运动介导 HSP70延缓增龄性骨骼肌萎缩的机理研究

褚晓蕾 王巍 谢凌坚 刘素娟 刘善云 傅力

1天津市天津医院康复科（天津 300211）2天津医科大学基础医学院（天津 300070）3天津体育学院运动与健康科学系（天津 300381）

运动介导 HSP70延缓增龄性骨骼肌萎缩的机理研究

褚晓蕾1王巍1谢凌坚2刘素娟2刘善云3傅力2

1天津市天津医院康复科（天津 300211）2天津医科大学基础医学院（天津 300070）3天津体育学院运动与健康科学系（天津 300381）

目的：通过对自然衰老C57BL/6小鼠进行长期有氧运动干预，探讨增龄性骨骼肌萎缩发生发展过程中细胞凋亡相关蛋白的变化及运动诱导HSP70对其影响，揭示运动预防增龄性骨骼肌萎缩的作用机理。方法：27周龄雄性C57BL/6小鼠50只，经 1周适应性喂养后，随机分为年轻对照组（YS组）、老年对照组（OS组）和老年运动组（OE组）。YS组（28周）小鼠经抓力测试后立即处死取材。OE组小鼠采用30周、每周3～4次、每次50分钟、75%VO2max有氧跑台运动训练（速度12米/分钟，坡度0°）。OS组与OE组小鼠喂养至60周龄后，检测抓力等指标后处死。随即分离各组小鼠腓肠肌，称重后检测小鼠骨骼肌萎缩指数（Sarcopenia index,SI），随后提取腓肠肌总蛋白。采用 Western Blot检测小鼠腓肠肌组织HSP70，Cleaved Caspase-9蛋白表达水平；采用Co-IP法检测小鼠腓肠肌HSP70与Apaf-1蛋白结合量；采用TUNEL法检测小鼠腓肠肌细胞凋亡指数。结果：（1）SI变化：OS组小鼠腓肠肌SI较YS组显著减少23.09%，而OE组SI与OS组相比显著增加30.48%；（2）小鼠抓力：OS组小鼠抓力/体重比值比YS组显著减少42.74%，OE组比OS组显著增加21.51%；（3）凋亡指数检测：伴随年龄增加，OS组较YS组显著增加475.28%，而有氧运动之后，OE组小鼠凋亡指数较OS组显著减少46.41%；（4）Western Blot结果：OS组Cleaved Caspase-9表达水平较YS组显著增加45.40%，OE组较OS组显著减少33.40%；（5）腓肠肌HSP70与Apaf-1蛋白的结合量：OS组较YS组HSP70与Apaf-1结合量显著下降67.11%，运动后OE组较OS组显著增加306.31%。结论：（1）60周龄小鼠腓肠肌发生增龄性骨骼肌萎缩，30周有氧运动可显著延缓增龄性骨骼肌萎缩；（2）增龄性骨骼肌萎缩可能与骨骼肌凋亡细胞增多有关，30周有氧运动可显著抑制骨骼肌细胞凋亡；（3）30周有氧运动可增强HSP70与Apaf-1结合量，这可能是运动抑制骨骼肌细胞凋亡，延缓增龄性骨骼肌萎缩的机制之一。

