不同强度耐力运动影响高脂诱导肥胖模型小鼠血清Irisin含量、骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白的表达

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0613

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子α(PGC-1α)：运动可以提高骨骼肌PGC-1α蛋白的表达，在生物学上具有促进肌肉纤维类型转化，促进葡萄糖代谢和脂肪酸氧化代谢等作用。
Ⅲ型纤维连接蛋白域蛋白5(FNDC5)：是Irisin的前体，由Ⅲ型纤维连接蛋白域蛋白5基因编码的一种主要由肌肉分泌的膜蛋白，能促进能量消耗，促进白色脂肪细胞向棕色脂肪细胞的转化。
鸢尾素(Irisin)：2012年发现的具有减肥作用的新激素，由骨骼肌分泌释放，与运动密切相关，是Ⅲ型纤维连接蛋白域蛋白5蛋白经蛋白水解酶水解形成的约110个氨基酸大小的可分泌多肽分子。
过氧化物酶体增殖物激活受体δ(PPARδ)：是调节骨骼肌糖类和脂肪酸代谢相关基因表达的核内受体，骨骼肌中PPARδ的表达受过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子1α调控。

摘要
背景：研究表明小鼠体内过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α(peroxisome proliferators-activated receptor-γ coactivator-1α，PGC-1α)蛋白、Ⅲ型纤维连接蛋白域蛋白5(fibronectin type Ⅲ domain-containing protein 5，FNDC5)蛋白和Irisin组成一条正向调节脂肪分解代谢的通路，并且PGC-1α能调控骨骼肌中调节脂肪代谢相关蛋白PPARδ的表达。耐力运动训练可以有效减轻小鼠体质量，但不同强度耐力运动训练对高脂诱导的肥胖小鼠血清Irisin含量及骨骼肌中PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白表达的影响尚不清楚。
目的：分析不同强度耐力运动训练对高脂诱导肥胖小鼠血液中Irisin含量及骨骼肌中脂肪代谢相关蛋白的影响。
方法：4周龄雄性C57BL/6J小鼠经过1周常规饲料适应性喂养后，通过8周高脂饲料喂养建立营养性肥胖小鼠模型，对照小鼠一直使用常规饲料喂养。构建成功的肥胖小鼠经过1周适应性跑台运动后，分为高强度耐力运动组和低强度耐力运动组进行跑台运动，对照小鼠不运动。8周后量小鼠体长、称量体质量并计算Lee’s指数，同时取各组小鼠血清和股四头肌，使用ELISA方法检测小鼠血清中Irisin水平并对比各组变化，使用Western Blot方法检测小鼠股四头肌中PGC-1α、FNDC5和PPARδ蛋白的表达情况并对比各组变化。
结果与结论：①高脂诱导能够明显增大小鼠的体长、体质量和Lee’s指数，表明高脂诱导的营养性肥胖小鼠模型是成功的，并且高脂诱导能明显降低小鼠血清Irisin水平，降低小鼠股四头肌脂质代谢相关蛋白PGC-1α、FNDC5和PPARδ的表达；②耐力运动训练尤其是高强度耐力运动训练能有效减小肥胖小鼠体长、体质量和Lee’s指数；③耐力运动训练尤其是高强度耐力运动训练能有效提高肥胖小鼠血清中Irisin水平，明显提高小鼠股四头肌PGC-1α、FNDC5和PPARδ蛋白的表达；④PGC-1α和FNDC5蛋白与Irisin的变化一致，提示耐力运动训练尤其是高强度耐力运动训练可以诱导骨骼肌高表达PGC-1α蛋白，从而促进FNDC5蛋白高表达，随着FNDC5蛋白在体内被剪切转变成高浓度的Irisin释放到血液中，加速小鼠脂肪代谢水平，达到减肥的目的。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-5687-6525(苏坤霞)

关键词: 耐力运动训练, 跑台, 强度, 肥胖小鼠模型, Irisin, 骨骼肌, PGC-1α蛋白, FNDC5蛋白, PPARδ蛋白, 组织构建

Abstract:

BACKGROUND: Peroxisome proliferators-activated receptor-γ coactivator-1 alpha (PGC-1α), fibronectin type III domain-containing protein 5 (FNDC5) and Irisin in mice have been shown to make a positive pathway of lipolysis, and PGC-1α can regulate the expression of peroxisome proliferator-activated receptor delta (PPARδ), which regulates lipolysis in skeletal muscle. Endurance training can effectively reduce the body mass of mice, but the effect of different intensities of endurance training on serum Irisin level, and PGC-1α, FNDC5, PPARδ expression in mice with obesity induced by a high fat diet is still unclear.
OBJECTIVE: To study the effect of high- and low-intensity endurance training on serum Irisin level, and lipolysis-related proteins in mice with obesity induced by a high fat diet.
METHODS: Four-week-old male C57BL/6J mice were fed normal diet for 1 week and then fed 8 weeks of high-fat diet to establish a mouse model of nutritional obesity. The control mice were fed a normal diet. After 1 week of adaptive treadmill training, the obese mice were divided into high- and low-intensity endurance training groups for treadmill training and the control group had no training. After 8 weeks, the body length, body mass and Lee’s index were measured and recorded. The level of Irisin in mouse serum was detected by ELISA. The expression levels of PGC-1α, FNDC5 and PPARδ in quadriceps femoris were detected by western blot assay.
RESULTS AND CONCLUSION: High-fat diet could significantly increase body length, body mass and Lee’s index of mice, suggesting that high-fat-induced nutritional obesity mouse model was established. High-fat diet could significantly reduce the level of Irisin in serum and the expression of lipolysis-related proteins PGC-1α, FNDC5 and PPARδ in quadriceps femoris. Endurance training, especially high-intensity endurance training could effectively reduce the body length, body mass and Lee’s index of mice. Endurance training, especially high-intensity endurance training could effectively increase the level of Irisin in serum and the expression of PGC-1α, FNDC5 and PPARδ in quadriceps femoris. PGC-1α, FNDC5 and Irisin have consistent expression, suggesting that endurance training, especially high-intensity endurance training can up-regulate the expression of skeletal muscle PGC-1α, thereby increasing the expression of FNDC5 protein. FNDC5 is transformed into Irisin and released into the blood, thus increasing the level of lipolysis in mice, and achieving weight loss.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Resistance Training, Muscle, Skeletal, Mice, Obese, Egg White, Tissue Engineering

中图分类号:

R446

苏坤霞. 不同强度耐力运动影响高脂诱导肥胖模型小鼠血清Irisin含量、骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白的表达[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(3): 427-434.

Su Kunxia . Different intensities of endurance training affect serum Irisin level and skeletal muscle protein expression of PGC-1alpha, FNDC5, and PPARdelta in mice with obesity induced by a high-fat diet[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(3): 427-434.

图/表（结果） 4

2.1 实验动物数量分析实验选用雄性C57BL/6J小鼠50只，分为4组，其中对照组10只实验过程无脱失，全部进入结果分析；剩余40只在肥胖小鼠模型制备时舍弃体质量较小的10只，剩余30只分为肥胖模型组、低强度耐力运动组和高强度耐力运动组，每组10只，实验过程无脱失，全部进入结果分析。

2.2 各组小鼠体质量、体长及Lee’s指数比较经单因素方差分析，结果显示各组小鼠的体长差异有非常显著性意义(P < 0.01)，体质量及Lee’s指数差异有非常显著性意义(P < 0.001)，结果见表1。

组间比较结果显示，雄性C57BL/6J小鼠经过高脂饲料诱导8周以后，体质量、体长和Lee’s指数与常规饲料喂养的小鼠相比差异有非常显著性意义(P < 0.01)，且符合高脂组小鼠体质量≥空白对照组小鼠体质量×120%的要求，表明肥胖小鼠造模成功；肥胖小鼠经过运动以后，高强度耐力运动组与肥胖模型组相比，体质量、体长和Lee’s指数均差异有非常显著性意义(P < 0.01)；低强度耐力运动组与肥胖模型组相比，体质量差异有非常显著性意义(P < 0.01)，体长和Lee’s指数均差异有非常显著性意义(P < 0.05)。

