有氧运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌球形脂联素及腺苷酸活化蛋白激酶的影响

目的:通过研究有氧运动对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗(IR)小鼠骨骼肌球形脂联素及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)的影响,试图为运动防治IR提供理论依据.方法:选用雄性C57BL/6小鼠40只,随机分为正常饮食组和IR模型组,正常饮食组以基础饲料喂养8周后再分为正常饮食安静组(NC,n=10)和正常饮食运动组(NE,n=10);IR模型组喂饲高脂饲料8周后再分为高脂安静组(HC,n=10)和高脂运动组(HE,n=10).NE和HE组进行6周、75%最大摄氧量强度的跑台训练.采用小型血糖仪分别检测口服糖耐量试验后0、15、30、60、90、150、180分钟各时间点的血糖值,并计算血糖曲线下面积(AUC);Northern blot检测AMPK mRNA表达;Western blot和免疫荧光染色检测骨骼肌球形脂联素和AMPK蛋白表达;ELISA法检测空腹胰岛素水平;HE染色观察胰岛细胞形态学变化.结果:HE组小鼠空腹血浆胰岛素水平和AUC均较HC组显著降低.NE组骨骼肌中球形脂联素较NC组显著增加,但HE组无明显变化;无论在正常饮食组还是高脂组,运动均能使AMPK mRNA和蛋白表达显著增高.结论:有氧运动可能通过增加骨骼肌中AMPK蛋白表达,从而促进骨骼肌细胞的糖、脂代谢,达到改善高脂饮食诱发的IR症状的效果.     

有氧运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌脂代谢相关基因表达的影响

目的:采用基因芯片技术研究6周有氧跑台运动对胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)小鼠骨骼肌脂代谢相关基因表达的影响,从基因水平探究有氧运动防治IR在骨骼肌脂质代谢方面的调控机制。方法:4周龄雄性C57BL/6小鼠80只,随机分为正常饮食组(NC,n=20)和IR模型组(n=60),正常饮食组饲以基础饲料,IR组小鼠喂饲高脂饮食10周以建立IR模型。随机筛选40只成模IR小鼠再次随机分为安静对照组(HC,n=20)和运动组(HE,n=20)。对HE组小鼠施以6周、75%最大摄氧量(VO2max)强度跑台训练。实验结束后分别检测小鼠口服葡萄糖耐量(OGTT),空腹血清胰岛素(FINs)水平,血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和游离脂肪酸(FFA);并对小鼠骨骼肌组织进行基因芯片分析,对比HE与HC两组差异表达显著的基因。结果:经过6周有氧运动,HE组小鼠平均体重(BW)、FIN及血脂水平较HC组显著降低;OGTT曲线显著改善;经筛选骨骼肌基因芯片结果发现,与脂代谢相关的差异表达基因有3个,其中MAPK9和Acsl4表达显著上调,Rxr表达显著下调。结论:6周有氧运动明显改善IR小鼠脂质代谢紊乱症状。HE组小鼠骨骼肌脂代谢相关基因MAPK9、Acsl4和Rxr表达显著变化,推测这些基因可能在运动增强骨骼肌细胞脂质代谢、改善机体IR症状方面起着关键作用。     

有氧运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌基因表达谱的影响

目的:研究6周有氧跑台运动对胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)小鼠骨骼肌基因表达谱的影响.通过与安静对照组骨骼肌基因表达谱相比较,分析并筛选差异表达基因,为研究有氧运动防治IR的基因调控机制提供理论依据.方法:选用C57BL/6雄性小鼠80只,将其分为正常饮食组(NC,n=20)和IR模型组(n=60).正常饮食组饲以基础饲料,模型组小鼠喂饲高脂饮食10周以建立IR模型.10周后,鉴定模型成立.将40只成模的IR小鼠随机分为安静对照组(HC,n=20)和运动组(HE,n=20).HE组进行6周、5天/周、1次/天、60分钟/次、强度为75%VO2max的跑台训练.6周训练结束后24小时,分别检测小鼠口服葡萄糖耐量(OGTT),空腹血清胰岛素(FIN)水平,血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和游离脂肪酸(FFA);提取小鼠股四头肌总RNA,经过荧光标记后进行基因芯片杂交,利用芯片扫描仪记录荧光信号,并通过相关软件对所得数据进行统计分析.结果:6周有氧运动后,运动组OGTT曲线峰值出现时间点较安静组明显前移,且峰值下降,平台期消失;运动后HE组TC、TG、FFA与HC组相比分别降低24.30%、40.56%和35.36%,HDL上升30.47%.比较HC组与HE组基因表达谱,共筛选出264个差异表达基因,其中运动后表达上调基因215个,下调基因49个,这些基因编码的蛋白涉及多个细胞信号通路.其中MAPK信号通路中有6个基因表达有差异,表达上调的基因有MAPK1、HSPB1、GNG12、ECSIT和STK3;下调的基因为TRP53.结论:6周有氧运动能够明显改善IR小鼠糖脂代谢障碍.MAPK信号通路可能参与骨骼肌细胞对运动的适应性改变,以及骨骼肌细胞对胰岛素敏感性的增强,由此推测该信号通路可能与改善机体IR密切相关.     