有氧运动；HSP70；细胞凋亡；增龄性骨骼肌萎缩

增龄性骨骼肌萎缩是指随年龄的增长，机体发生衰老性骨骼肌质量下降，最大肌力和肌肉输出功率显著降低的现象[1]。增龄性骨骼肌萎缩可增加老年人跌倒、骨折的风险，降低老年人活动能力和生活自理能力，严重危害老年人健康、增加伤残、死亡率[2]。根据Harman提出的自由基学说，外界环境、机体自身所产生的ROS是增龄性骨骼肌萎缩的主要诱因，ROS可激活Caspase-9形成级联放大反应，诱导骨骼肌细胞凋亡，导致骨骼肌萎缩[3-4]。众所周知，有氧运动作为防治增龄性骨骼肌萎缩的重要手段可改善老年人肌力，降低肌肉易伤性和脆弱性，缓解甚至部分逆转其病理进程，然而有氧运动延缓增龄性骨骼肌萎缩的具体分子机制尚未完全清楚。有研究表明长期耐力运动可增强自噬对代谢产物降解，减少细胞内代谢产物堆积，抑制ROS产生，抑制骨骼肌萎缩[5]。也有研究证实有氧运动可抑制骨骼肌细胞凋亡，增强Ⅱb型骨骼肌纤维基因表达使其比例增加，引起肌肉肥大，增强骨骼肌质量和力量[6]。因HSP70可增强机体抗氧化能力还可抑制骨骼肌细胞凋亡，其在有氧运动延缓增龄性骨骼肌萎缩中的作用受到广泛关注。HSP是一类在进化上高度保守的蛋白质，广泛存在于原核和真核细胞中，并参与细胞的损伤和修复过程。根据其分子量和同源度不同，将其分为 HSP90，HSP70，HSP60和sHSP 4个亚型。HSP70也称HSP72，在细胞内增强骨骼肌细胞抗氧化相关蛋白表达，增强机体抗氧化能力，抑制 ROS产生[7]。HSP70还可与Apaf-1结合阻止Caspase-9前体的募集，抑制Caspase-9激活，阻断细胞凋亡过程[8]。

有氧运动可能通过诱导HSP70过表达抑制机体组织氧化应激反应，阻断细胞凋亡过程，防治增龄性骨骼肌萎缩，但这一假设尚需进一步实验证实。本实验通过对自然衰老小鼠进行长期有氧跑台运动干预，利用Western Blot等生物学方法检测骨骼肌细胞凋亡相关蛋白的表达，探讨增龄性骨骼肌萎缩发生进程中骨骼肌细胞凋亡蛋白表达变化及运动训练介导的 HSP70对相关蛋白表达的影响，从细胞凋亡的视角解释增龄性骨骼肌萎缩的发生机制以及运动干预防治增龄性骨骼肌萎缩的作用机理。

1 材料与方法

1.1 动物模型的建立

实验选用50只雄性、27周龄C57BL/6小鼠，体重为22.33±1.31 g，由军事医学科学院实验动物中心提供。小鼠购入后基础饲料喂养1周，分笼饲养、1只/笼，期间自由进食水，实验环境为室温 22～25℃，湿度为30%～40%，每天光照12小时。动物适应性喂养1周后，随机分为年轻对照组（YS组，n=15）、老年对照组（OS组，n=15）和老年运动组（OE组，n=15），饲以正常饲料（购于中国医学科学院实验动物研究所）。期间自由饮水，每周称体重。

1.2 抓力测定

随机分组后，年轻组小鼠（约28周龄）进行抓力检测后处死，老年对照组与老年运动组小鼠分别饲养至28周、36周、44周、52周、60周龄后使用小鼠抓力测定仪（购自淮北正华生物仪器设备公司）进行抓力检测。小鼠抓力测定具体操作方法如下：

（1）调节仪器水平放置，旋动仪器上的两个前机脚，使仪器上的水平气泡稳定在水准器中心圈，使仪器达到水平位置。

（2）测定：按动测定键，将小鼠放置于抓力板上，抓住鼠尾轻柔向后牵拉，待动物抓牢抓力板后，均匀用力后拉，致使小鼠松爪，仪器自动记录下该小鼠的每次拉力值，取3次测定值的平均值。

1.3 运动方案

运动组小鼠进行为期1周的适应性训练，以适应跑台运动。首次运动跑台速度为10米/分钟，时间为30分钟，之后逐步增加运动强度和时间，跑台坡度为0°。然后进行为期30周、75%VO2max强度的有氧跑台运动（跑速为12米/分钟，参照Fernando等制定的跑与最大摄氧量对应表[9]，隔天1次，50 分钟/次，3～4次/周）。