同时，发现低强度耐力运动组与对照组相比，体质量、Lee’s指数差异有非常显著性意义(P < 0.01)，体长差异有显著性意义(P < 0.05)；高强度耐力运动组与对照组相比，体质量差异有显著性意义(P < 0.05)，体长、Lee’s指数差异均无显著性意义(P > 0.05)，结果见表1。

2.3 各组小鼠血清中Irisin质量浓度的差别经单因素方差分析，结果显示各组小鼠血清中Irisin质量浓度差异有非常显著性意义(P < 0.001，F=9.424)。组间比较结果显示，肥胖模型组血清中Irisin水平明显低于对照组(P < 0.01)，低强度耐力运动组高于肥胖模型组，差异有显著性意义(P < 0.05)，高强度耐力运动组明显高于肥胖模型组，差异有非常显著性意义(P < 0.01)。同时比较了低强度耐力运动组和高强度耐力运动组，发现之间差异有非常显著性意义(P < 0.01)，见图1。

2.4 各组小鼠股四头肌中PGC-1α蛋白表达的差别经单因素方差分析，结果显示各组小鼠股四头肌中PGC-1α蛋白表达差异性极显著(F=73.680，P < 0.001)。组间比较结果显示，肥胖模型组小鼠PGC-1α蛋白表达与对照组相比差异极显著(P < 0.01)；低强度耐力运动组、高强度耐力运动组PGC-1α蛋白表达量与肥胖模型组相比差异均极显著(P < 0.01)；高强度耐力运动组PGC-1α蛋白表达量与低强度耐力运动组相比差异显著(P < 0.05)，结果见图2。

2.5 各组小鼠股四头肌中FNDC5蛋白表达的差别经单因素方差分析，结果显示各组小鼠股四头肌中FNDC5蛋白表达差异性极显著(P < 0.001，F=24.155)。组间比较结果显示，肥胖模型组小鼠FNDC5蛋白表达与对照组相比差异极显著(P < 0.01)；低强度耐力运动组、高强度耐力运动组FNDC5蛋白表达量与肥胖模型组相比差异均极显著(P < 0.01)；高强度耐力运动组FNDC5蛋白表达量与低强度耐力运动组相比差异显著(P < 0.05)，见图3。

2.6 各组小鼠股四头肌中PPARδ蛋白表达的差别经单因素方差分析，结果显示各组小鼠股四头肌中PPARδ蛋白表达差异性极显著(P < 0.001，F=15.345)。组间比较结果显示，肥胖模型组小鼠PPARδ蛋白表达与对照组相比差异极显著(P < 0.01)；低强度耐力运动组、高强度耐力运动组PPARδ蛋白表达量与肥胖模型组相比差异均极显著(P < 0.01)；高强度耐力运动组PPARδ蛋白表达量与低强度耐力运动组相比无显著差异(P=0.128)。结果见图4。

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引言

肥胖已经被列为一种流行性疾病^[1]，在中国，随着社会的发展和人们饮食结构的变化，造成肥胖的发生率也非常高^[2]。运动是防治肥胖疾病的有效手段之一，研究运动对脂质代谢相关蛋白的影响是十分有必要的^[3]。

