运动结合PDTC对高脂膳食诱导的肥胖大鼠肝脏氨基酸转运蛋白表达的影响

摘要

背景和目的：空腹血浆支链氨基酸含量增加是胰岛素抵抗和2型糖尿病的重要生物标志，但其含量升高的原因机制目前尚不清楚。已有研究表明运动可降低肥胖胰岛素抵抗大鼠血浆支链氨基酸浓度，而氨基酸转运蛋白是调节血浆氨基酸进出细胞的重要环节，了解其对血浆氨基酸浓度是否存在影响，对研究胰岛素抵抗和2型糖尿病患者空腹血浆支链氨基酸含量升高的原因和机制具有重要意义。肝脏是支链氨基酸代谢和转运的重要器官，肝脏氨基酸转运蛋白变化很可能会影响血浆支链氨基酸浓度。有研究证实高脂膳食时易引发脂肪组织、肝组织等炎症反应，脂肪炎症与BCAA代谢呈负相关，既往我们的研究显示运动会抑制NF-κB信号，减轻肥胖/T2DM时炎症反应，改善胰岛素抵抗，了解运动是否有通过下调炎症信号改善氨基酸转运和代谢，将为治疗高脂饮食导致的一些列疾病提供更多解决思路。本研究拟用高脂膳食诱导的肥胖型胰岛素抵抗大鼠作为模型，探讨运动结合NF-κB抑制剂PDTC的方式对其血浆BCAA浓度及肝脏氨基酸转运蛋白的影响。
　　对象与方法：
　　取体重在100-150g之间的SPF级雄性SD大鼠40只，正常膳食适应性喂养1个星期后淘汰体重增长最少的10只，余下的30只大鼠随机选取6只继续正常膳食喂养，作为正常饮食组（简称A组），其余24只大鼠进行高脂膳食喂养6周之后，于第7周起进行造模前的适应性训练1周，然后随机分为4组，每组6只，具体分组方案为：高脂安静对照组（简称H组）、高脂饮食+运动组（简称HE组）、高脂饮食+吡咯烷二硫代甲酸铵组（HP组）、高脂饮食+运动+吡咯烷二硫代甲酸铵组（简称HEP组）。HE和HEP组进行4周跑台耐力训练，每周5次。第10周起对HP和HEP组腹腔注射药物2周（剂量：80mg/Kg体重）。于第11周末禁食12h后，麻醉后取肝脏组织及腹主动脉血（在5min内离心），用于血浆氨基酸分析、荧光PCR定量及蛋白定量等。
　　结果：
　　1.高脂膳食大鼠血浆支链氨基酸水平显著升高，特别是亮氨酸、异亮氨酸的浓度(P<0.05）；高脂膳食大鼠肝脏氨基酸转运蛋白SLC36A1、SLC38A2、SLC3A2、SLC7A5mRNA的表达无明显影响（P＞0.05）；高脂膳食大鼠肝脏氨基酸转运蛋白SLC36A1、SLC38A2、SLC38A4、SLC7A5、SLC7A2的含量显著减少（P＜0.05），SLC1A4的含量显著增加（P＜0.05）；高脂膳食肝脏胞浆蛋白I-κB的含量显著减少（P＜0.05），肝脏胞核蛋白P65的含量显著增加（P＜0.05）。
　　2. HE、HP、HEP组大鼠血浆支链氨基酸浓度显著降低（P＜0.05），HE组下降幅度明显大于HP和HEP组（P＜0.05）；大鼠肝脏转运蛋白SLC7A5的mRNA表达显著增加（P＜0.05）。
　　3.相较于H组大鼠肝脏蛋白含量，HE、HP、HEP组的转运蛋白SLC7A2的含量变化无明显差异（P＞0.05）；HE、HP、HEP组的转运蛋白SLC36A1的含量均明显增加（P＜0.05）；HE组的转运蛋白SLC7A5的含量明显增加（P＜0.05），且HP、HEP组的转运蛋白SLC7A5的含量均虽有增加，但增加幅度远不如HE组（P＞0.05）；HE组的转运蛋白SLC1A4的明显减少（P＜0.05），HP、HEP组的转运蛋白SLC1A4的含量虽有减少，但较少幅度远不如HE组（P＞0.05）；HE组的转运蛋白SLC38A2的含量明显增加（P＜0.05），且HP、HEP组的转运蛋白SLC38A2的含量均没有同HE组一样出现增加，甚至呈现一定程度的减少（P＞0.05）；HP、HEP组的转运蛋白SLC38A4的含量有明显增加，（P＜0.05），但HE组的转运蛋白SLC38A4的含量增加并不明显（P＞0.05）。
　　结论：（1）高脂膳食诱导的肥胖型胰岛素抵抗会增加血浆支链氨基酸水平，同时使肝脏SLC36A1、SLC38A2、SLC38A4、SLC7A5、SLC7A2氨基酸转运蛋白含量降低，但SLC1A4升高；（2）运动和抑制炎症皆降低高脂膳食诱导的肥胖型胰岛素抵抗大鼠增加的血浆支链氨基酸水平，但运动同时抑制炎症却会阻碍血浆支链氨基酸水平的降低；（3）运动会升高在肝脏中的SLC7A5、SLC38A2蛋白含量，降低高脂膳食大鼠血浆BCAA浓度的效果要优于炎症抑制剂，且运动同时使用炎症抑制剂将会抑制运动对血浆BCAA浓度的降低。

目录

声明

1 引言

2 文献综述

2.1 支链氨基酸代谢及转运

2.2胰岛素抵抗/2型糖尿病对支链氨基酸的影响

2.3胰岛素抵抗/2型糖尿病时血浆支链氨基酸升高机制

2.4补充支链氨基酸对胰岛素抵抗/2型糖尿病的影响

2.5运动对胰岛素抵抗/2型糖尿病时血浆支链氨基酸的影响

2.6运动降低血浆支链氨基酸水平与运动改善炎症之间的联系

3 实验材料及方法

3.1 实验仪器及耗材

3.2实验动物的选择及干预

3.3实验对象取材及保存

3.4 氨基酸提取及含量测定

3.5 荧光定量PCR（Polymerase Chain Reaction）

3.6 蛋白免疫印记实验（Western Blotting）

3.7 统计学处理

4 实验结果

4.1 高脂膳食对大鼠血浆BCAAs浓度的影响

4.2 高脂膳食对大鼠肝脏氨基酸转运蛋白表达的影响

4.3运动和PDTC对高脂膳食大鼠血浆BCAAs浓度的影响

4.4 运动和PDTC对高脂膳食大鼠肝脏氨基酸转运蛋白表达的影响

5 讨论

5.1 高脂膳食对大鼠血浆BCAA浓度及肝脏氨基酸转运蛋白的影响

5.2 运动和PDTC对高脂膳食大鼠血浆BCAA及肝脏氨基酸转运蛋白的影响

6 结论

致谢

参考文献

9 个人简历