1.4 骨骼肌组织等样本的留取

OS组与OE组喂养至60周龄后，将两组小鼠禁食14～16小时，随后断颈处死小鼠、迅速分离小鼠腓肠肌。由于小鼠体重的个体差异，选取SI值（即骨骼肌质量与体重比值）来衡量骨骼肌质量增减程度。分离小鼠腓肠肌后称重并计算每只小鼠的SI值。随后分离出的腓肠肌经液氮速冻，速冻后移至－80°C冰箱保存备用。随机选取各组小鼠腓肠肌并制备约5 mm正方形组织块。骨骼肌组织经脱水、透明、浸蜡、包埋后常规制作厚度为6 μm石蜡切片。

1.5 凋亡指数检测

TUNEL法染色步骤根据细胞凋亡检测试剂盒说明书进行（武汉博士德生物技术公司）。随机选取各组骨骼肌组织石蜡切片行TUNEL染色，每张切片于400倍光镜下，随机选择6个无重复视野，计数细胞核包括呈棕黄色的TUNEL阳性细胞核及所有细胞核。骨骼肌细胞凋亡指数=平均阳性染色细胞核数／所有细胞核数。

1.6 蛋白样品提取

采用1%NP-40法提取各组小鼠骨骼肌总蛋白，其裂解液中含Tris 50 mM，NaCl 150 mM，EDTA 15 mM（pH 8.0），最后加入1%NP 40，混匀后于4°C保存。制作样品时，每100 mg组织加入裂解液约400 μl，1×Protease Inhibitor和 1×Phosphatase Inhibitor，电动匀浆，然后于4°C，15000 g离心20分钟，取上清，测定蛋白浓度，分装、冻存于－80°C冰箱备用。

1.7 SDS--PPAAGGEE凝胶电泳

根据分子量的不同制备不同浓度的分离胶，积层胶均为5%，用微量加样器加入样品孔内等量的总蛋白，并于一侧加样孔内加入预染蛋白Marker 6µl。使用Tris-甘氨酸SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳缓冲液（250 mmol/L甘氨酸，25 mmol/L Tris-Base，0.1%SDS，pH 7.6），60V电压下电泳30分钟后，再转换成100V电压电泳2小时。

1.8 电转印

采用湿法电转印（转膜缓冲液：39 mmol/L甘氨酸，48 mmol/L Tris-base，0.037%SDS，20%甲醇，pH 8.3），电流300 mA，2小时。根据PVDF膜上预染蛋白Marker的转移情况，判断蛋白转移情况。

1.9 Western BBlloott

转膜结束后，取出PVDF膜，用5%脱脂奶粉封闭1小时后，用1×TBST洗涤PVDF膜，使用含5%BSA 的抗体稀释液分别稀释一抗。4°C孵育过夜。次日用1×TBST洗膜3次，每次5分钟；用5%脱脂奶粉溶液按照1∶10000稀释二抗，室温孵育1小时，再用1×TBST洗膜3次，每次5分钟；最后用ECL反应液做为发光底物，于暗室内进行X光胶片曝光，经显影、定影后观察分析结果。

1.10 免疫共沉淀

1.10.1 磁珠的制备

用微量移液器重悬磁珠，取50 μl磁珠加入1.5 ml试管，将小管置于磁力架上，待上清液变清晰后，弃上清，将小管从磁力架上移除。

1.10.2 抗体结合

稀释抗体 Anti-HSP70 Primary Antibody，抗体比例为1∶200，即1 μg 抗体加200 μl 抗体结合清洗缓冲液（Ab Binding&Washing Buffer），将稀释好的抗体加入装有磁珠的小管中，摇床室温孵育10分钟，将小管置于磁力架上，待上清液变清晰后，弃上清，将小管从磁力架上移除，用200 μl抗体结合清洗缓冲液重悬沉淀。

