice in medium and high doses of GARP groups was increased （P<0.05 or P<0.01）； the BLA and BUN levels in the serum of the mice were reduced （P<0.05 or P<0.01）， the GSH levels and SOD activities in different doses of GAPP groups were increased （P<0.05 or P<0.01）； the liver glycogen and muscle glycogen levels were increased （P<0.05 or P<0.01）. Compared with control group the GSH levels，the SOD activities and the glycogen levels in the C2C12 myoblasts in 5，10 and 20 μg·mL^－1 GARP groups were increased （P<0.05 or P<0.01）， the glucose uptakes were increased （P<0.05 or P<0.01），and the ratios of p-AMPK AMPK and the expression levels of GLUT4 protein were increased （P<0.05 or P<0.01）.

Conclusion

GARP has anti-fatigue effect，and its mechanism may be achieved by activating AMPK/GLUT4 signaling pathway to promote glucose uptake.

Key words: Ginseng adventitious root protein, Anti-fatigue, Mice, C2C12 cells

中图分类号:

R-332

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图/表 7

表1

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Group	Swimming time
Control	13.10±1.18
GARP（g·kg^－1）
0.25	15.23±1.60
0.50	18.51±0.72^**
1.00	16.74±0.58^*

Group	BLA	BUN
Control	9.01±0.15	56.29±1.69
GARP（g·kg^－1）
0.25	8.19±0.29	53.86±1.29
0.50	7.04±0.38^**	41.88±1.36^**
1.00	7.28±0.38^*	43.99±1.22^**

Group	GSH [w_B/（mg·g^－1）]	SOD [λ_B/（U·mg^－1）]
Control	35.22±2.89	9.23±0.61
GARP（g·kg^－1）
0.25	48.99±5.83^*	10.65±0.84^*
0.50	62.79±4.99^**	11.95±1.21^*
1.00	58.15±3.89^**	11.57±0.92^*

Group	Liver glycogen	Muscle glycogen
Control	2.12±0.29	0.93±0.12
GARP（g·kg^－1）
0.25	3.79±0.45^*	1.35±0.09^*
0.50	5.88±0.68^**	1.65±0.11^**
1.00	4.87±0.59^**	1.47±0.10^**

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