Matsunaga等^[4]研究表明4周高强度跑台耐力训练可以减少高脂诱导肥胖小鼠的体脂肪含量。Wang等^[5]的研究认为高强度的间歇训练比中等强度的连续训练更能够改善高脂诱导肥胖小鼠的脂肪代谢。Bae等^[6]通过高脂诱导雄性C57BL/6小鼠6周获得肥胖小鼠，通过8周的跑步训练后明显降低了小鼠的体质量和脂肪含量，认为规律的耐力训练能够有效减肥。Marques等^[7]的研究发现高脂诱导8周的C57BL/6小鼠经过8周高强度的跑台跑步运动以后，体质量和内脏脂肪明显减少，胰岛素抵抗状态和脂肪肝炎症也得到了改善。Chiu等^[8]的研究发现，对肥胖大学生进行高强度的跑步训练比低强度的跑步训练更能降低体质量和体脂。从以上研究发现，运动是一种能够有效减肥的方式，并且多数的研究认为高强度运动更能够达到减脂的目的，但以多大的强度和频率进行运动是最佳的减肥方案暂时还没有定论，因此，研究合理的运动方式是十分有必要的。

Puigserver等^[9]在1998年首次发现并报道了过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α(α subunit of peroxisome proliferators-activated receptor-γ coactivator- 1，PGC-1α)，并认为PGC-1α在机体能量的稳态和脂质的代谢过程中起到了关键作用，随着对PGC-1α较为深入的研究，发现其在骨骼肌纤维类型的转变、胰岛素的敏感性、血管生成和Irisin分泌等方面也具有较大的调控作用^[10-12]，使其逐步成为运动防治肥胖的重要靶点之一。PPARδ是调节机体糖类和脂质代谢的重要细胞核受体，对细胞能量代谢具有重要作用^[13]，骨骼肌中PPARδ的表达受PGC-1α的调控^[14]，Luquet等^[15]研究表明, 即使在没有配体的情况下PGC-1α也能激活PPARδ表达，也有研究认为PGC-1α对PPARδ的激活作用是通过蛋白之间的直接作用进行的^[16-17]，表明PGC-1α和PPARδ可能是直接相关的调控脂质代谢的蛋白。

2012年Puigserver团队的Bostrom等^[10]发现了一种新的激素Irisin具有很好的减肥作用。Irisin是由骨骼肌分泌的一种约110个氨基酸大小的可分泌多肽分子，由Ⅲ型纤维连接蛋白域蛋白5(fibronectin type Ⅲ domain-containing protein 5，FNDC5)经蛋白水解酶水解剪切形成并释放到血液中，Irisin受PGC-1α的调节^[18]，能够促进白色脂肪向棕色脂肪转化，显著减轻体质量和高脂饮食诱导的胰岛素抵抗，因此被认为是治疗肥胖和2型糖尿病的理想靶点^[10^，^19]。

Bostrom等^[10]和Handschin等^[20]研究发现，运动首先诱导骨骼肌表达PGC-1α，PGC-1α的表达可以促进FNDC5的表达，然后FNDC5在体内被剪切为Irisin释放到血液，从而使高浓度的Irisin发挥减肥的作用，形成一条正相关的脂肪分解代谢调节通路。Luquet等^[15]研究表明经过6周运动后的小鼠中PPARδ蛋白的含量要高于仅运动3周的小鼠，并且小鼠的运动能力也得到增强。Wang等^[16]的研究表明可能是运动诱导了PGC-1α的高表达，从而激活了PPARδ的表达。

该研究拟通过高脂诱导获得营养性肥胖小鼠，通过8周不同强度的运动处理，观察小鼠血清中Irisin水平是否存在差别，同时检测骨骼肌中脂质代谢相关蛋白PGC-1α、FNDC5和PPARδ的表达是否存在差异，寻找运动对机体脂质代谢的影响及运动减肥的机制。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计分组对照动物实验。

1.2 时间及地点实验于2016年9月至2017年9在河南师范大学运动人体科学学院骨骼肌实验室完成。

1.3 材料

实验动物：4周龄雄性C57BL/6J小鼠50只，SPF级，体质量13-15 g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司，许可证号：SCXK(京)2016-0011。在河南师范大学科研实验中心小动物房内饲养和运动。采用10只分笼饲养，自由进食和饮水，室温25 ℃，相对湿度50%，12 h日光灯照射与12 h熄灯交替。

