運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖小鼠脂肪組織自噬和炎癥狀態(tài)的影響及減肥機(jī)制探討
本文關(guān)鍵詞: 肥胖 自噬 炎癥 耐力運(yùn)動(dòng) 抗阻運(yùn)動(dòng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激 出處:《河北師范大學(xué)》2017年博士論文 論文類(lèi)型:學(xué)位論文
【摘要】:自噬(Autophagy)作為細(xì)胞內(nèi)代謝廢物清除及循環(huán)利用機(jī)制而參與肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝,且據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道自噬過(guò)程廣泛參與骨骼肌、胰腺、肝臟等代謝活躍器官細(xì)胞代謝,在肥胖及胰島素抵抗過(guò)程中發(fā)揮重要作用。但自噬在另一機(jī)體能量代謝核心器官---脂肪組織---中的研究卻甚少,特別是自噬在運(yùn)動(dòng)改善機(jī)體脂肪組織脂質(zhì)代謝方面的作用鮮有報(bào)道,而且在有限的研究報(bào)道中,還存在大量爭(zhēng)議性結(jié)果,如肥胖狀態(tài)下脂肪組織自噬活性到底如何變化?脂肪組織自噬活性變化有無(wú)部位特異性?運(yùn)動(dòng)對(duì)脂肪組織基礎(chǔ)自噬活性有何影響?運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖狀態(tài)下脂肪組織自噬活性的影響如何?自噬是否通過(guò)改善肥胖癥脂肪組織炎癥狀態(tài)參與運(yùn)動(dòng)后減脂過(guò)程?同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間有氧耐力運(yùn)動(dòng)作為傳統(tǒng)減肥運(yùn)動(dòng)處方的必備內(nèi)容,已成為學(xué)者研究自噬介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)抗脂減肥分子機(jī)制的主要運(yùn)動(dòng)形式,而且近年來(lái)抗阻運(yùn)動(dòng)的減肥效果也逐漸得到認(rèn)可,但其對(duì)脂肪組織自噬的影響卻未見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究的目的在于探討肥胖狀態(tài)下脂肪組織自噬活性與炎癥狀態(tài)的變化,觀察自噬活性變化有無(wú)脂肪庫(kù)特異性,在此基礎(chǔ)上,對(duì)肥胖小鼠進(jìn)行耐力與抗阻運(yùn)動(dòng)干預(yù),觀察不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)干預(yù)減脂效果的同時(shí),檢測(cè)運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖癥內(nèi)臟脂肪組織自噬活性的影響,并初步探討運(yùn)動(dòng)后脂肪組織自噬與炎癥的相關(guān)關(guān)系,推測(cè)不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)方式減脂的潛在分子機(jī)制,為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)抗肥胖和運(yùn)動(dòng)防治脂肪異常積累及相關(guān)代謝疾病提供新的理論支撐與實(shí)踐策略。1建立肥胖動(dòng)物模型目的:建立肥胖小鼠動(dòng)物模型。方法:四周齡清潔型雄性C57BL/6小鼠共170只,隨機(jī)分為普通膳食組(NFD:n=16)和高脂膳食組(HFD:n=154),并分別喂以普通標(biāo)準(zhǔn)飼料和高脂飼料,每周稱(chēng)重。經(jīng)八周不同膳食干預(yù)后,按照肥胖易感理論選取HFD組體重增量較大的1/3,且體重超過(guò)NFD組均值20%的小鼠作為肥胖小鼠模型(50只)。然后隨機(jī)從NFD組和預(yù)選的HFD組挑選各8只,分別為NC組和HC組處死取材,分別測(cè)量體重、體長(zhǎng)、體脂及檢測(cè)血脂四項(xiàng)進(jìn)行肥胖成模評(píng)價(jià)。結(jié)果:干預(yù)前各組小鼠體重?zé)o顯著性差異(p0.05),8周膳食干預(yù)后,兩組小鼠體重均顯著增加(p0.05),且HC組體重、Lee’s指數(shù)、內(nèi)臟脂肪絕對(duì)質(zhì)量和體脂指數(shù)均顯著高于nc組(p0.05);與nc組相比,hc組血清tg升高,但差異不顯著(p=0.13),而tc和ldl-tc均顯著升高(p0.05),同時(shí)hdl-tc顯著降低(p0.05);he染色發(fā)現(xiàn)nc組小鼠內(nèi)臟脂肪細(xì)胞直徑短,體積小,數(shù)量多,而hc組小鼠內(nèi)臟脂肪細(xì)胞則體現(xiàn)為直徑長(zhǎng)、體積大,數(shù)量少。小結(jié):通過(guò)8周高脂膳食可成功誘導(dǎo)c57bl/6小鼠成為肥胖動(dòng)物模型。2肥胖癥皮下和內(nèi)臟脂肪組織自噬活性特異性變化目的:檢測(cè)肥胖狀態(tài)下皮下和內(nèi)臟脂肪組織自噬活性的變化及其部位差異,初步探討肥胖狀態(tài)下自噬活性和炎癥狀態(tài)的相關(guān)關(guān)系。方法:隨機(jī)從nfd組和成模hfd組挑選各8只小鼠,分別為lean組和obesity組,經(jīng)麻醉灌流后迅速取腹股溝皮下脂肪組織(sc)和附睪脂肪墊脂肪組織(vis),并用rt-pcr和wb分別檢測(cè)自噬標(biāo)志基因和蛋白表達(dá),同時(shí)檢測(cè)相關(guān)炎癥因子的基因和蛋白表達(dá)。