mTOR在耐力運(yùn)動(dòng)改善高脂膳食大鼠骨骼肌線粒體氧化代謝酶和調(diào)節(jié)基因表達(dá)中的作用.pdf

1、研究背景和目的：高脂飲食是引發(fā)胰島素抵抗和2型糖尿病的重要誘因，而運(yùn)動(dòng)則可改善胰島素抵抗和2型糖尿病。研究表明耐力運(yùn)動(dòng)可改善高脂膳食大鼠骨骼肌線粒體氧化代謝。雷帕霉素靶蛋白（mTOR）作為胰島素信號(hào)和能量信號(hào)的重要整合感受器，小鼠轉(zhuǎn)基因技術(shù)顯示抑制骨骼肌mTOR活性可降低骨骼肌線粒體功能并下調(diào) PGC-1α表達(dá)，但 mTOR在耐力運(yùn)動(dòng)改善高脂膳食大鼠骨骼肌線粒體氧化代謝中的作用并不清楚。本研究擬探討耐力運(yùn)動(dòng)改善骨骼肌線粒體代謝酶和調(diào)節(jié)基

2、因中mTOR的作用。
　　研究對(duì)象與方法：SPF級(jí)雄性SD大鼠40只，適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后淘汰體重增長(zhǎng)緩慢大鼠6只，34只大鼠中，10只為正常膳食，剩余24只為高脂膳食。高脂飲食組高脂飲食大鼠喂養(yǎng)6周后,大鼠隨機(jī)成4組：高脂飼料+安靜對(duì)照組（H組）、高脂飼料+運(yùn)動(dòng)組（HE組）、高脂飼料+雷帕霉素（HR）、高脂飼料+運(yùn)動(dòng)+雷帕霉素（HER組）,每組6只。所有大鼠適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)一周后，運(yùn)動(dòng)干預(yù)從第八周開始連續(xù)4周。雷帕霉素注射大鼠則從第十周起

3、每日腹腔注射雷帕霉素（2mg/kg），高脂組、高脂運(yùn)動(dòng)組腹腔注射等量的生理鹽水。干預(yù)4周，其間每周稱體重和進(jìn)食量。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前兩天進(jìn)行糖耐量和胰島素耐量試驗(yàn)。最后大鼠禁食12小取材。取腹主動(dòng)脈血，用于測(cè)定空腹血糖（FBS）、血漿甘油三酯（FTG）和血漿胰島素（FINS），稱取腹腔和睪周脂肪重；同時(shí)快速取下比目魚肌和趾長(zhǎng)伸肌，并置于液氮中保存待用。用熒光定量 PCR法檢測(cè)骨骼肌丙酮酸脫氫酶激酶4（PDK4）、肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1β(CPT1

4、β)、解耦聯(lián)蛋白2(UCP2)、解耦聯(lián)蛋白3(UCP3)、細(xì)胞色素C氧化酶4(COX4)、過(guò)氧化物酶體增殖物激活體輔激活因子1α(PGC-1α)、過(guò)氧化物酶體增殖物激活體輔激活因子1β(PGC-1β)、過(guò)氧化物酶增殖體激活受體α(PPARα)、過(guò)氧化物酶增殖體激活受體β(PPARβ)mRNA含量。
　　研究結(jié)果：1.體重、體脂及生化指標(biāo)變化：（1）體重和體脂：運(yùn)動(dòng)和雷帕霉素皆顯著降低大鼠體重和體脂相對(duì)含量（P<0.05），其中HE

5、組，HR組，HER組大鼠的脂肪含量均比H組大鼠的脂肪含量低。(2)血生化指標(biāo)：運(yùn)動(dòng)和雷帕霉素對(duì)高脂膳食大鼠FBS、FTG、FINS尚未造成顯著改變(P>0.05）。
　　2.腹腔糖耐量和腹腔胰島素耐量試驗(yàn)：（1）糖耐量：運(yùn)動(dòng)可顯著改善糖耐量，但雷帕霉素明顯惡化糖耐量。進(jìn)一步分析顯示：30分鐘的時(shí)候，HR組血糖濃度高于 HE組，差異顯著（P<0.05），60分鐘的時(shí)候，HR組血糖高于 H組、HE組(P<0.05)。（2）胰島素耐量：

6、運(yùn)動(dòng)改善高脂大鼠胰島素耐量，但雷帕霉素惡化胰島素耐量。進(jìn)一步分析顯示：30分鐘，H組、HER組血糖低于HR組血糖，差異顯著（P<0.05）,HE組血糖顯著低于HR組（P<0.01）,當(dāng)?shù)竭_(dá)60分鐘的時(shí)候，HR組血糖高于其他三組，并且 HR組與 H組，HE組，HER組均有顯著性差異（P<0.05）。
　　3.骨骼肌線粒體氧化酶和調(diào)節(jié)基因：（1）耐力運(yùn)動(dòng)顯著升高高脂大鼠趾長(zhǎng)伸肌UCP2mRNA、PPARαmRNA、COX4mRNA的表

7、達(dá)（P<0.05），雷帕霉素升高高脂大鼠趾長(zhǎng)伸肌PGC-1αmRNA和UCP2mRNA（P<0.05），且雷帕霉素與運(yùn)動(dòng)有交互影響，兩者進(jìn)一步升高高脂大鼠趾長(zhǎng)伸肌CPT1βmRNA和UCP2mRNA。（2）運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂膳食大鼠比目魚肌PGC-1αmRNA、PGC-1βmRNA、UCP2mRNA、UCP3mRNA、PPARαmRNA、PPARβmRNA、CPT1βmRNA、PDK4mRNA、COX4mRNA的表達(dá)皆沒(méi)有影響；雷帕霉素降低高脂

8、膳食大鼠比目魚肌CPT1βmRNA、PDK4mRNA，但對(duì)PGC-1αmRNA、PGC-1βmRNA、UCP2mRNA、UCP3mRNA、PPARαmRNA、PPARβmRNA、COX4mRNA的表達(dá)則沒(méi)有影響。
　　結(jié)論：（1）運(yùn)動(dòng)和雷帕霉素皆顯著降低大鼠體重和體脂，且雷帕霉素與運(yùn)動(dòng)有協(xié)同影響，進(jìn)一步降低高脂大鼠體重和體脂，運(yùn)動(dòng)改善糖耐量和胰島素耐量，但雷帕霉素惡化糖耐量和胰島素耐量。
　　（2）雷帕霉素升高高脂大鼠趾長(zhǎng)伸