高脂饲料：为北京华阜康生物科技股份有限公司产品。100 g高脂饲料包括粗蛋白23.8 g、粗脂肪5.4 g、粗纤维 3.5 g、钙1.05 g、磷0.95 g、酪蛋白5.0 g、猪油21.0 g。

试剂：PPARδ抗体、PGC-1α抗体、FNDC5抗体及β-Actin抗体(Abcam公司)，小鼠Irisin ELISA试剂盒(上海江莱生物科技有限公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 肥胖小鼠模型制备及实验分组 50只4周龄雄性C57BL/6J小鼠，饲养于SPF环境，先以常规饲料适应性喂养，100 g常规饲料(北京华阜康生物科技股份有限公司)包括粗蛋白23.8 g、粗脂肪5.4 g、粗纤维3.5 g、钙1.05 g、磷0.95 g。1周后，完全随机分为2组：对照组10只继续喂养常规饲料；高脂组40只改为喂养高脂饲料。8周后，高脂组小鼠体质量≥空白对照组小鼠体质量×120%的个体，视为肥胖小鼠，选取其中体质量较大的30只，按照体质量大小进行S型分组，每组10只，共分3组，分别为肥胖模型组、高强度耐力运动组和低强度耐力运动组。后期实验过程中，对照组继续喂养常规饲料，其余3组继续喂养高脂饲料。

1.4.2 小鼠耐力运动训练方案小鼠进行跑台运动(安徽正华生物仪器设备有限公司，型号：ZH-PT)，高强度耐力运动组和低强度耐力运动组小鼠首先进行1周适应性跑台运动，5 m/min，60 min/次，跑台坡度为0°，3次/周。然后进行正式耐力运动训练，耐力运动训练分为高、低2个强度，强度的选择以文献中强度作为参考^[4^，⁷^，^21-22]，其中Matsunaga等^[4]采用的是较高强度的训练，训练强度为15-25 m/min(1-10 d为15 m/min，11-20 d为20 m/min，21-30 d为25 m/min)，60 min/次，5次/周，周期为4周；Marques等^[7]采用低强度0.5 km/h(8.33 m/min)和高强度 1 km/h(16.67 m/min)，60 min/次，5次/周，周期为8周的训练方式；Camargo等^[21]采用低强度8 m/min和高强度 13 m/min，60 min/次，5次/周，周期为8周的训练方式；朱小烽等^[22]的研究中，低强度为5 m/min运动5 min，后以 8 m/min运动55 min，跑台坡度为0°，中等强度为5 m/min运动5 min，后以12 m/min运动55 min，跑台坡度为0°，高强度为5 m/min运动5 min，后以8 m/min运动5 min，最后以18 m/min运动50 min，跑台坡度为0°。此次研究参考以上研究，制定低强度耐力运动组先以5 m/min运动10 min，后以8 m/min运动50 min，跑台坡度为0°，5次/周，周六日停训，运动8周；高强度耐力运动组先以5 m/min运动 10 min，后以18 m/min运动50 min，跑台坡度为0°，5次/周，周六日停训，耐力运动持续8周的运动方案进行耐力训练。对照组和肥胖模型组不运动。

1.4.3 小鼠体质量和Lee’s指数实验结束后，称量小鼠体质量，测量体长(鼻尖至肛门外沿的距离)，计算Lee’s指数。Lee’s指数=[体质量(g)×103 /体长(cm)]1/3。

1.4.4 取材实验结束后，腹腔注射2%戊巴比妥钠 (2.5 mL/kg)麻醉。摘除眼球采血后断颈处死小鼠，迅速取出后肢股四头肌，经液氮冷冻后转入-80 ℃超低温冰箱保存。血液经离心后分离血清，置于-80 ℃超低温冰箱保存。