蛋白组学技术研究有氧运动影响C57BL/6小鼠骨骼肌代谢系列报道之一——有氧运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌脂代谢相关蛋白的影响

目的:采用蛋白组学技术研究6周有氧跑台运动对胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)小鼠骨骼肌总体蛋白表达的影响,对比筛选差异表达蛋白,分析有氧运动改善小鼠IR的分子机理。方法:选用C57BL/6雄性小鼠80只,将其随机分为正常饮食组(NC,n=20)和IR模型组(n=60),分别饲以基础和高脂饲料10周。鉴定高脂膳食组IR小鼠模型建立成功后,将40只成模的IR小鼠分为高脂饮食安静组(HC,n=20)和高脂饮食运动组(HE,n=20)。HE组进行6周、强度为75%VO2max的跑台运动。6周后检测各组小鼠空腹血清胰岛素水平(FIN)及口服葡萄糖耐量实验(OGTT);提取小鼠股四头肌总蛋白进行蛋白质双向电泳(2-DE),采用ImageMaster 2D Platinum V5.0软件分析2-DE电泳图谱,并采用基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和高效液相色谱-串联谱法(LC-MS/MS)分析统计蛋白表达差异。结果:6周有氧跑台运动后,HE组小鼠血清FIN水平显著降低,OGTT曲线峰值出现时间点前移,且峰值下降,平台期消失。比较HC组与HE组小鼠骨骼肌蛋白表达图谱,以蛋白表达量变化大于1.5倍为显著性判定标准,共筛选出43个差异表达蛋白。排除21个为高丰度蛋白后,表达上调蛋白8个、下调蛋白14个。其中与脂代谢相关的蛋白包括脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白(Adipocyte Fatty Acid Binding Protein,AFABP)和载脂蛋白A-I(Apolipoprotein A-I,ApoA-I)。有氧运动引起IR小鼠骨骼肌AFABP表达下降50%、ApoA-I表达上调2.62倍。与HC组相比,与骨骼肌能量代谢相关的蛋白电压依赖性阴离子通道1和2(Voltage-dependent Anion Channel,VDAC)表达分别下降58%和42%。结论:6周有氧运动能够显著改善IR小鼠症状,同时HE组小鼠骨骼肌脂代谢相关蛋白AFABP、ApoA-I和电压依赖性阴离子通道蛋白VDAC1、VDAC2表达受到显著影响。     

蛋白组学技术研究有氧运动影响C57BL/6小鼠骨骼肌代谢系列报道之三——有氧运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌抗氧化相关蛋白的影响

目的:采用蛋白组学技术研究有氧运动对胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)小鼠骨骼肌总蛋白表达的影响,通过分析差异表达蛋白,研究骨骼肌组织抗氧化相关蛋白在有氧运动后的表达变化,探讨其在有氧运动改善IR中的作用。方法:选取4周龄C57BL/6雄性小鼠80只,随机分为正常饮食组(NC,n=20)和IR模型组(n=60),分别饲以基础和高脂饲料10周。10周后经检测空腹血清胰岛素水平(fasting insulin,FIN)和口服葡萄糖耐量试验(oralglucose tolerance test,OGTT)鉴定模型是否成立。取40只成模小鼠再次随机分为高脂饮食安静组(HC)和高脂饮食运动组(HE)。HE组运动方案采用75%VO2max的有氧跑台训练,持续6周。6周后提取各组小鼠股四头肌总蛋白,经Bradford法检测蛋白浓度后进行蛋白质双向电泳(2-DE),采用ImageMaster 2D Platinum V5.0软件分析2-DE电泳图谱,并对所选取信号点用基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-fight massspectrometry,MALDI-TOF-MS)和高效液相色谱-串联谱法(liquid-chromatography-tandemmass spectrometry,LC-MS/MS)进行分析,经Mascot检索软件结合NCBI nr数据库鉴定差异表达蛋白后,使用相关统计软件对所得数据进行统计学分析。结果:10周高脂饮食后,高脂饮食组小鼠FIN水平比正常饮食组增加50%,OGTT曲线峰值时间点显著后移并出现平台期,证明10周高脂饮食可诱导小鼠产生IR。经过6周有氧跑台运动,HE组小鼠FIN水平较HC组下降17.2%,OGTT曲线峰值下降且时间点前移,平台期消失,表明6周有氧运动可显著改善IR小鼠症状。蛋白组学检测设定1.5倍为筛选差异表达蛋白的标准,据此比较HC组与HE组蛋白表达,共发现表达差异蛋白22个,运动后14个蛋白表达下调,8个蛋白表达上调。与抗氧化相关的蛋白为热休克蛋白27(heatshock protein27,HSP27),为运动后新增蛋白;超氧化物歧化酶(super oxide dismutase,SOD)运动后表达增加3.30倍。结论:6周有氧运动可显著增加小鼠骨骼肌抗氧化相关蛋白HSP27和SOD的表达,改善高脂饮食诱导的IR。     

