高脂膳食和跑台运动构建模型大鼠腓肠肌葡萄糖转运体4和cAMP反应元件结合蛋白的变化

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.05.022

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (5): 736-742.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.05.022

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高脂膳食和跑台运动构建模型大鼠腓肠肌葡萄糖转运体4和cAMP反应元件结合蛋白的变化

张云丽^1，2，蔡明¹，李静静¹，辛磊¹，娄淑杰¹

¹上海体育学院运动科学学院，上海市 200438；²聊城大学体育学院，山东省聊城市 252059

收稿日期:2015-11-07 出版日期:2016-01-29 发布日期:2016-01-29
通讯作者: 娄淑杰，博士，教授，博士生导师，上海体育学院运动科学学院，上海市 200438
作者简介:张云丽，女，1977年生，江苏省徐州市人，汉族，上海体育学院在读博士，讲师，主要从事运动与健康方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(81572241)；上海市人类运动能力开发与保障重点实验室(上海体育学院)(11DZ2261100)；上海体育学院研究生教育创新基金资助项目(xsxr2013030)

Effects of high-fat diet and treadmill exercise on glucose transporter 4 and cAMP response element binding protein in rat gastrocnemius muscle

Zhang Yun-li^{1, 2}, Cai Ming¹,Li Jing-jing¹, Xin Lei¹, Lou Shu-jie¹

¹School of Sports Science, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China; ²School of Physical Education, Liaocheng University, Liaocheng 252059, Shandong Province, China

Received:2015-11-07 Online:2016-01-29 Published:2016-01-29
Contact: Lou Shu-jie, M.D., Professor, Doctoral supervisor, School of Sports Science, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China
About author:Zhang Yun-li, Studying for doctorate, Lecturer, School of Sports Science, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China; School of Physical Education, Liaocheng University, Liaocheng 252059, Shandong Province, China
Supported by:
the National Natural Science Founding of China, No. 81572241; the Shanghai Key Laboratory of Development and Protection of Human Exercise Capacity (Shanghai University of Sport), Shanghai, China, No. 11DZ2261100; the Graduate Education Innovation Grant Program in Shanghai University of Sport, Shanghai, China, No. xsxr2013030

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

葡萄糖转运体：是一类镶嵌在细胞膜上转运葡萄糖的载体蛋白质，它广泛分布于体内各种组织。在转运葡萄糖过程并不直接消耗ATP水解的能量，而是随着钠离子内流产生能量实现转运，而维持钠浓度梯度则由细胞膜钠钾泵耗能主动转运实现。葡萄糖转运体由细胞内合成，不能外源补充。

cAMP反应元件结合蛋白：是一种已知能调节脑源性神经营养因子转录的因子。多种蛋白激酶可催化cAMP反应元件结合蛋白的第133位丝氨酸磷酸化，磷酸化的cAMP反应元件结合蛋白与脑源性神经营养因子启动子的cAMP反应元件结合，启动脑源性神经营养因子的转录。

背景：研究表明PI3K/Akt信号通路与骨骼肌葡萄糖转运体4的表达以及cAMP反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)的功能发挥均相关，但PI3K/Akt信号通路在高脂膳食和运动对骨骼肌葡萄糖转运体4和CREB的影响中是否发挥作用尚无定论。
目的：探讨PI3K/Akt信号通路在高脂膳食和跑台运动对大鼠腓肠肌葡萄糖转运体4和CREB的影响中是否发挥作用。
方法：70只大鼠普通饲料适应性喂养2周后，随机分为普通饲料组(n=20)和高脂饲料组(n=50)，分别以普通饲料和高脂饲料饲养8周。普饲料组大鼠随机等分为普饲安静组和普饲运动组。选取高脂饲料组中体质量超过普通饲料组大鼠平均体质量加1.4倍标准差的大鼠20只，随机等分为肥胖安静组和肥胖运动组。普饲安静组和肥胖安静组大鼠不运动。普通饲料运动组和肥胖运动组大鼠经1周适应性运动后进行8周中等强度的跑台运动。
结果与结论：①肥胖大鼠腓肠肌出现PI3K/Akt信号通路障碍，但葡萄糖转运体4表达没有显著变化；肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB水平降低的原因可能与pAkt-Ser473水平下降有关。②运动干预在引起大鼠腓肠肌葡萄糖转运体4表达增加的同时明显上调了pAkt-Ser473的水平；运动干预明显升高普通膳食大鼠和肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB表达，并与pAkt-Ser473的变化相一致。证实pAkt-Ser473水平的变化在高脂膳食和运动干预影响腓肠肌葡萄糖转运体4和CREB蛋白表达中可能发挥着重要作用。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程
ORCID: 0000-0002-3237-2605(娄淑杰)