1.4.5 血清Irisin测定按照小鼠Irisin ELISA试剂盒方式测定各组小鼠血清中Irisin水平。

1.4.6 Western Blot检测小鼠股四头肌中PPARδ，PGC-1α，FNDC5蛋白表达取适量小鼠股四头肌组织，用组织裂解液匀浆裂解后，4 ℃离心机12 000×g离心10 min后取下层细胞浆用BCA法测定蛋白含量。根据蛋白定量计算结果加入适量的上样缓冲液，调整蛋白浓度一致。取等量各样本煮沸变性后上样。用10%的十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白后转移到硝酸纤维素膜上，将膜放入封闭缓冲液(含3%脱脂奶粉的TBST)中室温封闭1 h。用封闭缓冲液稀释的一抗(PPARδ，1∶3 000；PGC-1α，1∶4 000；FNDC5，1∶2 000；β-Actin，1∶4 000)4 ℃过夜孵育后TBST洗膜3次，每次10 min，然后用封闭缓冲液稀释的辣根过氧化物酶标记的二抗 (1∶5 000，中杉金侨公司)室温孵育2 h后TBST洗膜3次，每次10 min。用ECL超敏发光检测试剂盒发光，使X射线胶片曝光后显影、定影。胶片晾干后扫描并用IPP 6.0软件对目的条带光密度进行定量分析，将每个条带与对应样品的β-Actin条带吸光度值进行比较，计算出目的条带的相对含量值。

1.5 主要观察指标观察各组小鼠血清中Irisin含量的差别，以及股四头肌中FNDC5、PPARδ、PGC-1α蛋白表达含量的差别。

1.6 统计学分析数据统计学分析均采用商业SPSS 15.0软件进行。实验结果数据值以x(_)±s形式表示，数据比较采用单因素方差分析，在α为0.05时，P < 0.01表示差异性显著，P < 0.001表示差异性极显著。对照组、肥胖模型组、低强度耐力运动组、高强度耐力运动组之间的比较采用t检验进行分析，P < 0.05时表示差异有性显著意义，P < 0.01时表示差异有非常显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

讨论

4周龄雄性C57BL/6J小鼠经过1周常规饲料适应性喂养后改喂高脂饲料8周，可以得到体质量超过常规饲料喂养小鼠20%的超重肥胖小鼠，该过程类似于过度饮食造成的人体肥胖。从结果看，高脂饲料喂养的小鼠体质量、体长和Lee’s指数都要明显大于常规饲料喂养的对照小鼠，表明营养性肥胖小鼠模型的成功的，并且实验过程中选取40只小鼠进行高脂诱导，而后续实验时选取其中体质量较大的。30只作为实验对象，避免出现肥胖抵抗的小鼠进入实验体系^[23-25]，造成实验误差。

3.1 高脂诱导对小鼠血清Irisin含量的影响 Irisin与脂肪的代谢密切相关，能有效增加机体的能量消耗、降低体质量，因此被认为是治疗肥胖的有效靶点^[10^，^26-27]。Irisin是一个高度保守的序列，在人和鼠类中其氨基酸顺序完全相同^[10]，有可能在人和鼠类中发挥着相同的作用。现在针对肥胖和Irisin之间的相关性研究还没有得到一致的结果，有研究表明，14例患者经过手术移除部分脂肪组织后，血中Irisin的含量比手术处理前要明显降低^[28]；有研究比较了厌食症患者、正常人和不同程度肥胖患者血中的Irisin水平，发现肥胖患者的Irisin含量要高于正常人，正常人要高于厌食症患者^[29]；也有研究发现肥胖患者的Irisin含量要高于正常体质量的人，并且在同一组内，男性的Irisin含量要高于女性^[30]。这些研究认为Irisin的表达量与肥胖呈正相关。但是也有研究表明，肥胖患者和2型糖尿病患者血中irisin的含量出现明显的降低，Irisin的表达量与肥胖呈负相关^[31-34]。

不同的研究出现完全不一致的结果，有可能是因为研究的人群不同造成的。在此次研究中，通过高脂饲料的8周诱导，成功得到营养性肥胖小鼠，经过检测肥胖小鼠和对照小鼠血清中Irisin的含量，发现肥胖小鼠的Irisin含量要明显低于正常小鼠，与小鼠的体质量负相关。