蛋白组学技术研究有氧运动影响C57BL/6小鼠骨骼肌代谢系列报道之四——有氧运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌蛋白折叠/降解通路相关蛋白的影响

目的:运用蛋白组学技术研究有氧运动对胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)小鼠骨骼肌蛋白表达的影响,初步探究骨骼肌蛋白质折叠/降解通路相关蛋白在有氧运动改善IR过程中的作用机制。方法:选取80只4周龄C57BL/6雄性小鼠,随机分为正常饮食组(NC,n=20)和IR模型组(n=60)并分别饲以基础和高脂饲料10周。10周后通过检测空腹血清胰岛素水平(Fasting Insulin,FIN)及口服葡萄糖耐量试验(Oral Glucose Tolerance Test,OGTT)鉴定IR模型是否成功。选取40只成模小鼠,再次随机分为高脂饮食运动组(HE)和高脂饮食安静组(HC)。HE组小鼠采用6周75%VO2 max有氧跑台运动训练。运动结束后处死动物、提取各组小鼠股四头肌总蛋白,经Bradford法检测蛋白浓度后进行蛋白质双向电泳(2-DE),采用ImageMaster 2D Platinum V5.0软件分析2-DE电泳图谱,并对所选取的差异蛋白点用基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱(Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight MassSpectrometry,MALDI-TOF-MS)和高效液相色谱-串联谱法(Liquid-Chromatography–tandemMass Spectrometry,LC-MS/MS)进行分析,经Mascot检索软件结合NCBI nr数据库鉴定差异蛋白后使用相关软件对所得数据进行统计分析。结果:10周高脂饮食后,IR模型组小鼠FIN水平比NC组增加50%,OGTT曲线峰值时间点显著后移并出现平台期,提示10周高脂饮食可诱导小鼠产生IR。6周有氧跑台运动后,HE组小鼠FIN水平较HC组下降17.2%,OGTT曲线峰值下降且时间点前移,平台期消失,表明6周有氧运动可显著改善IR小鼠症状。经双向电泳显影,设定1.5倍为筛选差异表达蛋白的标准,比较HC组与HE组蛋白,共发现差异表达蛋白22个,其中运动后表达下调蛋白14个,表达上调蛋白8个。差异表达蛋白中有5个蛋白与细胞蛋白折叠/降解通路密切相关。其变化倍数分别为:纤维蛋白原β链前体(Fibrinogen Beta Chain Precursor)运动后下降38%,β型蛋白酶体7前体(Proteasome Subunit Beta Type-7 Precursor)运动后增加3.27倍,α型蛋白酶体1(Proteasome Subunit Alpha Type-1)运动后增加1.67倍,伴侣素β亚基(Chaperonin ContainingTcp-1 Beta Subunit,CCTβ)、Ester Hydrolase C11Orf54 Homolog为运动后新增蛋白。结论:6周有氧运动可通过调节IR小鼠骨骼肌蛋白折叠/降解通路相关蛋白的表达,改善高脂饮食诱导的IR。     

有氧运动和罗格列酮对NOD小鼠PPARγ、GLUT4和FABPs基因表达的影响

目的 :研究有氧运动和罗格列酮对NOD(Non -ObeseDiabetic)小鼠PPARγ ,GLUT4和FABPs基因表达的影响。方法 :将 30只NOD小鼠分为 3组 :对照组 (Ⅰ组 )、用药组 (Ⅱ组 ,灌喂罗格列酮 12周 )和运动组 (Ⅲ组 ,进行 12米 /分钟、5 5分钟 /天的跑台训练 12周 )。检测NOD小鼠各项血液生化指标 ,RT -PCR半定量测定肝脏、脂肪和骨骼肌组织PPARγ、GULT4和FABPsmRNA表达。结果 :对照组NOD小鼠血糖显著高于用药组和运动组 (P <0 0 5 ) ,但用药组和运动之间无显著差异。用药组和运动组血脂发生有益变化。与对照组相比 ,用药组和运动组肝脏、骨骼肌和脂肪组织的PPARγ表达增加 1～ 2倍 ,脂肪和骨骼肌GULT4表达均增加 1倍以上 ,脂肪组织A -FABPmRNA水平和骨骼肌H -FABPmRNA水平均高于对照组。结论 :罗格列酮和有氧运动可能通过PPARγ介导GLUT4和FABPs表达上调调节糖脂代谢 ,但是否由PPARγ直接调控GLUT4转录 ,还需要更充分的实验证据的支持。     

