生活方式对胰岛素抵抗大鼠骨骼肌脂联素、APPL1及GLUT4表达的影响

摘要

背景：脂联素(adiponectin,APN)作为脂肪因子,首先在脂肪组织中发现,具有改善胰岛素抵抗、抗炎、抗动脉粥样硬化等作用,但近来研究发现,在骨骼肌中APN亦有表达。脂联素受体结合蛋白(adaptorproteincontainingPHdomain,PTB domainandleucinezippermotif1,APPL1)可与脂联素受体特异性的结合,参与代谢相关信号转导过程,可增加胰岛素敏感性,调节糖脂代谢。葡萄糖转运蛋白4(glucosetransporter4,GLUT4)是骨骼肌组织中的主要的葡萄糖转运载体,可调节骨骼肌组织中葡萄糖摄取及利用。饮食控制及运动锻炼是最常见的减轻体重、改善胰岛素抵抗的生活方式。本研究拟通过高脂饲料喂养建立肥胖大鼠胰岛素抵抗模型,观察饮食、运动生活方式的干预对骨骼肌中APN、APPL1和GLUT4表达产生的影响,以探讨骨骼肌脂联素、APPL1对葡萄糖代谢的可能作用。
　　目的：建立肥胖大鼠骨骼肌胰岛素抵抗模型,通过饮食、运动干预了解骨骼肌组织中APN、APPL1和GLUT4对胰岛素抵抗产生的影响及它们之间的相关性。
　　方法：60只4周龄雄性SD大鼠随机分为正常对照组(NC组)10只和高脂饮食组(HD组)50只。NC组给予普通饲料喂养,HD组予高脂饲料。12周后将造模成功的40只肥胖大鼠随机分为高脂肥胖组(HF组)、饮食控制组(DR组)、运动锻炼组(EC组)、饮食运动结合组(DE组)。NC组给予普通饮食,HF组继续给与高脂饲料,EC组大鼠进行游泳运动锻炼并给予高脂饲料喂养,DR组每只大鼠每天给予高脂组大鼠进食饲料量的70％进行饮食限制,DE组在进行游泳运动锻炼的同时进行饮食限制。共6周,麻醉状态下测大鼠体重(BW),取静脉血测定空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TCH),取骨骼肌组织测甘油三脂(TG)的含量,用免疫组化的方法观察APN、APPL1、GLUT4在骨骼肌组织中的定位并测定其光密度值以表示蛋白量,用Western-blot的方法检测骨骼肌组织中APN、APPL1的表达及总蛋白量,GLUT4的表达及其在细胞膜中的蛋白量。
　　结果：1.HF组大鼠体重(BW)、甘油三脂(TG)、总胆固醇(TCH)、空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、HOMA-IR指数明显高于NC组(P<0.05),骨骼肌组织中的TG水平较NC组明显增加(P<0.05);与HF组相比,EC组大鼠的BW、TG、FBG、FINS、骨骼肌组织中的TG含量、HOMA-IR均明显下降(P<0.05),TCH也下降,但差异无统计学意义(P>0.05),DR组大鼠的TCH、FBG、FINS、骨骼肌组织中的TG含量、HOMA-IR均比HF组降低(P<0.05),TG也有所下降,但差异无统计学意义(P>0.05),DE组大鼠的BW、TG、TCH、FBG、FINS、骨骼肌组织中的TG含量、HOMA-IR均明显下降(P<0.05),但EC组、DR组、DE组之间BW、TG、TCH、FBG、FINS、骨骼肌组织中的TG含量无统计学差异(P>0.05)。2.免疫组化结果显示:APN、APPL1、GLUT4均可骨骼肌组织中在骨骼肌组织中表达,骨骼肌中APN主要分布在细胞膜、肌束膜上,APPL1和GLTU4可在胞膜、胞质表达。HF组的骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4蛋白表达的光密度值(OD值)小于NC组(P<0.05),DE、DR、EC组骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4的OD值均大于HF组(P<0.05),EC、DR、DE组间骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4的OD值无统计学差异(P>0.05)。3.Western-blot蛋白定量:HF组骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4蛋白表达明显低于NC组(P<0.05),与HF组相比,DE、EC组大鼠骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4的表达增加(P<0.05),DR组骨骼肌中APPL1和GLUT4的表达增强(P<0.05),而DR组和HF组之间骨骼肌中APN的蛋白表达量无统计学差异(P>0.05),EC、DR、DE组间骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4的蛋白表达无统计学差异(P>0.05)。4.相关性分析:骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4的蛋白表达和FBG、HOMA-IR及骨骼肌中TG含量均呈负相关(P<0.05),骨骼肌中APN、APPL1的总蛋白表达量和GLUT4的膜蛋白表达量呈正相关(P<0.05)。
　　结论：1.高脂饲料喂养大鼠可以造成肥胖、糖脂代谢紊乱,引起胰岛素抵抗;饮食控制和运动锻炼均可以减轻肥胖大鼠体重,调节高脂饮食诱导的大鼠糖脂代谢紊乱,改善骨骼肌组织的脂毒性和胰岛素抵抗。2.APN、APPL1、GLUT4蛋白均可在骨骼肌组织中表达,在高脂饮食诱导的肥胖大鼠出现骨骼肌脂毒性、胰岛素抵抗时,骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4表达降低,通过饮食控制、运动锻炼改善胰岛素抵抗后,骨骼肌中APN、APPL1、GLUT4蛋白表达增加。3.骨骼肌中APN、APPL1和GLUT4的蛋白表达量与骨骼肌中脂质含量和胰岛素抵抗有一定的相关性,骨骼肌中APN和APPL1可能与调节糖代谢有一定的相关性,可能增强骨骼肌中葡萄糖转运,改善胰岛素抵抗。

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1.前言

2.材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

3 结果

3.1 代谢方面相关指标

3.2免疫组化相关指标

3.3 Western-Blot相关指标结果

3.4 骨骼肌中 APN、APPL1、GLUT4 的蛋白表达和血糖、HOMA-IR、骨骼肌中TG含量的相关性分析

4 讨论

4.1 胰岛素抵抗模型的建立和饮食、运动对其影响

4.2 骨骼肌中GLUT4的表达和运动、饮食对骨骼肌GLUT4表达的影响

4.3 骨骼肌中APN的表达和运动、饮食对骨骼肌APN表达的影响

4.4 骨骼肌中APPL1的表达和运动、饮食对APPL1表达的影响

4.5 小结

5 结论

参考文献

附录

致谢

综述