3.2 高脂诱导对小鼠骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白表达的影响 PGC-1α在机体的脂质代谢中起着非常重要作用^[35-36]，通过在小鼠骨骼肌中特异性高表达PGC1-α可以减小小鼠发生老年性肥胖的概率^[37]，而敲除小鼠骨骼肌中的PGC1-α，小鼠会出现明显的高脂饮食葡萄糖不耐受^[38-39]。有研究发现，在2型糖尿病患者和经常不从事体力劳动或者运动锻炼的人群中骨骼肌内PGC-1α蛋白表达量下降^[40]。在骨骼肌PGC-1α特异性敲除的小鼠中，骨骼肌FNDC5的mRNA水平明显降低，表明PGC-1α有可能参与了FNDC5的表达调控^[10]，在小鼠骨骼肌中过表达PGC1-α，可以诱导FNDC5表达增加^[28]，因此，认为PGC1-α是调控FNDC5表达的上游基因。de Macêdo等^[41]的研究发现，高脂食物诱导小鼠骨骼肌mRNA水平较对照小鼠有了明显的降低。

PPARδ是调节机体脂质代谢的重要靶点^[13]，骨骼肌中PPARδ的表达受PGC-1α的调控^[14]。Wang等^[42]的研究发现在PPARδ转基因鼠在耐力运动过程中，运动的距离和力竭时间都要明显高于野生型鼠。邹毅等^[43]的研究发现高脂饮食诱导肥胖大鼠骨骼肌中PPARδ的表达要明显低于正常饮食的对照小鼠。

在该研究中，通过检测肥胖小鼠和对照小鼠骨骼肌中PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白的含量，发现肥胖小鼠骨骼肌中的PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白含量均明显低于正常小鼠。原因可能是由于高脂饲料的持续诱导，小鼠的体重不断增加，引起小鼠主动运动能力下降，造成PGC-1α的表达下降，从而诱导FNDC5和PPARδ的表达下降。

3.3 运动对高脂诱导营养性肥胖小鼠血清Irisin含量的影响运动对机体内Irisin含量的影响现在还有一定的争议。Bostrom等^[10]发现健康人经过10周的耐力运动以后，血浆Irisin的含量升高2倍；Timmons等^[26]对60岁以上的肥胖老人进行运动以后出现了血浆中Irisin的含量升高的现象；Nygaard等^[44]的研究也表明耐力运动和力量运动都可以增加血中Irisin的含量；Lee等^[45]研究发现，健康的年轻人进行中等强度的运动后血清中Irisin含量与对照组相比上升3倍左右。Saleem等^[46]对高脂饮食诱导的肥胖小鼠进行8周的耐力运动后发现，小鼠血中Irisin含量升高。然而，也有研究认为运动未能有效提升血中Irisin的含量，在Hecksteden等^[47]的研究中发现，健康人通过有氧运动和力量运动后血清中Irisin含量与对照组相比出现了下降；Ellefsen等^[48]的研究认为健康人经过运动不会影响血清中的Irisin含量；Czarkowska-Paczek等^[49]的研究发现大鼠经过一次运动后血清中的Irisin含量没有变化；Seo等^[50]研究发现，21周长期耐力运动后未发现血清中Irisin含量升高，健康年轻人进行高强度力量运动后血清Irisin含量也未发生明显变化；Kim等^[51]通过研究肥胖患者有氧运动和力量运动后血中irisin的含量，发现力量运动后的患者Irisin含量明显增加，而有氧运动的患者Irisin含量没有出现明显变化。

分析这些研究出现差异的原因有可能是试验的对象不同，或者不同的运动方式、运动时间、运动强度造成运动后Irisin含量的出现差异性反应。在该研究中，发现高脂饲料诱导的肥胖小鼠通过低强度和高强度的8周耐力运动，血清中Irisin的含量出现了明显的上升，并且高强度的运动上升更加明显，该结果与Saleem等^[46]的结果相同。该研究使用的是同批次小鼠，尽量排除了个体之间的差异，并且在高低强度运动的小鼠中都发现了Irisin含量的升高，因此认为结果应该是客观可信的。