有氧运动和饮食干预对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌脂联素—腺苷酸活化蛋白激酶信号系统的影响研究

目的:探讨有氧运动和饮食干预对胰岛素抵抗(IR)小鼠骨骼肌球形脂联素(G-Adiponectin)及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)的影响,为运动和饮食辅助防治IR的研究提供理论依据。方法:选用雄性C57BL/6小鼠30只,随机分为正常饮食和IR模型组,后者喂养8周高脂饲料后建立胰岛素抵抗(IR)模型,再将IR模型组分为高脂饮食安静组(HC)、高脂饮食运动组(HE)、正常饮食安静组(HNC)和正常饮食运动组(HNE)。运动组进行6周跑台训练,高脂饮食组继续6周的高脂饮食。实验8周后,采用ELISA法检测小鼠血清空腹胰岛素水平及以口服糖耐量试验(OGTT)检测葡萄糖耐量。14周后,采用NorthernBlot检测腓肠肌AMPKmRNA表达,WesternBlot和免疫荧光染色检测腓肠肌G-Adiponectin、AMPK和pAMPK-Thr172蛋白表达。采用酶法测定小鼠血清甘油三酯(TG)和胆固醇(TC)含量。结果:HE和HNE组骨骼肌细胞AMPKmRNA和蛋白以及pAMPK-Thr172蛋白分别较HC及HNC组表达显著增高;HNE组G-Adiponectin显著高于HNC组;HNC组AMPK蛋白和mRNA表达均显著高于HC组;各组免疫荧光检测结果与WesternBlot结果一致。结论:有氧运动和饮食干预均能有效增强Adiponectin-AMPK信号通路,改善机体的脂质代谢紊乱,从而产生防治IR的效果。     

长期游泳运动对2型糖尿病大鼠Musclin分泌和脂质代谢的影响

目的:研究2型糖尿病大鼠血清和骨骼肌musclin含量的变化,并初步探讨长期的游泳运动对2型糖尿病大鼠血清和骨骼肌musclin含量以及脂质代谢的影响及其关系。方法:雄性SD大鼠60只,随机抽取8只作为正常对照组(C组,n=8),喂以标准普通饲料。其余大鼠喂以高糖高脂饲料,6周后,禁食10 h,按30 mg/kg体重的剂量腹腔注射1%链尿佐菌素(STZ)溶液,并继续喂以高糖高脂饲料。7天后,有39只大鼠形成2型糖尿病。抽取19只DM大鼠随机分为糖尿病对照组(DM组,n=9)和糖尿病运动锻炼组(DME组,n=10)。C组和DM大鼠不进行游泳运动锻炼,DME组大鼠适应性游泳运动1周后再进行每周6次、每次60min、持续12周的无负重游泳运动。13周后,检测大鼠空腹血糖(FBG)、血清胰岛素(FINS)和血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)含量以及血清、骨骼肌musclin的含量。结果与C组相比,DM组大鼠血清Ins含量明显降低,FBG、TG、TC显著增加,血清和骨骼肌musclin含量显著升高;与DM组相比,DME组大鼠血清Ins含量显著升高,FBG和血TC水平显著降低,血清和骨骼肌musclin含量均显著降低。结论①2型糖尿病大鼠血清和骨骼肌musclin含量显著增加,可能与2型糖尿病发生和发展过程中糖脂代谢紊乱有关。②长期游泳运动可以降低2型糖尿病大鼠血清和骨骼肌musclin的含量,有效改善糖尿病机体的糖脂代谢紊乱。     

Wnt信号通路在有氧运动改善高脂饮食诱导C57BL/6小鼠胰岛素抵抗中的作用

目的:探讨有氧运动对C57BL/6小鼠骨骼肌Wnt信号通路的关键蛋白糖原合成激酶(GSK3β)磷酸化表达水平及其下游信号蛋白分子连环蛋白(β-catenin)磷酸化水平的影响及其与胰岛素抵抗(IR)的关系。方法:将4周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为正常对照组(Con组)和胰岛素抵抗模型组(IR组),分别喂饲标准饲料和高脂饲料10周。建立IR模型后,再将IR组随机分为高脂饮食安静组(HC组)和高脂饮食运动组(HE组);Con组随机分为正常饮食安静组(NC)和正常饮食运动组(NE),随后运动组小鼠进行持续6周、75%VO2max强度的有氧跑台运动。6周训练结束后24小时,分别检测小鼠口服糖耐量试验(OGTT)和空腹血清胰岛素值(FINs);采用苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠胰腺组织胰岛β细胞形态学变化;采用Realtime PCR及Western Blot方法检测小鼠骨骼肌GSK3β和β-catenin基因及蛋白表达。结果:(1)与NC组相比,HC组小鼠OGTT、FINs及胰岛β细胞形态学结果呈现IR的病理生理学变化,而6周有氧跑台运动(HE vs HC)可以显著改善OGTT、FINs及胰岛形态学变化;(2)与NC组相比,HC组骨骼肌组织GSK3βm RNA表达及p GSK3βSer9蛋白表达分别下降60%及1.19%(P<0.05)。β-catenin m RNA和pβ-catenin Ser33/37Thr41蛋白表达分别增加60%和19.23%(P<0.05);(3)与NC组相比,NE组骨骼肌组织GSK3βm RNA表达和GSK3β蛋白表达分别增加40.00%(P<0.05)和36.11%,β-catenin m RNA表达降低15.00%(P<0.05)。结论:6周有氧运动可显著改善高脂饮食诱导小鼠IR,其机制与Wnt信号通路活性变化相关。     

