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研究背景:近年来,G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors,GPCRs）与动脉功能的相关性已得到广泛关注,但是GPCRs在调控动脉功能障碍过程中具体作用机制还有待深入研究。G蛋白偶联受体81（GPR81/HCAR1）是最近发现的一种广泛表达于多种组织细胞的羟基羧酸受体,乳酸是GPR81在生理条件下的内源性天然配体。研究发现,GPR81能够通过偶联Gαi蛋白或β-arrestin蛋白激活胞内下游PKA、ERK、Akt或NF-κB等信号,进而调控动脉功能。运动能够促使骨骼肌细胞释放大量乳酸,提高机体微环境中乳酸的浓度。合理的运动能够改善动脉功能障碍,但是其具体分子机制尚不清楚,乳酸受体GPR81能否介导运动改善动脉功能也尚不知晓。此外,研究发现动脉功能障碍在肥胖人群和绝经后女性人群中的发病率显著高于普通人群,在绝经后同时伴随肥胖的女性中尤为突出。因而,通过高脂膳食喂养（high fat diet feeding,HFD）和去卵巢（ovariectomy,OVX）手术构建动脉功能受损雌性小鼠模型并施以运动干预,探究GPR81在运动改善动脉功能中的作用和相关机制,揭示运动改善动脉功能的新机理,将有助于寻找临床治疗动脉功能障碍相关疾病的新靶点和发展有效治疗的新手段。研究目的:本研究通过HFD和OVX手段,构建动脉功能受损雌性小鼠模型,运用有氧运动（aerobic exercise,AE）和抗阻运动（resistance exercise,RE）干预手段,揭示乳酸受体GPR81在运动改善动脉功能中的作用和相关机制。研究方法:（1）动脉功能受损小鼠模型的构建:采用HFD和OVX手段构建雌性小鼠模型;（2）运动干预方式:采用有氧（跑台）运动和抗阻（爬梯）运动方式,对小鼠实施为期9周,每周5次的运动干预;（3）动脉功能检测:运用彩色多普勒（型号:Arietta850）,对小鼠动脉和左心室功能指标进行检测;（4）免疫组化实验:将收集的动脉组织转移至4%多聚甲醛,4℃冰箱过夜,经过梯度脱水后进行石蜡包埋,以5μm的厚度进行切片。切片组织经梯度复水后,滴加柠檬酸溶液或PK溶液进行修复抗原,3%的H2O2溶液消除内源性过氧化氢酶,随后加一抗并置于湿盒中4℃孵育过夜。次日,加入HRP标记的二抗孵育20min,然后加入DAB显色液,显微镜下观察显色情况,苏木精染核5min,封片镜检;（5）实时定量PCR:利用Trizol抽提法提取动脉内皮细胞总RNA,逆转录为c DNA,在Applied Biosystems实时荧光定量PCR仪（Thermo Fisher Scientific）上进行定量。根据熔解曲线判断反应产物的纯度和实验的特异性,根据扩增曲线确定C（t）值。PCR反应平行进行三次重复,求得C（t）平均值。以C（t）的方法计算出各基因相对于β-actin的变化倍数;（6）血清指标的检测:采用酶联免疫法检测小鼠血清乳酸浓度和相关指标;（7）蛋白免疫印迹检测:利用Ripa裂解液裂解细胞,收取细胞总蛋白,检测动脉功能及其调控机制相关指标。研究结果:（1）基础指标:与Ctrl组相比,OVX+HFD组体重和白色脂肪显著增加（P＜0.05）;而与OVX+HFD相比,OVX+HFD+AE和OVX+HFD+RE组体重和白色脂肪显著降低（P＜0.05）。（2）功能指标:与Ctrl组相比,OVX+HFD组HR、PSV和EDV显著升高且LVCT、LVRT、Tei指数非常显著降低（P＜0.01）;而与OVX+HFD组相比,OVX+HFD+AE组和OVX+HFD+RE组LVET、LVCT、LVRT和Tei指数非常显著升高（P＜0.01）,PSV和EDV非常显著降低（P＜0.01）。（3）形态学指标:与Ctrl组相比,OVX组和OVX+HFD组主动脉树及主动脉窦处无明显的粥样硬化斑块存在;与OVX+HFD组相比,OVX+HFD+AE组和OVX+HFD+RE组主动脉粥样硬化斑块无显著性差异。（4）血清指标:与Ctrl组相比,OVX+HFD组血清T-CHO、HDL-C和LDL-C水平非常显著升高（P＜0.01）,血清TG水平显著升高（P＜0.05）。与OVX+HFD组相比,OVX+HFD+AE组血清T-CHO、HDL-C和LDL-C水平非常显著降低（P＜0.01）,OVX+HFD+RE组血清T-CHO、TG、HDL-C水平显著降低（P＜0.05）。且与Ctrl组、OVX组和OVX+HFD组相比,运动后OVX+HFD+AE组和OVX+HFD+RE组乳酸均显著升高（P＜0.05）。（5）信号通路相关指标:与Ctrl组相比,OVX组与OVX+HFD组GPR81表达量和p-CREB/CREB非常显著降低（P＜0.01）。与OVX+HFD组相比,OVX+HFD+AE组GPR81表达量显著升高（P＜0.05）,p-CREB/CREB和e NOS表达量非常显著升高（P＜0.01）;OVX+HFD+RE组GPR81蛋白表达量、p-CREB/CREB和e NOS表达量非常显著升高（P＜0.01）。研究结论:（1）高脂膳食喂养结合去卵巢手术能够增加小鼠体重和白色脂肪含量;运动能有效抑制小鼠体重及白色脂肪的增加,并降低小鼠肝脏白色脂肪储备。（2）高脂膳食结合去卵巢手术能够增加小鼠动脉僵硬度并降低主动脉弹性,左室功能障碍;运动能有效降低小鼠动脉僵硬度,提高主动脉弹性及左室功能。（3）高脂膳食结合去卵巢手术后,小鼠主动脉区未形成明显的粥样硬化斑块,提示13周的高脂膳食结合去卵巢手段并未引起小鼠主动脉区域的器质性病变。（4）高脂膳食结合去卵巢手术后,小鼠血清T-CHO、HDL-C和LDL-C水平显著升高,运动后T-CHO、HDL-C和LDL-C等水平显著降低,而乳酸水平显著升高,提示运动可能通过影响乳酸相关信号通路调控动脉功能。（5）运动可通过增加乳酸分泌促进高脂膳食结合去卵巢小鼠主动脉内皮细胞GPR81的表达,并通过激活下游CREB相关通路,上调e NOS的表达,从而改善小鼠动脉功能。