結(jié)果:(1)自噬活性;虮磉_(dá)雙因素方差分析及事后檢驗(yàn)顯示p62mrna表達(dá)與lean-sc組相比,obesity-sc組脂肪組織p62mrna相對(duì)表達(dá)量顯著升高(p0.05);蛋白表達(dá)的雙因素方差及事后檢驗(yàn)分析顯示與lean-visc組相比,obesity-visc組becn1蛋白表達(dá)、lc3Ⅱ/Ⅰ比值顯著升高(p0.05),與lean-sc組相比,obesity-sc組p62蛋白表達(dá)顯著降低(p0.05)。(2)炎癥反應(yīng);虮磉_(dá)的雙因素方差分析及事后檢驗(yàn)顯示與lean-sc組相比,obesity-sc組和lean-visc組脂肪組織il-6mrna相對(duì)表達(dá)量顯著升高(p0.05),而lean-sc組與obesity-sc組、lean-visc組與obesity-visc組分別比較后發(fā)現(xiàn),il-10mrna相對(duì)表達(dá)量均顯著降低(p0.05);蛋白表達(dá)的雙因素方差分析及事后檢驗(yàn)顯示與lean-sc組相比,obesity-sc組和lean-visc組脂肪組織il-6、il-1β蛋白表達(dá)均顯著升高(p0.05),與lean-visc相比obesity-visc組脂肪組織il-6、il-1β蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),il-10蛋白表達(dá)顯著降低(p0.05),與obesity-sc組相比,obesity-visc組脂肪組織il-6蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),il-1β蛋白表達(dá)則顯著降低(p0.05)。(3)自噬與炎癥的相關(guān)關(guān)系。becn1蛋白表達(dá)與炎癥因子il-6蛋白表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.29,p=0.05);p62基因與蛋白的表達(dá)與炎癥因子il-6分別呈現(xiàn)正相關(guān)(r=0.30,p0.05)和(r=0.51,p0.05),與il-10表現(xiàn)出低度正相關(guān)性(r=0.28,p0.05)和(r=0.25,p0.05);lc3蛋白表達(dá)與il-10蛋白表達(dá)呈現(xiàn)中度正相關(guān)(r=0.52,p0.05);il-1β與自噬相關(guān)蛋白的相關(guān)分析中均未顯示出明顯的相關(guān)關(guān)系。小結(jié):肥胖狀態(tài)下脂肪組織自噬活性升高,且沒(méi)有部位差異;肥胖狀態(tài)下脂肪組織炎癥反應(yīng)都升高,且內(nèi)臟脂肪組織炎癥反應(yīng)更高;自噬與炎癥在肥胖發(fā)生過(guò)程中具有同升的變化趨勢(shì),肥胖狀態(tài)下脂肪組織自噬激活可能是限制過(guò)度炎癥反應(yīng)的代償機(jī)制。3不同運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖癥內(nèi)臟脂肪組織自噬和炎癥狀態(tài)的影響目的:觀察肥胖小鼠經(jīng)不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)干預(yù)后減脂效果,同時(shí)檢測(cè)不同運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖癥內(nèi)臟脂肪組織自噬活性和炎癥反應(yīng)的影響,并探討運(yùn)動(dòng)后脂肪組織自噬與炎癥的相關(guān)關(guān)系,揭示運(yùn)動(dòng)減脂的潛在分子機(jī)制。方法:取nfd組小鼠8只作為普通膳食對(duì)照組(nnc組),取肥胖成模小鼠42只隨機(jī)分為高脂膳食對(duì)照組(hhc組,n=9)、普通膳食干預(yù)組(hnc組,n=9)、普通膳食聯(lián)合耐力運(yùn)動(dòng)干預(yù)組(hnc組,n=12)、普通膳食聯(lián)合抗阻運(yùn)動(dòng)干預(yù)組(hnr組,n=12),其中,hne和hnr組小鼠分別進(jìn)行為期8周的跑臺(tái)耐力和爬梯運(yùn)動(dòng),其余各組小鼠飼以相應(yīng)鼠糧作為安靜對(duì)照組。然后通過(guò)rt-pcr及wb檢測(cè)內(nèi)臟脂肪組織自噬、炎癥、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及抗氧化等標(biāo)志基因與蛋白的表達(dá)量,同時(shí)tem及ihc的方法觀察內(nèi)臟脂肪組織自噬體及相關(guān)蛋白表達(dá)情況。結(jié)果:(1)肥胖表征。與hhc組相比,hnc組小鼠及運(yùn)動(dòng)組小鼠體重、lee’s指數(shù)、內(nèi)臟脂肪質(zhì)量及體脂指數(shù)均發(fā)生顯著性下降(p0.05),且運(yùn)動(dòng)組小鼠體重、內(nèi)臟脂肪質(zhì)量及體脂指數(shù)下降幅度均大于hnc組,但干預(yù)后兩個(gè)運(yùn)動(dòng)組間的體重、內(nèi)臟脂肪質(zhì)量及體脂指數(shù)并無(wú)差異(p0.05)。(2)自噬活性。與hhc組相比,hnc組atg5mrna表達(dá)顯著下降(p0.05),lc3Ⅱ/Ⅰ比值顯著下降(p0.05),hne組ulk1、becn1、atg5mrna表達(dá)顯著下降(p0.05),atg7、p62mrna表達(dá)顯著升高(p0.05),becn1蛋白表達(dá)及l(fā)c3Ⅱ/Ⅰ比值顯著下降(p0.05),p62蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),hnr組atg5mrna表達(dá)顯著下降(p0.05),atg7、p62mrna顯著升高(p0.05),becn1蛋白表達(dá)及l(fā)c3Ⅱ/Ⅰ比值顯著下降(p0.05);與hnc組相比,hne組atg7、p62mrna表達(dá)量顯著升高(p0.05),p62蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),hnr組atg7mrna表達(dá)量顯著升高(p0.05);與hne組相比,hnr組becn1mrna表達(dá)量顯著升高(p0.05),p62蛋白表達(dá)顯著降低(p0.05)。