关键词: 实验动物, 运动系统动物模型, 骨骼肌, 运动, 高脂膳食, 肥胖, 胰岛素抵抗, 葡萄糖转运体4, CREB, Akt, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: Some studies indicate that PI3K/Akt signaling pathway is associated with the expression of glucose transporter 4 (GLUT4) and the function of cAMP response element binding protein (CREB) in skeletal muscle. However, it is still unclear whether PI3K/Akt signaling pathway has the effects on CREB and GLUT4 in skeletal muscle of the rats with high-fat diet and treadmill exercise.
OBJECTIVE: To investigate whether PI3K/Akt signaling pathway has the effects on CREB and GLUT4 in gastrocnemius muscle of the rats with high-fat diet and treadmill exercise.
METHODS: A total of 70 rats were fed with normal diet for 2 weeks, and randomly divided into common feed group (n=20) and high-fat feed group (n=50). Rats in both groups were respectively fed with common feed and high-fat feed for 8 weeks. The rats in the common feed group were equally assigned to common feed quiet group and common feed exercise group. 20 rats from the high-fat feed group whose body weight was 1.4 times of common rats were randomly and equally assigned to obese quiet group and obese exercise group. Rats in the quiet groups did not do exercises. Rats in the exercise groups received adaptive sports for 1 week and medium-intensity treadmill exercise for 8 weeks.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Impairments of PI3K/Akt signaling pathway appeared in obese rats, however, the quantity of GLUT4 expression did not change obviously in gastrocnemius muscles of obese rats. The reasons for the decrease of the nuclear protein CREB level of gastrocnemius muscles of obese rats might be related to the decrease of pAkt-Ser473 level. (2) The increase of the quantity of GLUT4 expression was accompanied by significantly up-regulated pAkt-Ser473 level by exercise intervention in gastrocnemius muscles of obese rats. Exercise intervention significantly increased the expression of nuclear protein CREB in gastrocnemius muscles of chow-fed rats and obese rats, which was consistent with the changes of pAkt-Ser473. These findings suggest that pAkt-Ser473 can play an important role in the effects of high-fat diet and exercise intervention on GLUT4 and CREB protein expression in gastrocnemius muscles of obese rats.

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张云丽，蔡明，李静静，辛磊，娄淑杰. 高脂膳食和跑台运动构建模型大鼠腓肠肌葡萄糖转运体4和cAMP反应元件结合蛋白的变化[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(5): 736-742.

Zhang Yun-li, Cai Ming,Li Jing-jing, Xin Lei, Lou Shu-jie. Effects of high-fat diet and treadmill exercise on glucose transporter 4 and cAMP response element binding protein in rat gastrocnemius muscle[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(5): 736-742.