不同运动方式对大鼠急性拉伤修复过程中骨骼肌材料力学指标的影响

目的:分析研究不同运动方式对骨骼肌拉伤愈合过程的影响,为骨骼肌拉伤的运动康复疗法提供实验支持。方法:152只成年雌性SD大鼠随机分为空白对照组(BC组,n=8)、即刻组(IM组,n=8)、第1周组(1W组,n=8)、自然愈合组(NC组,n=32)、向心运动组(CE组,n=32)、离心运动组(EE组,n=32)和组合组(CO组,n=32)。除BC组外,其它各组造成腓肠肌急性拉伤模型,1周后,CE组、EE组、CO组分别进行为期4周的向心、离心和向心离心相结合的训练。IM组在造模即刻,1W组在造模后7天,BC在造模后18天取材;其余各组分别在造模后第14、21、28、35天4个时间点取材,每次随机选择8只,检测大鼠腓肠肌极限应力、极限应变率和杨氏模量。结果:向心运动训练能加快拉伤骨骼肌极限应力、极限应变率、杨氏模量的恢复。离心运动能加快拉伤骨骼肌极限应力恢复,但延缓了拉伤骨骼肌极限应变率和杨氏模量的恢复。向心和离心相结合的运动能加快拉伤骨骼肌极限应变率、极限应力和杨氏模量的恢复,组合组极限应变率和杨氏模量的恢复比离心组快,比向心组慢。结论:不同运动方式对急性拉伤后修复过程中骨骼肌材料力学性质的影响不同。向心、离心以及向心离心相结合的训练均能促进拉伤骨骼肌极限应变的恢复;向心和向心离心相结合训练能促进拉伤骨骼肌极限应变率的恢复;离心运动能加快拉伤骨骼肌极限应力的恢复,但延缓了拉伤骨骼肌极限应变率和杨氏模量的恢复,在增加骨骼肌强度的同时降低了其弹性。     

急性递增负荷跑台运动对小鼠腓肠肌自噬和葡萄糖转运功能的影响

目的:观察急性递增负荷跑台运动对腓肠肌自噬和葡萄糖转运功能的影响,探讨运动激活自噬对骨骼肌葡萄糖转运功能的作用.方法:健康雄性4周龄ICR小鼠适应性喂养3天,然后随机分为安静对照组(Con组,n=6只)和急性递增负荷跑台运动组(n=24只).急性递增负荷跑台运动组小鼠运动力竭后根据恢复时间再分为运动后即刻组(0h组,n...     

有氧运动对C57BL/6小鼠骨骼肌PPARα及CPT-1的影响

目的:研究8周有氧运动对高脂饮食小鼠血脂及骨骼肌中脂质代谢相关因子的影响,探讨过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)与运动改善脂质代谢的关系。方法:雄性C57BL/6小鼠60只,随机分为正常饮食安静(NC)及运动组(NE)、高脂饮食安静(HC)及运动组(HE)。其中,HC与HE组均喂以高脂饲料;NE和HE组进行为期8周的无负重游泳训练。实验结束后,采用酶法和比色法分别检测血脂和游离脂肪酸(FFA)水平,并采用NorthernBlot、WesternBlot检测各组小鼠骨骼肌中PPARα、肉毒碱棕榈酰转移酶1(CPT-1)基因及蛋白表达。结果:高脂饮食条件下,运动组血清TG、TC、LDL及FFA比安静组显著降低,HDL显著升高;并且运动组骨骼肌PPARα及CPT-1的mRNA和蛋白表达均较安静组有所提高,尤其HE组表达量较HC组显著提高。结论:运动可有效促进脂肪酸的利用而改善血清脂质水平,并且可使骨骼肌PPARα、CPT-1表达量在转录和翻译水平上均有所提高,提示PPARα作为一个重要的脂质调节因子,在运动改善血脂中发挥着积极的作用。     