(3)炎癥反應(yīng)。與hhc組相比,hnc組il-1β蛋白表達(dá)顯著下降(p0.05),hne組il-10mrna顯著升高(p0.05),il-6、il-10蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),il-1β蛋白表達(dá)顯著下降(p0.05),hnr組mcp-1、il-6、il-10mrna表達(dá)顯著升高(p0.05),il-6、il-10蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),il-1β蛋白表達(dá)顯著下降(p0.05);與hnc組相比,hne組il-10mrna表達(dá)顯著升高(p0.05),il-6、il-10蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),il-1β蛋白表達(dá)顯著降低(p0.05),hnr組il-6、il-10mrna表達(dá)顯著升高(p0.05),il-10蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),il-1β蛋白表達(dá)顯著降低(p0.05);與hne組相比,hnr組il-6mrna表達(dá)顯著升高(p0.05),il-10mrna表達(dá)顯著降低(p0.05)。(4)自噬調(diào)節(jié)蛋白。與hhc組相比,hne組mtorc1mrna及蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),hnr組mtorc1mrna表達(dá)顯著升高(p0.05);與hnc組相比,hne組mtorc1mrna及蛋白表達(dá)顯著升高(p0.05),hnr組mtorc1mrna表達(dá)顯著升高(p0.05);與hne組相比,hnr組mtorc1mrna表達(dá)顯著升高(p0.05),而mtorc1蛋白表達(dá)顯著下降(p0.05)。(5)自噬與炎癥的相關(guān)關(guān)系。p62在基因水平與il-10及il-1β表現(xiàn)出中度相關(guān)關(guān)系(r=0.57和-0.69),且均具有顯著性(p0.05),而p62蛋白表達(dá)同時(shí)與il-6和il-10表現(xiàn)出具有顯著性的中度相關(guān)關(guān)系(p0.05),相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.51和0.64。lc3蛋白表達(dá)與il-10蛋白表達(dá)展現(xiàn)出較好的相關(guān)性(r=0.55,p0.05),ulk1、atg5、atg7基因均與il-10存在良好的相關(guān)關(guān)系(-0.43、-0.67、-0.62)。(6)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。與hhc組相比,hne組和hnr組grp78、chop蛋白表達(dá)均顯著降低(p0.05),與hnc組相比,hne組和hnr組grp78蛋白表達(dá)顯著降低(p0.05),hnr組chop蛋白表達(dá)顯著降低(p0.05)。(7)抗氧化狀態(tài)。與hhc組相比,hnc組和hne組sod1蛋白表達(dá)顯著增加(p0.05),與hnc組相比,hne組和hnr組sod1蛋白表達(dá)顯著下降(p0.05)。小結(jié):(1)正常膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)干預(yù)可顯著減少內(nèi)臟脂肪質(zhì)量,兩種運(yùn)動(dòng)方式減肥效果無(wú)差異。(2)運(yùn)動(dòng)后內(nèi)臟脂肪組織自噬活性受到抑制,且有氧運(yùn)動(dòng)抑制作用更強(qiáng),此外,mtorc1介導(dǎo)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)自噬抑制作用,而抗阻運(yùn)動(dòng)的自噬抑制作用可能不依賴(lài)mtorc1。(3)正常膳食結(jié)合有氧運(yùn)動(dòng)或結(jié)合抗阻運(yùn)動(dòng)在改善內(nèi)臟脂肪組織肥胖性慢性炎癥狀態(tài)方面具有相似效果,且在轉(zhuǎn)錄水平上抗阻運(yùn)動(dòng)的干預(yù)效果可能弱于有氧運(yùn)動(dòng)。(4)正常膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)干預(yù)后自噬與炎癥反應(yīng)總體上呈現(xiàn)同降的變化趨勢(shì),且促炎因子il-10在反映炎癥與自噬的變化關(guān)系中最為敏感,而其作用機(jī)制可能包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)變化、抗氧化狀態(tài)變化等。全文結(jié)論(1)肥胖狀態(tài)下脂肪組織自噬激活且沒(méi)有部位差異,但炎癥反應(yīng)的升高存在部位差異,即內(nèi)臟脂肪組織炎癥反應(yīng)強(qiáng)于皮下脂肪組織。(2)8周正常膳食結(jié)合不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)干預(yù)減肥效果無(wú)差異,且干預(yù)后內(nèi)臟脂肪組織自噬活性受到抑制,但相對(duì)抗阻運(yùn)動(dòng)而言,有氧運(yùn)動(dòng)自噬抑制作用更強(qiáng),同時(shí)mTORC1介導(dǎo)了有氧運(yùn)動(dòng)造成的肥胖小鼠內(nèi)臟脂肪組織自噬抑制作用,而抗阻運(yùn)動(dòng)則可能不依賴(lài)mTORC1的激活。(3)肥胖癥運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后內(nèi)臟脂肪組織自噬與炎癥具有同升共降的變化趨勢(shì)。且抗炎因子IL-10在反映炎癥與自噬的變化關(guān)系中最為敏感,而其作用機(jī)制可能包括(1)脂肪細(xì)胞體積變化;(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)變化;(3)脂肪細(xì)胞抗氧化狀態(tài)變化。
