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研究目的：Apelin能够调节骨骼肌能量代谢，其机制尚不清楚，而AMPK是否参与该调节作用仍存争议。有氧运动能够改善机体代谢，在有氧运动中，AMPK在apelin调节骨骼肌能量代谢中的作用，有待探究。本研究试图通过离体和在体实验，探讨AMPK在apelin调节骨骼肌能量代谢中的作用，以及有氧运动对其影响。
研究方法：（1）采用apelin敲除（KO）和野生鼠（WT）为研究对象，采用美国Columbus公司小鼠气体代谢监测系统测定小鼠运动能力及24小时静息代谢；WesternBlot法测定骨骼肌apelin、APJ、p-AMPKα（Thr172）和AMPKα的蛋白表达；Realtime-PCR法测定骨骼肌apelin、APJ、AMPK、NRF1、Tfam、COX4、UCP3、EERα和PPARαmRNA表达，以期观察apelin缺失对小鼠运动能力、全身和骨骼肌能量代谢的影响。（2）采用C2C12细胞为研究对象，通过小干扰RNA（siRNA）沉默细胞中AMPKα的表达，然后加入apelin-13孵育。采用美国Seahorse细胞能量代谢分析系统测定C2C12细胞线粒体能量代谢；酶活性检测试剂盒测定细胞柠檬酸合酶（CS）活性，以期探讨AMPK在apelin调节C2C12细胞线粒体能量代谢中的作用。（3）采用AMPKα2敲除鼠（KO）和野生鼠（WT）为研究对象，腹腔注射apelin-13，并进行4周有氧运动训练，运动组采用75%左右最大摄氧量运动强度的跑台运动，每天1小时，每周6天，共4周。采用WesternBlot法测定骨骼肌apelin、APJ、p-AMPKα（Thr172）、AMPKα、PGC-1α、UCP3、COX4、线粒体呼吸链复合物（Complex）Ⅰ-Ⅴ蛋白的表达，以期揭示AMPK在apelin调节骨骼肌能量代谢中的作用及有氧运动对其的影响。
研究结果：（1）apelinKO鼠与WT鼠相比，运动能力指标中的最大跑速、最大跑距、最大摄氧量和力竭时间均显著降低（p＜0.01）；apelinKO鼠与WT鼠相比，24小时静息代谢指标中的能量消耗、呼吸熵、氧气消耗量和二氧化碳产生量均显著降低（p＜0.01）；apelinKO鼠与WT鼠相比，骨骼肌apelin、APJmRNA（p＜0.01）、蛋白（p＜0.05）表达均显著降低；apelinKO鼠与WT鼠相比，骨骼肌p-AMPK/AMPK显著降低（p＜0.01）。（2）si-Control+apelin-13组与si-Control+PBS组相比，细胞基础呼吸率、ATP生成、最大呼吸率、空余呼吸率和CS活性均显著增加（p＜0.01）；si-AMPK+apelin-13组与si-Control+apelin-13组相比，基础呼吸率、ATP生成、最大呼吸率、空余呼吸率和CS活性均显著降低（p＜0.05）。（3）在安静状态下，WT+apelin-13组与WT组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ、p-AMPK、COX4和UCP3蛋白表达和p-AMPKα/AMPKα比值均显著增加（p＜0.01），AMPKα2KO+apelin-13组与WT+apelin-13组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ、COX4和UCP3蛋白表达均显著降低（p＜0.01）；在运动状态下，WT+apelin-13组与WT组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ、COX4、UCP3蛋白表达和p-AMPKα/AMPKα比值均显著增加（p＜0.05）；AMPKα2KO+apelin-13组与WT+apelin-13组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ蛋白表达显著降低（p＜0.05）。
结论：Apelin在小鼠能量代谢调节中发挥重要作用，且补充apelin-13可以通过AMPK促进骨骼肌能量代谢；但4周75%左右最大摄氧量强度运动训练未对apelin/AMPK/骨骼肌能量代谢这一途径产生影响。
研究方法：（1）采用apelin敲除（KO）和野生鼠（WT）为研究对象，采用美国Columbus公司小鼠气体代谢监测系统测定小鼠运动能力及24小时静息代谢；WesternBlot法测定骨骼肌apelin、APJ、p-AMPKα（Thr172）和AMPKα的蛋白表达；Realtime-PCR法测定骨骼肌apelin、APJ、AMPK、NRF1、Tfam、COX4、UCP3、EERα和PPARαmRNA表达，以期观察apelin缺失对小鼠运动能力、全身和骨骼肌能量代谢的影响。（2）采用C2C12细胞为研究对象，通过小干扰RNA（siRNA）沉默细胞中AMPKα的表达，然后加入apelin-13孵育。采用美国Seahorse细胞能量代谢分析系统测定C2C12细胞线粒体能量代谢；酶活性检测试剂盒测定细胞柠檬酸合酶（CS）活性，以期探讨AMPK在apelin调节C2C12细胞线粒体能量代谢中的作用。（3）采用AMPKα2敲除鼠（KO）和野生鼠（WT）为研究对象，腹腔注射apelin-13，并进行4周有氧运动训练，运动组采用75%左右最大摄氧量运动强度的跑台运动，每天1小时，每周6天，共4周。采用WesternBlot法测定骨骼肌apelin、APJ、p-AMPKα（Thr172）、AMPKα、PGC-1α、UCP3、COX4、线粒体呼吸链复合物（Complex）Ⅰ-Ⅴ蛋白的表达，以期揭示AMPK在apelin调节骨骼肌能量代谢中的作用及有氧运动对其的影响。
研究结果：（1）apelinKO鼠与WT鼠相比，运动能力指标中的最大跑速、最大跑距、最大摄氧量和力竭时间均显著降低（p＜0.01）；apelinKO鼠与WT鼠相比，24小时静息代谢指标中的能量消耗、呼吸熵、氧气消耗量和二氧化碳产生量均显著降低（p＜0.01）；apelinKO鼠与WT鼠相比，骨骼肌apelin、APJmRNA（p＜0.01）、蛋白（p＜0.05）表达均显著降低；apelinKO鼠与WT鼠相比，骨骼肌p-AMPK/AMPK显著降低（p＜0.01）。（2）si-Control+apelin-13组与si-Control+PBS组相比，细胞基础呼吸率、ATP生成、最大呼吸率、空余呼吸率和CS活性均显著增加（p＜0.01）；si-AMPK+apelin-13组与si-Control+apelin-13组相比，基础呼吸率、ATP生成、最大呼吸率、空余呼吸率和CS活性均显著降低（p＜0.05）。（3）在安静状态下，WT+apelin-13组与WT组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ、p-AMPK、COX4和UCP3蛋白表达和p-AMPKα/AMPKα比值均显著增加（p＜0.01），AMPKα2KO+apelin-13组与WT+apelin-13组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ、COX4和UCP3蛋白表达均显著降低（p＜0.01）；在运动状态下，WT+apelin-13组与WT组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ、COX4、UCP3蛋白表达和p-AMPKα/AMPKα比值均显著增加（p＜0.05）；AMPKα2KO+apelin-13组与WT+apelin-13组相比，小鼠骨骼肌apelin、APJ蛋白表达显著降低（p＜0.05）。
结论：Apelin在小鼠能量代谢调节中发挥重要作用，且补充apelin-13可以通过AMPK促进骨骼肌能量代谢；但4周75%左右最大摄氧量强度运动训练未对apelin/AMPK/骨骼肌能量代谢这一途径产生影响。