PPARα在有氧运动改善肥胖、糖尿病和动脉粥样硬化大鼠血糖血脂中的作用及其与PPARγ的关系

发布时间：2020-08-23 20:39

【摘要】：研究目的过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisome proliferators-activated receptors,PPARs)包括PPARα、PPARβ和PPARγ等成员,它们在调控糖脂代谢、炎症反应和细胞分化等过程中发挥重要作用,是目前肥胖及肥胖相关疾病如2型糖尿病、动脉粥样硬化等代谢疾病的研究热点。PPARα是脂肪酸传感器,调控脂肪酸和脂质代谢的相关基因表达,从而改善脂代谢,被认为是治疗血脂异常的重要靶点。PPARα最常见的上游信号分子是腺苷酸活化蛋白激酶(Adenosine monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK),它在控制细胞和全身能量代谢水平上发挥重要作用。而脂肪酸氧化的限速酶肉碱棕榈酰转移酶-1(Carnitine palmitoyl transferase 1,CPT1)是PPARα的下游靶分子。AMPK-PPARα-CPT1通路的激活也被证实能改善肥胖及肥胖相关疾病的脂代谢。我们课题组前期的研究已证实PPARγ在4周有氧运动改善肥胖及糖尿病大鼠的糖脂代谢、减轻疾病症状中发挥重要作用,且该作用可能通过增加PPARγ靶基因-糖脂代谢关键酶的蛋白水平实现。但运动改善肥胖及肥胖相关疾病糖脂代谢中,PPARα与PPARγ是否存在相互作用,目前相关的研究报道还很少。因此,本课题首先在肥胖、糖尿病和动脉粥样硬化这三种模型大鼠上确证AMPK-PPARα-CPT1信号通路在运动改善糖脂代谢中发挥作用;然后,以运动糖尿病大鼠为例,用PPARγ激动剂吡格列酮和PPARγ抑制剂GW9662来研究PPARγ与PPARα及其上下游信号分子AMPK和CPT1在运动改善糖尿病糖脂代谢中的关系。研究方法129只6周龄雄性SD大鼠随机分成普通饮食组(n=12)和高脂饮食组(n=117)。通过8周高脂饮食、高脂饮食合并链脲佐菌素或合并维生素D3分别建立肥胖、糖尿病和动脉粥样硬化模型大鼠。将建模成功的大鼠随机分为模型组和模型运动组,包括肥胖组(Obesity,OB)、肥胖运动组(TOB)、糖尿病组(Diabetes mellitus,DM)、糖尿病运动组(TDM)、动脉粥样硬化组(Atherosclerosis,AS)和动脉粥样硬化运动组(TAS),每组8只。另有16只糖尿病模型大鼠,在进行有氧运动前补充PPARγ激动剂吡格列酮或PPARγ抑制剂GW9662,构成了糖尿病运动+吡格列酮组(TDP,n=8)、糖尿病运动+GW9662组(TDG,n=8)。所有运动组大鼠进行4周中等强度的递增负荷跑台运动(第1周跑台速度15m/min,运动40 min;第2周15 m/min,60 min;第3周20 m/min,60 min;第4周20 m/min,90 min),每周运动6天,每天1次。4周运动期间所有大鼠给予普通饲料。最后一次运动结束36 h后麻醉并处死大鼠,收集血液及肝、腓肠肌和肾周脂肪。用Western Blot方法检测大鼠肝、腓肠肌、肾周脂肪(糖尿病大鼠无肾周脂肪)的PPARα、AMPK、CPT1的蛋白水平。采用SPSS23.0统计软件对实验数据分析进行单因素方差分析。研究结果1.与各对应的疾病大鼠比较,TOB、TDM和TAS大鼠的肝、腓肠肌和肾周脂肪的PPARα、AMPK和CPT1的蛋白水平均显著升高。2.与TDM大鼠比较,TDG大鼠的PPARα和CPT1(肝和腓肠肌)以及AMPK(肝)的蛋白水平无显著变化,尽管腓肠肌AMPK蛋白水平显著降低;而TDP大鼠肝和腓肠肌PPARα、AMPK和CPT1蛋白水平均显著提高。研究结论1.有氧运动改善肥胖、糖尿病和动脉粥样硬化大鼠的血糖血脂与运动上调外周代谢器官AMPK-PPARα-CPT1信号有关。2.有氧运动对糖尿病大鼠肝和腓肠肌PPARα的上调不依赖于PPARγ,但PPARγ的激活可进一步增加运动糖尿病大鼠PPARα及其上下游分子AMPK和CPT1的蛋白水平。
【学位授予单位】：上海体育学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G804.7;R58
【图文】：

有氧训练,血脂水平,腓肠肌

图1 4周有氧训练对OB、DM、AS大鼠血糖血脂水平影响Fig.1 Effects of 4-week aerobic training on glucose and lipid metabolism index of OB, DMand AS rats1.5.2 4周有氧训练对OB大鼠肝、腓肠肌、肾周脂肪PPARα、AMPK和CPT1蛋白水平的影响

有氧训练,腓肠肌,脂肪

图2 4周有氧训练对OB大鼠肝、腓肠肌和肾周脂肪PPARα蛋白水平的影响Fig.2 Effects of 4-week aerobic training on the protein levels of PPARα in the liver(A),gastrocnemius(B) and perirenal adipose(C) of OB ratsNote: The protein levels of PPAR were measured by Western Blotting. The PPAR blots werequantified by software of Tanon and normalized against GAPDH or β-actin. C: control group; OB:obesity; TOB: trained obesity rats.#P <0.05,##P <0.01 vs OB.

有氧训练,腓肠肌,脂肪

图3 4周有氧训练对OB大鼠肝、腓肠肌和肾周脂肪AMPK蛋白水平的影响Fig.3 Effects of 4-week aerobic training on the protein levels of AMPK in the liver(A),gastrocnemius(B) and perirenal adipose(C) of OB ratsNote: The protein levels of AMPK were measured by Western Blotting. The AMPK blots werequantified by software of Tanon and normalized against GAPDH or β-actin. C: control group; OB:obesity; TOB: trained obesity rats.*P<0.05 vs C;##P <0.01 vs OB.

【相似文献】