[Abstract]:In this study , the effects of autophagy on the autophagy activity of adipose tissue in obese rats were investigated . ( 2 ) Compared with lean - sc group , the expression of il - 6 and il - 1 - 尾 protein in obesity - sc group and lean - visc group were significantly higher than that of lean - sc group ( p . 05 ) . ( r = 0 . 29 , p = 0 . 05 ) ; the expression of p62 gene and protein was positively correlated with il - 10 protein expression ( r = 0 . 28 , p = 0 . 05 ) . Compared with the hnc group , the expression of atg7 and p62mRNA in hnr group was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of p62 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of p62 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of p62 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of p62 protein increased significantly ( p < 0.05 ) , the expression of p62 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of p62 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , and the expression of p62 protein decreased significantly ( p 0.05 ) . ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 尾 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 尾 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 尾 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 尾 protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 beta protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 beta protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 beta protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 beta protein was significantly increased ( p < 0.05 ) , the expression of il - 1 beta protein was significantly increased ( p 0.05 ) , and the expression of mtorc1mRNA in hnr group was significantly increased ( p 0.05 ) . ( 1 ) The expression of p62 protein in hne group and hnr group were significantly lower than that in hnc group ( p < 0.05 ) . ( 2 ) There is no difference in the self - phagocytic activity of visceral adipose tissue in obese mice , but the anti - inflammatory factor IL - 10 may not be dependent on the activation of mTORC1 . ( 2 ) The anti - inflammatory factor IL - 10 is most sensitive to the change of visceral adipose tissue after intervention , and the mechanism of anti - inflammatory factor IL - 10 may include ( 1 ) changes in the volume of fat cells ; ( 2 ) changes in the stress state of the endoplasmic reticulum ; and ( 3 ) changes in the anti - oxidation state of the fat cells .
【學(xué)位授予單位】:河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:G804.2
【相似文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):1489271
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