mTOR复合物在有氧运动改善小鼠骨骼肌糖代谢过程中的作用北大核心CSCD

目的:探讨运动及饮食对小鼠骨骼肌mTOR复合物及胰岛素信号通路蛋白活性的影响,分析高脂状态下运动在改善高脂饮食诱导的小鼠胰岛素抵抗过程中的作用机制,以便为运动改善机体代谢稳态提供新的理论依据。方法:随机将50只C57BL/6小鼠分为正常饮食组(C组,n=10)及高脂饮食组(n=40),分别给予正常及高脂饲料喂养6周,随后再根据口服糖耐量(OGTT)和空腹胰岛素检测结果取高脂饮食组中25只成模小鼠随机分为高脂安静组(H组,n=10)和高脂运动组(HE组,n=15)。H组和HE组继续喂以高脂饲料,同时HE组小鼠施以8周、强度为75%VO2max有氧跑台运动干预(12 m/min、60 min/天、5次/周)。8周后麻醉处死、取材,Western Blot检测小鼠比目鱼肌胰岛素信号通路相关蛋白表达,免疫共沉淀法分别检测比目鱼肌和腓肠肌Raptor-mTOR及Rictor-mTOR结合情况。结果:(1)在以氧化型肌纤维为主的比目鱼肌纤维,与C组相比,H组p Akt-T308(P<0.05),pIRS1-S307(P<0.001)位点的表达显著降低,而pS6K1-T389(P<0.05)显著增高,Raptor-mTOR结合量明显增加(P<0.05),而Rictor-mTOR结合量明显降低(P<0.05);与H组小鼠对比发现,HE组p Akt-S473(P<0.05)、pAkt-T308(P<0.05)、pAMPKα-T172(P<0.05)、pIRS1-S307(P<0.001)均显著增加,而p S6K1-T389表达、Raptor-mTOR结合量均显著降低(P<0.05),Rictor-mTOR结合量则显著增加(P<0.05)。(2)在小鼠腓肠肌纤维,与C组相比,H组Raptor-mTOR结合量显著增加(P<0.05),而Rictor-mTOR结合量虽有增加趋势,但无统计学显著意义(P>0.05);与H组对比,HE组Raptor-mTOR显著降低(P<0.05),Rictor-mTOR虽有降低趋势,但无显著意义(P>0.05)。结论:8周有氧跑台运动干预可有效逆转C57BL/6小鼠由高脂饮食诱导的代谢稳态失衡,其机制可能是通过抑制比目鱼肌纤维Akt/mTORC1信号,激活Akt/mTORC2信号通路实现的。     

跑台运动对高脂饮食喂养的肥胖小鼠比目鱼肌脂质沉积和血管内皮生长因子B表达的影响

目的:观察跑台运动对高脂饮食诱导的肥胖小鼠骨骼肌脂质沉积和血管内皮生长因子B(VEGFB)及其受体表达的影响。方法:32只5周龄健康雄性C57BL/6小鼠,随机分成对照组(n=8)和高脂喂养组(n=24),分别进行普通饲料和高脂饲料喂养,8周后筛选肥胖小鼠16只,随机分为高脂安静组和高脂运动组,每组各8只。高脂运动组跑台训练方案为:跑速25 m/min,每次60 min,每周5次,持续8周,对照组和高脂安静组不进行运动。小鼠处死前测定体重,小鼠比目鱼肌油红O染色观察脂质沉积,免疫组化法观察比目鱼肌血管内皮生长因子受体-1(VEGFR1)和辅受体Neuropilin-1(NRP1)的表达水平,Real-time PCR方法测定比目鱼肌VEGFB和受体VEGFR1、NRP1的mRNA表达,以及VEGFB上游调节因子PGC-1αmRNA表达。结果:与对照组相比,高脂饮食喂养小鼠体重显著增加(P<0.01),比目鱼肌中脂质沉积增加,VEGFB、VEGFR1、NRP1和PGC-1αmRNA表达无显著变化。与高脂安静组小鼠相比,高脂运动组小鼠体重显著降低(P<0.01),比目鱼肌中脂质沉积显著减少,VEGFR1 mRNA表达显著上升(P<0.05),但VEGFB、NRP1和PGC-1αmRNA表达无显著变化。结论:跑台运动对肥胖小鼠比目鱼肌VEG-FB的表达无显著作用,但显著上调其受体VEGFR1的表达,提示运动减轻骨骼肌脂质沉积的作用可能与运动增强比目鱼肌VEGFB/VEGFR1作用相关。     

