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PURPOSE: The propose of this study was to evaluate whether PPARβ/δ can increase mitochondrial enzymes and GLUT4 through NRF-1 promoter activity.
METHODS: To evaluate, PPARβ/δ and NRF-1 protein expression in mouse skeletal muscle, TA muscle were dissect at 24h after 10 day swimming exercise(Ex). To evaluate PPARβ/δ effects on gene regulation, PPARβ/δ was overexpressed in mouse TA muscle using electrical pulse-mediated gen transfer(electroporation; EPO) method. We conducted chip and promoter reporter assay to confirm of PPARβ/δ can bind NRF-1 promoter and activates NRF-1 promoter in mouse muscle cell.
RESULTS: PPARβ/δ and NRF-1 protein expression in skeletal muscle of 10 day Ex group were increased 2.2 and 2.7 fold respectively when compare to non-exercise muscle. PGC-1α protein expression in PPARβ/δ overexpression skeletal muscle were not different, but NRF-1, MEF2A, GLUT4, ATP syn and Cyt C expression were increased 2.2, 2.3, 2.1, 2 and 1.7 fold respectively when compare to empty vector(EV) treated muscle. Our ChiP and promoter activity assay result show that NRF-1 promoter has a PPARβ/δ binding site(PPRE) and PPARβ/δ can activates NRF-1 promoter through the PPRE.
CONCLUSIONS: The increased PPARβ/δ by endurance exercise can control MEF2A-GLUT4 and mitochodrial enzymes such as ATP syn and Cyt C through NRF-1 promoter activity.
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Ploug T / 1990 / Effect of endurance training on glucose transport capacity and glucose transporter expression in rat skeletal muscle. American Journal of Physiology / Endocrinology and Metabolism 259(6):778~786
Ramachandran B / 2008 / Nuclear respiratory factor 1 controls myocyte enhancer factor 2A transcription to provide a mechanism for coordinate expression of respiratory chain subunits / The Journal of Biological Chemistry 283(18):11935~11946
Ren JM / 1995 / Overexpression of Glut4 protein in muscle increases basal and insulin-stimulated whole body glucose disposal in conscious mice / The Journal of Clinical Investigation 95(1):429~432
Scarpulla RC / 2002 / Transcriptional activators and coactivators in the nuclear control of mitochondrial function in mammalian cells / Gene 286:81~89
Scarpulla RC / 2006 / Nuclear control of respiratory gene expression in mammalian cells / Journal of Cellular Biochemistry 97(4):673~683
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Scarpulla RC / 2002 / Transcriptional activators and coactivators in the nuclear control of mitochondrial function in mammalian cells / Gene 286:81~89
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