跑台运动改善自发性2型糖尿病模型小鼠心肌纤维化中的作用途径

摘要

背景:2型糖尿病伴发心肌间质纤维化,虽然miR-29a密切调控TGF-β1/Smads途径,但有关该信号通路调控2型糖尿病心肌间质纤维化的相关研究尚鲜有报道。研究表明运动能改善2型糖尿病心肌纤维化。目的:探究不同方式运动对自发性2型糖尿病小鼠(KK-Ay小鼠)心肌纤维化的影响及miR-29a/TGF-β1途径在此过程中的分子调控作用。方法:24只10周龄SPF级雄性KK-Ay小鼠适应性喂养1周后,随机分为KK-Ay对照组(8只)、KK-Ay游泳组(8只)和KK-Ay跑台组(8只),8只10周龄C57BL/6J小鼠作为正常对照组(8只)。KK-Ay小鼠进行高脂膳食,C57BL/6J小鼠喂以普通饲料。KK-Ay游泳组和KK-Ay跑台组小鼠分别利用游泳和跑台运动进行8周训练。结束后,取小鼠左心室室壁,利用Masson染色检测心肌纤维化程度变化;利用RT-PCR法检测心肌中相关因子mRNA表达;利用ELISA和Western-blotting分别检测心肌中相关因子蛋白水平和蛋白表达。实验方案经扬州大学体育学院动物实验伦理委员会批准,动物伦理编号为YZU-TYXY-31。结果与结论:①与正常对照组相比,KK-Ay对照组小鼠心肌间质纤维化程度显著;心肌中miR-29a mRNA表达和蛋白水平均显著下降,且转化生长因子β1、Smad3、Smad4、Ⅰ型胶原的mRNA表达和p-Smad2、p-Smad3、p-Smad4蛋白表达均显著上调(P<0.05或P<0.01),转化生长因子β1和Ⅰ型胶原蛋白水平显著升高(P<0.05或P<0.01);②与KK-Ay对照组相比,KK-Ay游泳组小鼠心肌纤维化无显著性变化,心肌中转化生长因子β1 mRNA和蛋白水平、Smad4 mRNA表达显著下降(P<0.05);KK-Ay跑台组小鼠心肌纤维化程度改善显著,心肌中miR-29a mRNA表达和蛋白水平均上升(P<0.05),转化生长因子β1、Smad2、Smad3和Ⅰ型胶原mRNA表达及转化生长因子β1、Ⅰ型胶原蛋白水平显著下降(P<0.05),p-Smad2、p-Smad3和p-Smad4蛋白表达显著下调(P<0.05或P<0.01);④结果说明,2型糖尿病小鼠心肌间质纤维化程度严重;跑台运动可通过上调2型糖尿病小鼠心肌中miR-29a来抑制TGF-β1/Smads途径进而改善心肌纤维化,但游泳运动效果不显著。