1.10.3 靶抗原的免疫沉淀

将小管置于磁力架上，待上清液变清晰后，弃上清，将小管从磁力架上移除，加入200 μl总蛋白溶液，重悬沉淀，摇床室温孵育10分钟，将小管置于将小管置于磁力架上，待上清液变清晰后，弃上清，在小管中加入200 μl清洗液，重悬沉淀，清洗3次。加100 μl清洗液，重悬沉淀，将重悬液转入新的小管。

1.10.4 靶抗原的洗脱

将小管置于磁力架上，待上清液变清晰后，弃上清，加入20 μl 洗脱液（Elution Buffer） 及10 μl 预先混合好的LDS Sample Buffer和 Sample Reducing Agent，70°C加热10分钟后将上清加入上样孔进行电泳，Western Blot检测HSP70/Apaf-1。

1.11 统计学分析

采用 SPSS统计软件（SPSS 11.5 for Windows）分析实验数据，并计算均值和标准差（±s）。两组间对比采用独立样本t检验，显著水平定为P＜0.05。

2 实验结果

2.1 小鼠腓肠肌骨骼肌萎缩指数

本实验处死小鼠后随机选取各组小鼠腓肠肌称重，发现OS组小鼠腓肠肌质量比YS组小鼠低 6%（P＞0.05），而 OE 组比 OS组高 33% （P＜0.05）（图 1.A）。本实验发现OS组小鼠腓肠肌SI较YS组低23.09% 具显著性差异（P＜0.05），而OE组比OS组高30.48% 具显著性（P＜0.05）（图1.B）。 上述结果提示60周龄C57BL/6小鼠骨骼肌SI随年龄的增加发生显著下降，30周有氧耐力运动能够促进小鼠骨骼肌SI增加。

2.2 小鼠抓力测定结果

小鼠抓力结果见图1.C-D，对各年龄组（28周龄、36周龄、44周龄）小鼠进行抓力检测未发现显著性差异，但可看出小鼠抓力伴随年龄增加逐步下降。52周小鼠抓力检测结果（图1.C）显示：OS组抓力值比YS组高16%（P＜0.05），而OE组小鼠抓力较OS组高11%（P＜0.05）。考虑到小鼠体重差异的影响，仅检测抓力不能准确反映小鼠组间差异，因此本实验利用抓力/体重来减少小鼠个体差异。结果发现，伴随着小鼠周龄的增加，OS组小鼠抓力/体重比值较YS组显著低15%（P＜0.05），OE组比OS组高6%（P＞0.05）。在60周龄时，抓力值组间差异性变化与52周龄一致（图1.D），各组间的抓力/体重比值也发生显著改变。OS组小鼠抓力/体重比值较YS组显著低42.74%（P＜0.05），OE组比OS组高21.51%，具显著性差异（P＜0.05）。上述结果表明伴随年龄的增长，骨骼肌肌力也随之降低，而有氧运动可显著缓解增龄性骨骼肌肌力下降。

图1 小鼠腓肠肌SI值、抓力和抓力/体重

2.3 增龄对腓肠肌细胞凋亡指数影响

腓肠肌细胞凋亡随年龄变化特点见图2.A-B。伴随年龄增加，OS组较YS组高475.28%，具显著性差异（P＜0.05），而有氧运动之后，OE组小鼠骨骼肌细胞凋亡指数较OS组显著低46.41%（P＜0.05）。以上结果表明，随着小鼠周龄增加，腓肠肌细胞凋亡指数显著增高，提示骨骼肌细胞凋亡可能是引起骨骼肌萎缩的主要原因之一。然而，有氧运动后腓肠肌细胞凋亡指数显著降低，表明有氧运动可显著抑制骨骼肌细胞凋亡。

图2.C-D显示腓肠肌细胞Cleaved Caspase-9表达水平。OS组的Cleaved Caspase-9蛋白表达水平较YS组高45.3%，具显著性差异（P＜0.05）。OE组Cleaved Caspase-9表达水平较OS组显著低33.4%（P＜0.05）。腓肠肌细胞内Caspase-9转化为Cleaved Caspase-9后作为上游信号蛋白活化下游的Caspase酶，继发骨骼肌细胞凋亡。因此，腓肠肌细胞Cleaved Caspase-9可反映骨骼肌细胞凋亡程度且与TUNEL染色结果相一致。

