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背景:现今世界步入老龄化社会,而老年人的慢性疾病发病率往往较高。尽管尚未清楚衰老与年龄有关的疾病的所有分子机制,但低度慢性炎症似乎与衰老高度相关。肥胖肌少症(OBSP)是一种低度慢性炎症相关疾病,往往伴随着衰老发生,而先天性免疫系统和NLRP3炎性小体在维持这种慢性炎症状态中起着核心作用,表现为NLRP3具有参与许多与衰老相关的危险信号的能力,可以进一步促进炎症的免疫应答。因此,NLRP3炎性小体似乎不仅是OBSP的治疗方向,而且还是整个衰老过程的有吸引力的治疗靶标。衰老会导致蛋白合成下降,运动却能增加骨骼肌蛋白质合成,提高肌肉质量和力量。而运动是否通过抑制NF-κB/NLRP3调节炎症反应,促进肌肉蛋白质合成,改善骨骼肌脂肪沉积和肌肉衰减,仍有待进一步研究。目的:拟从NLRP3信号通路入手,研究抗阻、跑台运动对自然衰老小鼠肌肉力量和质量的影响,探讨MSTN/PPARγ/NF-κB/NLRP3信号通路促进肥胖及肌肉衰减的分子机制,以及通过探索运动促进PI3K/AKT骨骼肌蛋白合成及抑制MSTN影响NLRP3激活的机理,旨在为运动对肥胖肌少症的影响提供新的视角,也为预防骨骼肌衰减及慢性炎症提供更为完善的运动干预手段。方法:BALB/c健康雄性小鼠25只,标准条件饲养至52周龄,随机分成4组,分别为普通膳食对照组(C,n=6)、高脂膳食对照组(C-HFD,n=6)、爬梯运动高脂膳食组(R-HFD,n=6)、爬梯联合跑台运动高脂膳食组(R+A-HFD,n=7),RHFD组接受8周的尾部负重爬梯运动训练,R+A-HFD组接受8周的负重爬梯和无负重跑台训练。每周日测量所有小鼠体重、抓握力,及测试每只参与爬梯运动的小鼠最大负荷作为下周训练依据。8周训练结束后脱颈处死小鼠,迅速剥下两侧股四头肌待用。采用WES全自动蛋白质表达定量分析系统技术检测股四头肌NLRP3、NF-κB、MSTN、IL-1β、TNF-α的蛋白表达和PI3K、SIRT2、PPARγ、FOXO1的蛋白表达;采用油红染色技术检测肝脏和i WAT脂肪细胞状况。利用SPSS软件,采用单因素方差分析和配对样本t检验进行统计。结果:(1)体重和肌肉湿重的变化:运动组小鼠(R-HFD组和R+A-HFD组)体重在8周时间中始终有高于非运动组(C-HFD组和C组)的趋势,运动组小鼠体重先小幅度上升后下降,非运动组体重始终下降,但四组无显著性差异且第一周和第八周体重比较,各组体重均无显著性差异。(2)抓握力的变化:四组小鼠抓握力均随年龄增加逐渐降低,在第二周时,RHFD组及R+A-HFD组握力均显著高于C-HFD组(p<0.05);而在第八周时,R+A-HFD组握力显著高于C-HFD组(p<0.05)。(3)TNF-α/MSTN/PPARγ/NF-κB/NLRP3/IL-1β信号通路相关基因表达结果:与C-HFD组相比,R-HFD组和R+A-HFD组小鼠股四头肌TNF-α蛋白表达极为显著下降(p<0.01)。R-HFD组TNF-α蛋白表达比C组有显著下降(p<0.05),R+AHFD组比C组有极为显著下降(p<0.01)。与C组及C-HFD组相比,R+A-HFD组小鼠股四头肌MSTN蛋白表达显著下降(p<0.05)。与C-HFD组相比,R-HFD组、R+A-HFD组及C组PPARγ蛋白表达极为显著上调(p<0.01)。与C-HFD组相比,R-HFD组和R+A-HFD组小鼠股四头肌NF-κB蛋白表达极为显著下降(p<0.01);C-HFD组与C组相比呈显著上调(p<0.05)。R+A-HFD组与C组相比呈显著下降(p<0.05)。与其他组相比,C-HFD组股四头肌NLRP3蛋白表达显著上调(p<0.05)。与C-HFD组相比,R-HFD组和R+A-HFD组小鼠股四头肌IL-1β蛋白表达极为显著下降(p<0.01)。R+A-HFD组IL-1β蛋白表达与C组相比有显著下降(p<0.05),R-HFD组与C组相比极为显著性下降(p<0.01)。(4)PI3K/AKT/FOXO1/NF-κB/NLRP3信号通路相关基因表达结果:与C-HFD组和C组相比,R-HFD组小鼠股四头肌PI3K蛋白表达极为显著上调(p<0.01);而R+A-HFD组与C-HFD组和C组相比显著上调(p<0.05)。R-HFD组与R+AHFD组相比PI3K蛋白表达有显著上调(p<0.05)。与C-HFD组和C组相比,R+A-HFD组和R-HFD组股四头肌FOXO1蛋白表达均显著下降(p<0.05)。结论:(1)8周爬梯运动及爬梯联合跑台运动可有效使高脂膳食衰老小鼠体重稳步下降,爬梯联合跑台运动比单一的爬梯运动能使高脂膳食衰老小鼠的肌肉力量衰退速度减慢。(2)8周爬梯运动及爬梯联合跑台运动可通过PI3K/AKT/FOXO1/NF-κB/NLRP3信号通路提高高脂膳食衰老小鼠蛋白质合成水平,下调FOXO1和NF-κB表达,且爬梯运动比爬梯联合跑台运动产生更好效应。(3)8周爬梯运动及爬梯联合跑台运动通过抑制TNF-α/MSTN/PPARγ/NF-κB/NLRP3信号通路达到减少高脂膳食衰老小鼠骨骼肌内脂滴及炎症反应从而延缓肥胖肌少症的产生。