研究目的:肿瘤患者后期可能出现心脏异常,如左心室重量减少、心输出量受损、射血分数减少、舒张功能改变、心肌细胞尺寸减小和心肌纤维化等。心脏的大小取决于蛋白质合成和降解的相对速率,蛋白质代谢失衡被认为是癌症恶病质心脏萎缩的主要介质之一。指挥人类mRNA翻译过程的信号通路似乎将哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)作为该过程中的一个基本分子,在受到外部刺激激活后,mTOR磷酸化其他分子促进蛋白质合成,因此,mTOR及其下游靶点已成为蛋白质合成的标志。而E3连接酶肌肉萎缩盒F基因(Atrogin-1)和肌肉环状指基因1(MuRF-1)在不同的萎缩环境下在横纹肌(包括心肌)中的表达增强,是调控蛋白质分解代谢的关键因子之一。本研究通过观察与分析CT26荷瘤小鼠的心脏机能及其相关心肌蛋白变化、有氧运动对CT26荷瘤小鼠心脏机能及其相关心肌蛋白的影响,探究CT26结肠癌荷瘤小鼠心脏机能的变化及不同模式有氧运动对CT26结肠癌荷瘤小鼠心脏机能的影响及其可能的分子机制,进一步为有氧运动改善肿瘤患者心脏健康和生活质量提供理论支持。研究方法:选取5周龄BALB/c雄性小鼠40只。适应性喂养一周后,再将所有小鼠进行随机分组分为5组:对照组(C)、肿瘤组(M)、运动预处理组(EM)、接种后运动组(ME)和终生运动组(AM),每组8只。前4周,对EM和AM组小鼠实施有氧运动干预,跑台速度60%V1max,0°倾角,每天60min,每周5天。然后对C组小鼠注射等量的生理盐水,其余小鼠注射癌细胞。将培养瓶中处于指数生长期的小鼠结肠腺癌(CT26)细胞,用0.25%胰酶-EDTA消化细胞3min,镜下见细胞完全脱离瓶壁分离成单个细胞,加10%FBS完全培养液终止消化,将消化后的细胞悬液,使用PBS洗涤三次并通过台盼蓝染色计数,调整细胞悬液浓度约为1×107/ml,然后将悬液接种于小鼠左后肢偏上部皮下(每只0.2ml),形成皮下移植瘤。每天用卡尺测量肿瘤细胞注射后的肿瘤体积,肿瘤的长和宽测量得到的值用以下公式估算肿瘤体积:(长×宽2)/2。注射1天后,对ME和AM组小鼠实施3周的有氧运动干预,跑台速度60%V2max,0°倾角,每天30至45min,每周5天,期间保证所有小鼠的自由饮食。而后对所有小鼠采集心脏超声,最后麻醉处死后取材并合理储存进行心肌HE染色检测心肌纤维横截面积和Westren-Blot检测心肌蛋白MuRF-1、atrogin-1、p-mTOR和mTOR的表达和变化趋势。实验采用SPSS 26.0和GraphPad Prism 7统计软件进行数据处理,各指标数据采用平均值±标准差(`x±SD)表示。使用夏皮罗-威尔克检验检验每个变量数据正态性和方差齐性。当数据具有正态性和方差齐性,多组间差异比较采用单因素方差分析;当数据不符合正态分布和方差齐性时,则采用非参数检验对组间差异进行比较。设置P<0.05为显著水平。研究结果:(1)肿瘤体积与质量:在注射CT26癌细胞第8到11天时,与M组小鼠相比,EM组小鼠肿瘤体积显著增加(P<0.05)。(2)小鼠体重及心脏体重比:在注射CT26癌细胞后的1、2、3周,与C组相比,M组小鼠体重显著降低(P<0.01,P<0.01,P<0.05);与C组相比,M组小鼠心脏体重比显著减少(P<0.05);与M组相比,AM组小鼠心脏体重比显著增加(P<0.05)。(3)心脏机能:与C组相比,M组小鼠心脏机能指标(射血分数、左心室短轴缩短率、每搏输出量)均显著性降低(PIntegrated Immunology<0.05,P<0.05,P<0.05)。与M组相比,AM组小鼠心脏机能指标(左心室舒张末期后壁厚度、射血分数、左心室短轴缩短率、每搏输出量)均显著性增加(P<0.01,P<0.05,P<0.05,P<0.01),EM组小鼠心脏机能指标(左心室舒张末期后壁厚度和射血分数)均显著性增加(P<0.01,P<0.05),ME组小鼠心脏射血分数显著性增加(P<0.05)。(4)心肌细胞形态结构:与C组相比,M组小鼠心肌纤维横截面积显著性降低(P<0.01),ME组小鼠心肌纤维横截面积显著性降低(P<0.05)。与M组相比,EM组和AM组小鼠心肌纤维横截面积均显著性增加(P<0.05,P<0.01)。与C组相比,M组和ME组小鼠心脏均出现少量心肌纤维萎缩断裂,同时可见萎缩心肌纤维明显变细和心肌纤维排列紊乱。(5)相关心肌蛋白表达:与C组相比,M组小鼠心肌蛋白MuRF1和Atrogin1表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01),p-mTOR和mTOR表达水平显著减低(P<0.05,P<0.01),且EM组、ME组和AM组小鼠心肌蛋白mTOR表达水平显著降低(P<0.01,P<0.01,P<0.01);与M组相比,EM组、ME组和AM组小鼠心肌蛋白MuRF1表达水平显著降低(P<0.05,P<0.01,P<0.01)、Atrogin1表达水平显著降低(P<0.05,P<0.01,P<0.01)、p-mTOR表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01,P<0.01),且ME组和AM组小鼠心肌蛋白mTOR表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01);与EM组相比,MEGSK1349572生产商组和AM组小鼠心肌蛋白MuRF1表达水平显著降低(P<0.05,P<0.01);与ME组相比,AM组小鼠心肌蛋白mTOR表达水平显著升高(P<0.05)。研究结论:(1)CT26肿瘤发展导致小鼠心脏收缩机能下降,这可能与荷瘤小鼠心肌蛋白MuRF-1和atrogin-1表达显著增加、p-mTOselleck MLN4924R和mTOR表达显著减少相关。(2)有氧运动促进CT26荷瘤小鼠心脏收缩功能提升,这可能运动调控荷瘤小鼠心肌蛋白MuRF-1和atrogin-1表达显著减少、p-mTOR表达显著增加相关。(3)有氧运动预处理、终生运动、接种后运动改善CT26荷瘤小鼠心脏机能效果基本一致。