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지구성 운동 시 NT-PGC-1α가 흰쥐 골격근 내 미토콘드리아 생합성에 미치는 영향
김상현 ( S. H Kim ),정수련 ( S. R Jung ),김기진 ( K. J Kim ) 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2012 운동과학 Vol.21 No.4
본 연구의 목적은 PGC-1α의 짧은 형태인 NT-PGC-1α가 골격근 내 미토콘드리아 생합성에 어떠한 영향을 미치는가를 알아보는 것이다. 지구성 운동에 따른 골격근 내 PGC-1α, NT-PGC-1α 그리고 미토콘드리아 생합성 정도를 알아보기 위해 18마리의 흰쥐를 각각 6마리씩 3그룹(sedentary; Sed, 1 day exercise; 1d Ex, 3 day exercise; 3d Ex)으로 분류한 다음 수영을 실시(6 h/day)하였다. 골격근은 마지막 운동훈련 18시간후 적출하였다. 그 결과 지구성 운동에 따른 골격근 내 PGC-1α의 발현은 1일 운동 후에는 Sed 그룹에 비해 유의하게 증가 하였으나, 3일 운동 후에는 1일 운동에 의해 증가된 정도가 Sed 그룹 수준으로 감소하였다. NT-PGC-1α는 1일 운동 후에는Sed 그룹과 비교해 차이가 없었으나, 3일 운동 후 유의하게 증가하였다. 그리고 지구성 운동에 따른 골격근 내 COXⅠ과NADH-UO는 1일과 3일 트레이닝 후 모두 유의하게 증가하였다. 또한 NT-PGC-1α가 미토콘드리아 생합성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 C2C12 골격근 세포에 NT-PGC-1α adenovirus를 처치하여 NT-PGC-1α를 과발현 시킨 후 미토콘드리아 효소의 발현정도를 분석한 결과 미토콘드리아 효소인 cytochrome c, COXⅠ, ATP synthase, citrate synthase 모두 유의하게 증가하였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, PGC-1α는 미토콘드리아 생합성 초기에 관여하고, NT-PGC-1α는 PGC-1α에 의해증가된 미토콘드리아 생합성을 계속 유지하거나 약간 더 증가시키는데 중요한 역할을 할 것이다. N-truncated peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α splice variant (NT-PGC-1 α) has similar biological effects to peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α(PGC-1α) in brown adipose t issue. But, t he e ffect of NT-PGC-1α on mitochondrial biogenesis in skeletal muscles has not been clearly identified. The purpose of this study is to verify that NT-PGC1 induce the mitocondrial biogenesis in skeletal muscle. Eighteen rats were randomly assigned into 3 groups (Sedentary, Sed; 1 day exercise, 1d Ex; 3 day exercise, 3d Ex). Exercise groups were trained by using a 6 h/day swimming program. Muscle samples for PGC-1α, NT-PGC-1α and mitochondrial enzymes were harvested 18 hours after the last bout of exercise. The expression of PGC-1α was increased in the 1d Ex compared with Sed group, but 3d Ex group was not changed compared with Sed group. NT-PGC-1α was increased in the 3d Ex group from the Sed group. The expressions of cytochrome oxidase subunit I (COXⅠ)and NADH-ubiquinone oxidoreductase (NADH-UO) were increased in the 1d Ex and 3d Ex group from the Sed group. Three day overexpressed NT-PGC-1α C2C12 myotubes were harvested for mitochondrial enzymes. The expressions of mitochondrial enzymes, cytochrome c, COXⅠ, ATP synthase and citrate synthase were increased in the NT-PGC-1α overexpressed C2C12 from the Sed group. These findings suggest that PGC-1α protein is responsible for initial increase in mitochondrial biogenesis. While NT-PGC-1α is important for chronic exercise induced increase in mitochondrial proteins.
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PGC-1α와 NT-PGC-1α가 4주간의 지구성 운동 유발 미토콘드리아 생합성에 미치는 영향
정수련(SuRyunJung),김기진(KiJinKim,김상현(SangHyunKim) 한국체육학회 2013 한국체육학회지 Vol.52 No.5
본 연구의 목적은 4주간의 지구성 운동시 PGC-1α와 NT-PGC-1α의 변화양상이 골격근 내 미토콘드리아 생합성에 어떠한 역할을 하는지 알아보는 것이다. 75 g의 수컷 Wistar rat 20마리를 대상으로 2집단(좌업, 운동집단)으로 무선배정한 뒤 4주간 트레드밀 달리기(경사도 8%, 23 m/min, 120분, 주당 5일)를 실시하였다. 4주간의 처치 후 족척근을 적출하여 미토콘드리아 단백질을 정량 분석한 결과 PGC-1α와 NT-PGC-1α protein 수준의 변화는 나타나지 않았으나, 미토콘드리아 내 전자전달계 효소(ATPsynthase, Core2)와 TCA cycle 효소(Citrate synthase)의 수준은 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 요약하면 장기간의 지구성운동은 PGC-1α의 양적 증가와 관계가 없이 다른 요소에 의한 PGC-1α의 활성화가 미토콘드리아 생합성에 영향을 미칠 것으로 생각된다. The purpose of this study was to examine the effects of long-term endurance exercise training on NT-PGC-1α and mitochondrial biogenesis of skeletal muscle. 20 male Wistar rats were randomly assigned to two group (sedentary or exercise training group) and exercise group were trained with treadmill (slop 8%, 23 m/min, 120 min, 5 day/week) for 4 weeks. After 4 weeks, rats were anesthesized and dissect skeletal muscle to quantify protein level. PGC-1α and NT-PGC-1α protein level were not increased after long-term endurance exercise training in rat skeletal muscle, but mitochondrial protein was significantly increased. Therefore PGC-1α activation, not expression will increase mitochondrial biogenesis after long-term endurance exercise.
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