研究背景:代谢相关性脂肪肝（Metabolic-associated fatty liver disease,MAFLD）是代谢综合征在肝脏的表现。随着经济发展,生活方式改变,MAFLD的患病人数越来越多。目前MAFLD仍然缺乏有效治疗药物,运动被认为是MAFLD低成本且疗效显著的干预措施,但是运动改善MAFLD机制尚不明确。Irisin是运动时骨骼肌大量生成与分泌的一种肌肉因子,参与运动对多种代谢性疾病保护性调整,但是irisin在运动改善MAFLD中作用尚不明确。因此irisin是否参与运动改善MAFLD的作用及其可能机制值得进一步研究阐明,这将有助于确立irisin在MAFLD治疗中的作用。研究目的:本研究进一步证实运动对MAFLD的缓解与改善效果,探讨运动对irisin的表达调控作用,并充分证明irisin是否介导了运动对MAFLD的改善作用,深入剖析irisin抑制肝脏脂肪变性的潜在调控信号通路。研究方法:首先采用db/db小鼠自发性脂肪肝模型,利用跑台干预,观察运动是否能调控肝脏irisin的分泌而改善MAFLD。选取8周龄10只m/m小鼠作为正常对照组（NC组）,20只db/db小鼠随机分为脂肪肝模型组（MC组,n=10）、脂肪肝运动组（ME组,n=10）,其中ME组小鼠进行为期8周跑台运动干预。运动干预8周后处死各组小鼠取材,收集血清采用ELISA检测血清中irisin表达水平,收集肝脏,检测肝脏TG、TC、ALT、AST含量,HE染色和油红O染色评估肝脏中脂肪沉积,Western Blot检测肝脏AMPK、p-AMPK、PGC-1α及irisin蛋白表达。为了进一步验证irisin对运动缓解MAFLD的作用与潜在的机制,本研究通过高脂饮食（High-fat diet,HFD）建立肥胖相关脂肪肝大鼠模型,利用外源性irisin腹腔注射干预,探讨irisin对MAFLD的作用及其调控机制。选取8周龄SD大鼠30只,随机分成2组,10只作为正常对照组（NC组）,给予正常饮食,余下20只大鼠给予高脂饲料（HFD）喂养9周以建立肥胖相关脂肪肝模型,随后将高脂饲养大鼠再随机分为2组:脂肪肝模型组（FL组）和脂肪肝irisin腹腔注射组（FI组）,每组各10只。FI组大鼠采用腹腔注射外源性irisin 5周。外源性irisin注射5周结束后,处死各组大鼠。收集血清,ELISA检测血清irisin表达;收集肝脏,检测血清和肝脏TG、TC、ALT、AST、SOD、MDA含量;HE和油红O染色检测大鼠肝脏脂质蓄积;Western Blot检测肝组织脂肪合成相关蛋白（SREBP1、ACC1）、脂解相关蛋白（HSL、ATGL）、脂肪酸氧化相关蛋白（PGC-1α、PPARα、PPARγ）及SIRT1/AMPK信号通路相关蛋白表达,胰岛素信号通路相关蛋白（PI3K、Akt、p-Akt）、自噬相关蛋白（LC3、p62、Beclin1）、凋亡相关蛋白（Bax、Bcl2、Caspase-8、Cleaved-Caspase-3）、炎症相关蛋白（NF-κB、TNF-α、IL-6）的表达以探讨相关的分子机制。研究结果:1、运动诱导irisin缓解肝脏脂肪变性:与NC组小鼠相比,MC组小鼠血清和肝脏irisin表达明显低下（P<0.05,P<0.01）,然而跑台运动可以诱导db/db小鼠肝脏irisin的表达（P<0.001）,增加血清irisin水平（P<0.05）,从而逆转其肥胖所致的db/db小鼠irisin水平的低下;与NC组小鼠相比,MC组小鼠体重增长速度、空腹血糖明显增加（P<0.05,P<0.01）,跑台运动可以显著降低db/db小鼠体重增长速度、空腹血糖变化幅度（P<0.05,P<0.001）;与NC组小鼠相比,MC组小鼠肝脏TG、TC、ALT、AST的含量增加（P<0.0001,P<0.01,P<0.01,P<0.0001）,而跑台运动可以显著减少db/db小鼠肝脏TG、TC、ALT、AST的含量（P<0.05,P<0.05,P<0.05,P<0.05）,改善其血脂和减轻肝脏损伤;HE和油红O染色显示,与NC组小鼠相比,MC组小鼠肝脏脂滴显著增加（P<0.01）,形成大泡性脂肪变,变性程度达到了63%,伴有肝细胞肿胀和小叶炎症,肝脏NASH评分明显增加（P<0.0001）,而跑台运动可以显著减轻db/db小鼠肝脏脂肪变性、炎症浸润,NASH评分明显减少（P<0.0001）;蛋白检测结果显示,与NC组小鼠相比,MC组小鼠肝脏p-AMPK和PGC-1α表达水平显著下降（P<0.01,P<0.001）,而跑台运动能显著增加p-AMPK和PGC-1α表达水平（P<0.001,P<0.001）。2、外源性irisin改善肝脏脂肪变性:与NC组大鼠相比,HFD饲养9周可诱导大鼠体重显著增加（P<0.01）,在高脂饲养9周的条件下可成功构建肥胖相关脂肪肝模型。