图/表（结果） 5

2.1 造模成功动物数量及过程 70只大鼠中40只进入分组，普饲安静组、普饲运动组、肥胖安静组和肥胖运动组，各10只，普饲安静组1只在实验过程中因病死亡，肥胖运动组2只不能完成运动被淘汰。第17周末每组各取6只大鼠进入结果分析。

2.2 模型方法的改进既往研究中高脂饲料的脂肪成分及相对脂肪供能比并不一致。本文采用的是富含猪油的高脂饲料，脂肪供能比为40%，猪油的采用可以使大鼠体质量明显增加，40%的脂肪供能比使饲料成型效果好，硬度适中，保证了大鼠有较高的摄食量，建模成功率较高。

2.3 模型更接近临床实践流行病学证据表明富含脂肪的饮食与肥胖有关，目前常用的动物肥胖模型包括遗传性的、内分泌性的以及营养性的，其中更接近人类肥胖形成过程的是高脂饲料所致的营养性肥胖模型，其代表了现代社会由于能量过剩所致肥胖的较好模型。

2.4 主要观察结果和次要观察结果

2.4.1 体质量第8周末发现，高脂饲料组大鼠的体质量显著增加(P < 0.01；表2)，表明高脂膳食能引起大鼠肥胖。

2.4.2 血糖肥胖大鼠血糖水平显著性升高(P < 0.05)；运动干预引起肥胖大鼠血糖水平下降，但差异无显著性意义(P=0.072；表3)。

2.4.3 腓肠肌PI3K/Akt信号通路 Western blot检测结果发现，与正常大鼠相比，肥胖大鼠腓肠肌p-Akt-Ser473水平显著降低(P < 0.01)；运动干预明显升高正常和肥胖大鼠腓肠肌p-Akt-Ser473水平(P < 0.05，P < 0.01)。

但高脂膳食和跑台运动均对大鼠腓肠肌中pPI3K-p85- Tyr458水平无显著性影响(P > 0.05；图1)。

2.4.4 腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4的表达 Western blot检测结果证实，肥胖大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4的表达无显著性变化(P > 0.05)；运动干预对正常大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4的表达无显著影响(P > 0.05)，但明显升高肥胖大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4的表达(P < 0.01；图2)。

2.4.5 腓肠肌核蛋白CREB的表达 Western blot检测结果表明，肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB的表达明显降低(P < 0.05)；运动训练明显升高正常和肥胖大鼠CREB的表达 (P < 0.05，P < 0.01；图3)。

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引言

葡萄糖转运体4是骨骼肌中主要的葡萄糖转运体，由其介导的葡萄糖摄取是骨骼肌利用葡萄糖的主要限速步骤。基础状态下，葡萄糖转运体4主要储存于细胞内的囊泡，受刺激时这些囊泡转运至质膜系统，葡萄糖转运体4插入质膜以增加葡萄糖摄取^[1-2]。曾玉等^[3]认为骨骼肌葡萄糖转运体4 表达降低以及转位下降，可引起葡萄糖摄取减少并促进胰岛素抵抗的发生。PI3K/Akt信号通路可以促进葡萄糖转运体4由核周转移到核膜，Akt激活障碍能引起胰岛素生理作用减弱造成胰岛素抵抗^[4]。

运动对骨骼肌葡萄糖转运体4表达和转位的影响是否涉及PI3K/Akt信号通路的参与尚存争议。Krook等^[5]认为运动对骨骼肌葡萄糖转运体4表达和转位的影响与PI3K/Akt信号通路无关。然而Bernard等^[6]认为，12周有氧耐力训练可增加胰岛素刺激的PI3K和Akt2的活性及膜蛋白葡萄糖转运体4的水平。李慧阁等^[7]认为6周的有氧跑台运动可以通过显著增强小鼠骨骼肌Akt的相对分子质量为160 000的底物AS160的活性，增强葡萄糖转运体4表达及促进葡萄糖转运体4转位，从而促进葡萄糖摄取和利用。因此运动能否通过PI3K/Akt信号通路影响高脂膳食大鼠骨骼肌膜蛋白葡萄糖转运体4的表达尚无定论。

作为能量稳态的关键代谢传感器和调节器，目前对cAMP 反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)进行了广泛的研究^[8-9]。