有氧运动和膳食控制对2型糖尿病大鼠骨骼肌InsR-PI3K-GLUT4信号通路的影响

目的:研究有氧运动和膳食控制对2型糖尿病(T2DM)大鼠骨骼肌InsR-PI3K-GLUT4信号通路的影响。方法:雄性SD大鼠62只,随机抽取8只作为对照组(C组,n=8),喂以标准普通饲料。其余54只在喂饲高脂膳食基础上,腹腔注射小剂量STZ建立糖尿病模型。然后随机分成糖尿病对照组(DM,n=9)、DM+运动锻炼组(DME,n=10)、DM+膳食控制组(DMD,n=10)、DM+运动锻炼+膳食控制组(DMED,n=10)4组。DM组大鼠继续喂饲高脂饲料,不进行运动锻炼;运动锻炼采用每天60min无负重游泳运动,每周6次;膳食控制喂饲与DM组等量的标准普通饲料。12周后,检测各组大鼠骨骼肌InsR亲和力以及PI3K和GLUT4含量。结果:(1)DM组骨骼肌GLUT4和PI3K含量显著低于C组(P<0.01,P<0.05);通过双因素方差分析,有氧运动显著增加T2DM大鼠PI3K含量(P<0.01),GLUT4含量增加无显著性差异(P>0.05);单纯膳食控制对增加T2DM大鼠GLUT4和PI3K含量均无显著性影响(P>0.05);运动和膳食控制对增加T2DM大鼠PI3K含量无显著交互作用(P>0.05),但对增加GLUT4含量有显著交互作用(P<0.05)。(2)DM组大鼠骨骼肌InsR高、低亲和力受体常数KD1、KD2和高、低亲和力受体结合容量RT1、RT2显著高于C组(P<0.01,P<0.05);通过双因素方差分析,有氧运动可显著降低T2DM大鼠KD2和RT1(P<0.01,P<0.05),但对降低KD1和RT2无显著性(P>0.05);膳食控制对KD1、KD2、RT1和RT2均无显著影响(P>0.05),有氧运动和膳食控制对KD1、KD2、RT1和RT2均无显著交互作用(P>0.05)。结论:(1)骨骼肌InsR结合力下降及其受体后PI3K作用的下调,导致骨骼肌GLUT4含量下降可能是T2DM发生的重要机制。(2)长期有氧运动通过提高T2DM大鼠骨骼肌InsR亲和力及其受体后PI3K的作用,增加骨骼肌GLUT4含量。单纯膳食控制对T2DM大鼠骨骼肌InsR亲和力和PI3K含量无显著影响。运动与膳食控制对改善T2DM大鼠InsR-PI3K-GLUT4信号通路无显著的交互作用。     

缺氧诱导因子-1靶基因参与生酮饮食提高大脑中动脉闭塞模型小鼠脑缺血耐受作用

目的:探究生酮饮食对大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion,MCAO）模型小鼠的作用及缺氧诱导因子-1靶基因参与机制。方法:小鼠随机分为正常对照组及标准饮食组、高碳水化合物饮食组、生酮饮食组,建模前通过3周饮食干预后,饮食干预的3组小鼠建造MCAO模型,正常对照组给予标准饮食但不进行MCAO造模。2,3,5-三苯基氯化四氮唑染色观察脑梗死体积,Longa评分法对模型鼠进行神经功能评分,聚合酶链反应检测缺血区脑组织缺氧诱导因子-1下游靶基因红细胞生成素、血管内皮生长因子、葡萄糖转运体1、单羧酸转运体4的mRNA表达量。结果:生酮饮食组小鼠脑组织梗死体积更小,神经功能评分更低,缺血区脑组织中红细胞生成素、血管内皮生长因子、葡萄糖转运体1、单羧酸转运体4的mRNA表达显著增加。结论:生酮饮食可能是通过增加缺血区缺氧诱导因子-1靶基因表达,从而提高MCAO小鼠脑组织对缺血的耐受性。     

运动影响ApoE~(-/-)小鼠动脉粥样硬化形成的形态学研究

目的:探讨运动对动脉粥样硬化(AS)斑块和主动脉病理形态变化的影响。方法:以30只8周龄的ApoE基因敲除小鼠(ApoE-/-小鼠)建立AS模型,分为ApoE-/-小鼠安静组(n=15)和ApoE-/-小鼠运动组(n=15),15只C57BL/6J小鼠为同源对照安静组。ApoE-/-小鼠饲以"西方膳食"饲料,C57小鼠饲以普通饲料。运动组进行中等强度跑台运动,前6周由10m/min×30min渐增至13m/min×60min,后6周以稳定的运动量(13m/min,60min)进行运动,每周5次。12周实验结束后,采用光学显微镜、体视显微镜及图像分析系统,从形态学角度观察各组小鼠主动脉斑块面积,主动脉大体病理形态、组织学结构及主动脉内膜、中膜厚度。结果:ApoE-/-小鼠安静组主动脉弓、分支口和腹主动脉形成斑块,多为纤维粥样硬化期病变,弹力纤维断裂多见,中膜空泡变性。ApoE-/-小鼠运动组斑块较ApoE-/-小鼠安静组减少,多为早期脂纹脂斑病变,弹力纤维断裂和中膜病变均减轻。经图像分析,ApoE-/-小鼠运动组斑块面积,内膜(I)、中膜(M)厚度及I/M比值较ApoE-/-小鼠安静组减少。结论:运动可减少高脂饮食导致的斑块形成,减轻AS的主动脉壁组织损伤,从而抵御主动脉壁的脂质沉积,延缓AS进程。     