图2 各组小鼠腓肠肌细胞凋亡指数

2.4 HSP70蛋白表达水平

各组小鼠骨骼肌细胞HSP70蛋白表达统计结果如图3.A-B。YS组HSP70表达较OS组高13.98%（P＞0.05），运动后OE组较OS组高52.37%，具有显著性差异（P＜0.05）。

2.5 HSP70和Apaf-1结合量

各组小鼠骨骼肌细胞HSP70与Apaf-1结合量统计结果如图3.C和图3.E所示：OS组与YS组相比HSP70与Apaf-1结合量低67.11%（P＜0.05），30周有氧运动后OE组与OS组相比HSP70与Apaf-1结合量高306.31%，具显著性差异（P＜0.05）。另外，本试验利用免疫共沉淀技术使用Apaf-1抗体验证其与HSP70结合量，结果与上述结果相一致（图3.D和图3.F）。

图3 HSP70与Apaf-1蛋白结合量

3 讨论

骨骼肌是机体重要的运动器官，增龄性骨骼肌萎缩是衰老的主要标志，其表现为骨骼肌纤维数目减少、肌肉质量降低和肌力减小。国内外已有众多研究支持骨骼肌质量和力量在衰老过程中下降。有研究对不同月龄的C57BL/6小鼠（4月、8月、15月、18月、22月和24月龄）骨骼肌质量进行对比研究发现:18月龄时C57BL/6小鼠股四头肌已比4月龄小鼠股四头肌SI显著降低，且随着年龄的增加SI进一步降低[10]，表明随着年龄的增长小鼠骨骼肌质量逐渐下降。另有研究将抓力作为诊断增龄性骨骼肌萎缩的重要指标，分别检测8月龄、12月龄、20月龄和 28月龄C57BL/6小鼠抓力，发现12月龄时小鼠抓力值较8月龄显著减少，并且出现增龄性降低的趋势[11]。有氧运动可改善机体的生理机能、增进肌力、延缓肌肉萎缩，这已被众多研究和事实所证明[12-13]。本研究结果也发现伴随年龄增长小鼠肌肉质量和力量逐步下降，而有氧运动显著增强肌肉质量和力量，改善增龄性骨骼肌萎缩。然而有氧运动改善增龄性骨骼肌萎缩机制尚未完全清楚。有研究认为有氧运动可增强IGF-1蛋白表达水平，继发mTOR活化，肌原纤维合成增加，抑制骨骼肌萎缩[14]。也有研究发现有氧运动可增强骨骼肌卫星细胞的增殖能力、减少肌间脂肪的生成，延缓骨骼肌萎缩[15]。然而随着细胞凋亡检测技术的成熟和研究领域的扩展，骨骼肌细胞凋亡被认为是引起增龄性骨骼肌萎缩的重要机制之一，这为有氧运动延缓增龄性骨骼肌萎缩研究提出了新的方向。有研究发现，在正常大鼠骨骼肌组织中很少出现凋亡细胞核，而在失神经支配的肌萎缩大鼠骨骼肌组织中发现具凋亡特征的细胞核，且随着失神经支配时间的延长，骨骼肌萎缩程度加重、凋亡细胞核数目逐渐增加，提示骨骼肌细胞的凋亡与失神经肌肉萎缩相关，萎缩越严重，凋亡的细胞核数目越多[16]。本实验也证实衰老导致骨骼肌细胞凋亡数量显著增加，骨骼肌力量和质量下降，进一步证实骨骼肌细胞凋亡可能是增龄性骨骼肌萎缩的重要原因。然而本实验还发现长期有氧耐力运动可显著减少老龄组小鼠骨骼肌细胞凋亡数量，增强骨骼肌质量和力量。这表明抑制凋亡可能是氧运动延缓增龄性骨骼肌萎缩的重要机制。然而众多研究发现运动亦可导致细胞凋亡。有研究证实，运动性疲劳时大鼠骨骼肌细胞呈棕黄色染色的凋亡细胞比例显著增多，骨骼肌细胞凋亡出现的高峰与运动训练时间存在正相关[17]。另外，也有研究证实急性高强度跑台运动后，小鼠骨骼肌细胞ROS生成增加，骨骼肌细胞氧化应激水平增加、抗氧化相关蛋白表达降低，骨骼肌凋亡细胞数量显著增加[18]。据此推断，运动是否诱导骨骼肌细胞凋亡，负荷强度是一个关键因素，强度过大可能会诱发大量细胞向坏死方向转化，有氧运动显著减少凋亡骨骼肌细胞，仅引发少量细胞损伤，并且受损细胞都将会以凋亡的方式“自杀”，促进受损细胞循环再利用，加快新细胞的生成。