3.4 运动对高脂诱导营养性肥胖小鼠骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白表达的影响 Bostrom等^[10]研究发现，小鼠经过3周的自由轮跑运动后，骨骼肌中FNDC5的mRNA表达水平显著升高，并且FNDC5的表达与PGC-1α的表达一致，同时发现健康人经过10周的耐力运动后，骨骼肌中FNDC5和PGC-1α的表达明显升高，并且升高的比例具有一致性，而将小鼠骨骼肌中PGC-1α特异性敲除后，小鼠骨骼肌中FNDC5的mRNA表达水平也明显下降；Tadaishi等^[52]研究发现，6周龄C57BL/6J小鼠经过30 min不同强度的跑台运动后，骨骼肌中PGC-1α的mRNA升高幅度随着运动强度的增大而增大；Terada等^[53]研究发现，大鼠经过一次总计6 h的跑台运动后，股四头肌PGC-1α蛋白表达量增加了75%。但Nygaard等^[44]的研究发现，运动后虽然PGC1-α表达增高，但FNDC5的表达却并没有随着一起增高；Timmons等^[26]的研究发现，健康人在经过规律的高强度运动后，没有在骨骼肌检测到FNDC5的mRNA出现上升的趋势，而采用持久耐力运动的老年人骨骼肌中FNDC5 mRNA表达水平提升了30%。

Luquet等^[15]研究发现,小鼠经过6周的游泳运动后，骨骼肌中PPARδ蛋白表达量明显高于运动3周的小鼠, 并能明显提高小鼠的运动能力；Kannisto等^[54]研究发现，高脂诱导的营养性肥胖小鼠经过长时间的耐力运动后骨骼肌中PPARδ的mRNA水平和蛋白水平均出现明显的提高；苏丽等^[55]的研究也发现小鼠经过耐力运动后，小鼠骨骼肌PPARδ的mRNA水平和蛋白水平均出现了提高。

在该研究中，发现高脂饲料诱导的肥胖小鼠通过低强度和高强度的8周耐力运动后，骨骼肌中PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白的含量均出现了明显的上升，其中高强度组的PGC-1α和FNDC5蛋白表达含量要明显高于低强度组，具有统计学差异，高强度组的PPARδ蛋白表达含量略高于低强度组，但不具统计学差异，该结果与Tadaishi等^[52]的研究结果相似。

结论：经该研究发现，4周龄雄性C57BL/6J小鼠经过8周高脂饲料喂食诱导以后可以成功构建营养性肥胖小鼠模型，高脂诱导能够明显增大小鼠的体质量、体长和Lee’s指数，明显降低小鼠血清Irisin含量，明显降低小鼠股四头肌脂质代谢相关蛋白PGC-1α、FNDC5和PPARδ的表达。肥胖小鼠经过耐力运动训练尤其是高强度的耐力运动训练后，肥胖小鼠体质量、体长和Lee’s指数均明显减小，血清中Irisin含量明显升高，股四头肌PGC-1α、FNDC5和PPARδ的表达量明显升高，并且PGC-1α蛋白、FNDC5蛋白和Irisin的变化一致，提示耐力运动训练尤其是高强度耐力运动训练可以诱导骨骼肌高表达PGC-1α蛋白，促进FNDC5蛋白高表达，随着FNDC5蛋白在体内被剪切转变成高浓度的Irisin释放到血液中，加速小鼠脂肪代谢水平，达到减肥的目的。

不足：实验设计中仅分析了PGC-1α、FNDC5、PPARδ的蛋白表达水平，未能考虑mRNA表达水平；未能考虑高强度耐力运动对小鼠机体是否存在其他的危害。这些将在今后的研究中不断完善。

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