4周有氧运动对Apelin基因敲除鼠糖耐量和骨骼肌糖代谢相关基因表达的影响

目的:探讨有氧运动训练对Apelin基因敲除鼠葡萄糖耐量和骨骼肌糖代谢相关基因表达变化的影响。方法:8周龄野生C57BL/6J小鼠和Apelin敲除小鼠各40只,两种鼠进一步分为安静组和运动组,每组20只,共4组,分别为:野生安静组、野生运动组、敲除安静组、敲除运动组。运动组进行前两周跑速为15 m/min、后两周跑速为20 m/min、坡度为5°的跑台运动,每周运动6天,每天运动1小时。运动组最后一次运动休息48 h后,4组中每组10只进行糖耐量实验(GTT);每组剩余的10只,进行骨骼肌指标的测定。RT-PCR测量骨骼肌Apelin及糖代谢相关基因Glut4、Gbe1、Phka1、Hk2和Pfkm mRNA表达量;Western blot法测定骨骼肌Apelin和Glut4蛋白含量。结果:(1)敲除安静组与野生安静组相比,GTT曲线下面积(AUC)显著增加(P<0.01),骨骼肌内Glut4,Gbe1,Phka1,Hk2和Pfkm mRNA和Glut4蛋白表达都显著性降低(P<0.05)。(2)敲除运动组和野生运动组相比,骨骼肌内Glut4,Gbe1,Hk2和Pfkm mRNA和Glut4蛋白的表达显著性降低(P<0.05)。敲除运动组和敲除安静组相比,小鼠GTT显著性改善,骨骼肌内Glut4,Gbe1,Phka1和Hk2 mRNA表达显著性增加(P<0.05)。(3)野生运动组和野生安静组相比,小鼠糖耐量和骨骼肌内Apelin mRNA和蛋白以及糖代谢相关基因表达没有变化。结论:(1)Apelin KO鼠的糖耐量受损,骨骼肌葡萄糖代谢相关基因的表达降低;(2)4周有氧运动可改善Apelin敲除鼠的糖耐量降低,对骨骼肌糖代谢相关基因表达有一定的积极促进作用。     

蛋白组学技术研究有氧运动影响C57BL/6小鼠骨骼肌代谢系列报道之二——有氧运动对C57BL/6小鼠骨骼肌蛋白组的影响

目的:采用蛋白组学技术研究6周有氧跑台运动对C57BL/6小鼠骨骼肌蛋白表达的影响。通过筛选对比安静组与运动组小鼠骨骼肌差异表达蛋白,分析有氧运动引发的骨骼肌代谢相关信号通路变化,探讨运动增进健康、防治疾病的分子机理。方法:选用C57BL/6雄性小鼠40只,将其随机分为正常饮食组(NC,n=20)和正常饮食运动组(NE,n=20),均饲以基础饲料。NE组进行6周强度为75%VO2max的跑台运动。6周后提取小鼠股四头肌总蛋白,采用Bradford法检测蛋白浓度后进行蛋白质双向电泳(2-DE),采用ImageMaster 2D Platinum V5.0软件分析2-DE电泳图谱,并对差异表达蛋白点采用基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和高效液相色谱-串联谱法(LC-MS/MS)进行分析、采用Mascot检索软件结合NCBI nr数据库鉴定差异表达蛋白,并运用相关分析软件对所得数据进行统计学处理。结果:经6周有氧跑台运动后,比较NC组与NE组小鼠骨骼肌蛋白表达图谱,以蛋白表达量变化1.5倍以上为显著性判定标准,共筛选出32个差异表达蛋白,排除高表达丰度蛋白背景信号后共选出6个差异表达蛋白。其中,与线粒体能量代谢相关的蛋白有3个,分别为呼吸链复合体Ⅰ(Nadh-Ubiquinone Oxidoreductase 18 Kda Ip Subunit),表达增加2.92倍,线粒体膜电压依赖阴离子通道1和2(Voltage-dependent Anion Channel,VDAC),表达上调1.82倍和3.51倍;与细胞膜修复相关的蛋白Trim72(Tripartite Motif-Containing Protein 72)表达增加2.10倍;糖代谢相关蛋白乳酸脱氢酶(L-Lactate Dehydrogenase B Chain,LDH-B)表达上调1.85倍;Ester Hydrolase C11Orf54 Homolog蛋白表达下降56%。结论:6周有氧运动引起小鼠骨骼肌32个蛋白表达显著改变,其中,与线粒体能量代谢相关蛋白、细胞膜修复相关蛋白、糖代谢相关蛋白等均受到影响。由于这些蛋白功能与骨骼肌能量代谢密切关系,提示有氧运动对促进骨骼肌能量代谢、预防代谢相关疾病具有重要作用。