细胞凋亡激活途径分为外源性途径和内源性途径两种，而线粒体介导的内源性途径被认为是引起增龄性骨骼肌萎缩的主要途径[19]。随年龄增加，机体氧化防御能力下降，ROS生成增多，ROS激活线粒体凋亡途径，通透性转换孔开放，线粒体膜电位下降，线粒体释放Cyt c，引起Cytc从线粒体释放进入胞质，与胞质中Apaf-1和Caspase-9相互作用，形成复合物。结合到复合物上的Caspase-9自身活化，转化为Cleaved Cas⁃pase-9，切割和活化下游的效应Caspase酶，继发细胞内凋亡信号通路的激活。本研究发现长期有氧耐力运动可显著降低Cleaved Caspase-9表达水平，抑制线粒体介导的凋亡信号通路，减少其通路相关蛋白表达。

有氧运动抑制线粒体介导凋亡信号通路的分子生物学机制仍不完全清楚，有研究发现HSP70可增强机体抗氧化能力、抑制线粒体介导的骨骼肌细胞凋亡[20]。有氧运动可引起机体产生多种生理适应性变化，包括体温升高、细胞线粒体氧化解耦联引起的自由基生成增多等，这些生理适应性变化和诱导HSP70过表达的众多因素相似，据此推测运动也可诱导HSP的过表达并得到实验证实。因此，HSP70可能是长期运动增强细胞对各种刺激的抵抗能力、抑制骨骼肌细胞凋亡、延缓增龄性骨骼肌萎缩，延缓衰老的重要因素之一。但本实验并未发现小鼠骨骼肌细胞HSP70表达水平的增龄性变化，提示仅靠HSP70抗氧化、抗凋亡功能难以解释本实验的骨骼肌细胞凋亡的增龄性改变。有研究发现骨骼肌细胞HSP70可与Apaf-1结合阻断Caspase-9前体的募集，抑制Caspase-9激活及细胞凋亡过程[8]。据此推测增龄可能降低骨骼肌细胞HSP70与Apaf-1的结合，引起内源性凋亡信号通路活化，增加骨骼肌凋亡细胞数量，导致增龄性骨骼肌萎缩。而有氧运动可增加骨骼肌细胞HSP70与Apaf-1结合量，抑制结合至复合物上的Caspase-9转化为Cleaved Caspase-9，减少切割并活化下游效应Caspase酶，抑制细胞凋亡信号通路的活性，减少骨骼肌凋亡细胞数量，增加骨骼肌质量和力量。这一假设可能是有氧运动抑制骨骼肌细胞凋亡、改善增龄性骨骼肌萎缩的重要机制之一。