与NC组大鼠相比,FL组大鼠体重增长速度（P<0.01）、空腹血糖明显增加（P<0.01）,糖耐量异常,血清和肝脏组织TG（P<0.01）、TC（P<0.01）、ALT（P<0.01）、AST（P<0.01）显著增加,肉眼观察、HE和油红O染色显示肝脏表面粗糙,呈淡黄色,脂质空泡弥漫性堆积,NASH评分明显增加（P<0.0001）,而经过irisin干预可以显著降低脂肪肝大鼠体重增长速度和空腹血糖（P<0.01）,改善糖耐量,降低血清和肝脏组织TG（P<0.01）、TC（P<0.01）、ALT（P<0.01）、AST（P<0.05）,改善血脂和肝脏功能,大体观和染色结果提示irisin可以减轻肝脏脂肪变性、炎症浸润,NASH评分显著降低（P<0.0001）。3、外源性irisin改善肝脏脂肪变性的相关机制:与NC组大鼠相比,FL组大鼠血清和肝脏SOD下降、MDA升高,而经irisin治疗显著提高了其SOD和降低了其MDA,缓解脂肪肝大鼠肝脏氧化应激;与NC组大鼠相比,FL组大鼠肝脏SREBP1和ACC1表达显著上升（P<0.05,P<0.001）,HSL和ATGL表达显著下降（P<0.01,P<0.01）,PGC-1α、PPARα、PPARγ表达显著减少（P<0.001,P<0.001,P<0.001）,然而irisin治疗后可以显著抑制SREBP1和ACC1的表达（P<0.05,P<0.001）,增加HSL和ATGL表达（P<0.01,P<0.01）,增加PGC-1α、PPARα、PPARγ的表达（P<0.01,P<0.0001,P<0.001）,表明irisin能减少肝脏脂质合成、增加肝脏脂质分解和氧化而减轻肝脏脂肪变性;与NC组大鼠相比,FL组大鼠肝脏SIRT1和p-AMPK水平低下（P<0.01,P<0.001）,p-mTOR显著增加（P<0.001）,与之相反,irisin显著上调SIRT1和p-AMPK（P<0.0001,P<0.01）,下调p-mTOR（P<0.0001）,表明irisin的降脂作用可能与激活SIRT1/AMPK有关,也可以通过抑制mTOR从而抑制脂肪合成;与NC组大鼠相比,FL组大鼠肝脏LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值、Beclin1表达明显减少（P<0.01,P<0.01）,p62表达明显增加（P<0.01）,但是irisin可显著增加LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值、Beclin1的表达（P<0.01,P<0.01）,降低p62的表达（P<0.0001）,表明irisin可以改善肝脏脂肪变性引起的自噬活性减弱;与NC组相比,FL组大鼠肝脏Bax、Cleaved-Caspase-3、Caspase-8表达和Bax/Bcl2比值显著增加（P<0.001,P<0.0001,P<0.0001,P<0.01）,Bcl2表达显著减少（P<0.001）,irisin显著减少Bax、cleaved-Caspase-3和Caspase-8表达和Bax/Bcl2比值（P<0.01,P<0.01,P<0.001,P<0.01）,Bcl2蛋白表达增加（P<0.001）,表明irisin可以抑制HFD所致的肝细胞凋亡;与NC组相比,FL组大鼠肝脏PI3K和p-Akt蛋白减少（P<0.001,P<0.0001）,而irisin显著增加PI3K和p-Akt（P<0.01,P<0.001）,表明irisin可以激活PI3K/Akt途径提高HFD所致的肝脏胰岛素敏感性降低;与NC组大鼠相比,FL组大鼠肝内TNF-α、IL-6和NF-κB表达显著增加（P<0.001,P<0.0001,P<0.001）,而irisin显著下调TNF-α、IL-6和NF-κB的表达（P<0.01,P<0.001,P<0.01）,表明irisin可以通过抑制NF-κB炎症信号改善HFD所致的肝脏炎症状态。研究结论:1、跑台运动可以诱导db/db小鼠肝脏irisin表达,从而一定程度上改善db/db小鼠代谢相关性脂肪肝,可能主要是运动干预通过激活肝脏组织AMPK及其下游PGC-1α上调irisin表达,促进机体能量代谢而缓解或改善肝脏脂肪变性。2、外源性irisin腹腔注射5周能有效改善HFD诱导的代谢相关性脂肪肝。3、Irisin部分介导了运动对MAFLD的改善调整,初步的机制研究表明,irisin可以通过激活SIRT1/AMPK信号通路和抑制mTOR来抑制脂肪的初始合成,并促进脂肪酸的氧化和分解。同时,irisin可以通过激活PI3K/Akt信号通路以及抑制NF-κB炎症信号通路来改善胰岛素抵抗和炎症状态,且能够促进肝脏细胞自噬和抑制肝脏细胞凋亡,从而减少肝脏脂质沉积和保护肝脏。