4 总结

本研究发现60周龄小鼠腓肠肌发生增龄性骨骼肌萎缩，其发生机制可能与HSP70与Apaf-1结合量下降、骨骼肌细胞线粒体介导内源性凋亡信号通路激活有关；30周有氧运动干预可增加骨骼肌细胞HSP70与Apaf-1的结合、抑制线粒体介导的内源性凋亡信号通路的活化，延缓增龄性骨骼肌萎缩。有氧运动介导骨骼肌细胞HSP70表达增加可通过抑制细胞凋亡、延缓骨骼肌萎缩，这可能是运动延缓增龄性骨骼肌萎缩的机制之一。未来将进一步研究该假设中的其他关键点，深入探索细胞凋亡在运动抗衰老过程的作用机制，进一步充实完善运动抗衰老理论基础，为指导运动防病健身提供实验依据。

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The Role of Heat Shock Protein 70 in Exercise-attenuating Sarcopenia

Chu Xiaolei1，Wang Wei1，Xie Lingjian2，Liu Sujuan2，Liu Shanyun3，Fu Li2
1 Department of Rehabilitation，Tianjin Hospital，Tianjin 300211，China 2 Department of Physiology and Pathophysiology，Tianjin Medical University，Tianjin 300070，China 3 Tianjin Institute of Physical Education，Tianjin 300381，China Corresponding Author:Fu Li，Email:lifu@tmu.edu.cn

ObjectivesTo observe the changes of apoptosis-related proteins during the development of sarcopenia and to explore the effect and mechanism of long-term aerobic exercises and heat shock pro⁃tein 70（HSP70）on those changes for the natural aging C57BL/6 mice.MethodsAfter 1 week of ac⁃climatization，50 27-week-old male C57BL/6 mice were randomly divided into a young sedentary con⁃trol（YS）group，an old sedentary control（OS）group and an old exercises（OE）group.After the grip-strength was measured the mice from group YS were sacrificed at the age of 28 weeks.The mice from group OE exercised on a flat treadmill at 12m/minute for 50 min 3 or 4 times a week for 30 weeks with the intensity of 75%VO2max.At the age of 60 weeks，the mice of group OS and OE were killed after their grip-strength was measured.The gastrocnemius muscle of each group were isolated and weighted，and the sarcopenia index（SI）was measured.Then the total protein of the gastrocnemius mus⁃cle was extracted.HSP70 and cleaved caspase-9 expression were examined.The binding rate of HSP70 and Apaf-1 was measured using Co-Immunoprecipitation.TUNEL staining was performed to detect the apoptosis of the gastrocnemius muscle.Results（1） Compared with group YS，SI of group OS de⁃creased significantly by 23.09%，but significant increase was observed in group OE compared to group OS by 30.48%.（2）The grip strength per gram of body weight of group OS decreased significantly by 42.74%compared to group YS，while that of group OE increased significantly by 21.51%compared to group OS.（3） The apoptosis index increases by 475.28%with age.However，the index decreased by 46.41%in group OE over group OS.（4） Western blotting showed that the expression of cleaved cas⁃pase-9 increased significantly by 45.4%in group OS compared to group YS，while that of group OE decreased significantly by 33.4%compared to group OS.（5） The binding rate of HSP 70 with Apaf-1 of group OS decreased significantly by 67.11%compared to group YS，while that of group OE in⁃creased significanlty by 306.31%compared to group OS.Conclusions（1）Gastrocnemius atrophy occur⁃ring to mice of 60 weeks can be significanlty delayed through 30-week exercises training.（2） The in⁃creasing apoptosis may be involved in the development of age-related sarcopenia and 30-week exercis⁃es can significantly attenuate such apoptosis in rodent skeletal muscle.（3）Aerobic exercises increases HSP70/Apaf-1 interaction，which might play an important role in reducing age-related cellular damage and cell death in the skeletal muscle of rats.

exercise，HSP70，apoptosis，sarcopenia

2017.05.01

天津市应用基础与前沿技术研究计划项目（14JCYBJC27300）；国家自然科学基金（31571220）

第1作者：褚晓蕾，Email:chuxiaolei8@163.com；

傅力，Email：lifu@tmu.edu.cn