近年来研究发现，CREB以及CREB调控的转录共激活因子(CREB-regulated transcriptional coactivators，CRTCs)(以前被称为TORCs)-CREB复合体均存在于骨骼肌中，且CREB/CRTCs途径在骨骼肌线粒体生物合成中可能发挥了重要作用^[9-10]。有研究表明急性肌肉损伤后以及基因突变导致的肌肉再生过程中，CREB磷酸化和靶基因被激活^[11]。另外，Phuong等^[12]报道Akt可磷酸化并激活CREB。然而，运动能否影响高脂膳食大鼠骨骼肌核蛋白CREB的表达以及PI3K/Akt信号通路是否参与其中尚未见报道。

为探究运动对高脂膳食大鼠骨骼肌膜蛋白葡萄糖转运体4和核蛋白CREB表达的影响及机制，实验选用普通膳食大鼠和高脂膳食诱导的肥胖大鼠为研究对象，观察PI3K/Akt信号通路是否参与高脂膳食和运动对骨骼肌葡萄糖转运体4和CREB表达的影响。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。

1.2 时间及地点实验于2013年11月至2014年11月在上海体育学院分子生物学实验室完成。

1.3 材料

实验动物：清洁级雄性SD大鼠70只，鼠龄7周，体质量(190±10) g，购自上海西普尔-必凯实验动物有限公司，动物许可证号SCXK(沪)2013-0016，并经上海体育学院科学研究伦理委员会批准。大鼠分笼饲养，每笼3-5只，自由摄食和饮水，动物房温度(22±2) ℃，相对湿度(50±10)%，光照遵循12 h：12 h明暗周期。

饲料：基础饲料及高脂饲料均由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供(表1)。

1.4 方法

1.4.1 造模方法普通饲料适应性喂养2周后，随机分为普通饲料组(n=20)和高脂饲料组(n=50)。正式实验第8周末，将普通饲料组大鼠随机分为普饲安静组(n=10，继续进食普通饲料)和普饲运动组(n=10，继续进食普通饲料)；选取高脂饲料组中体质量超过普通饲料组大鼠平均体质量加1.4倍标准差的大鼠^[13]，并随机分为肥胖安静组(n=10，继续进食高脂饲料)和肥胖运动组(n=10，继续进食高脂饲料)。

1.4.2 运动训练方案普通饲料安静组和肥胖安静组大鼠不运动。普通饲料运动组和肥胖运动组大鼠经1周适应性运动后进行8周坡度0°的跑台运动，1次/d，5次/周。运动训练方案参考Bedford等^[14]的文献制定。

运动负荷安排如下：按11 m/min，10 min/d开始运动，之后每天以1 m/min增加运动速度，5 min/d增加运动时间，直至跑速为18 m/min，运动时间为40 min/d。然后维持跑速为18 m/min，运动时间为40 min/d，直至实验结束。

1.4.3 血样采集及分析运动干预结束24 h后，禁食过夜，每组大鼠中随机选取6只，常规麻醉，下腔静脉取血，分离血清。使用全自动生化分析仪(日本日立公司)检测血糖浓度。

1.4.4 标本采集与储存下腔静脉取血后，断头处死大鼠，迅速分离左侧腓肠肌，冻存于液氮中，后转至-80℃冰箱保存待测。

1.4.5 Western blot法检测腓肠肌蛋白表达称取腓肠肌组织100 mg，用蛋白抽提试剂盒(生工生物工程(上海)有限公司)依次提取胞质蛋白(用于检测PI3K-p85、pPI3K-p85-Tyr458、Akt和pAkt-Ser473)、膜蛋白(用于检测葡萄糖转运体4)和核蛋白(用于检测CREB)。BCA法检测样品蛋白浓度，用裂解液将各组样品的蛋白浓度调平后，加入相应量蛋白上样缓冲液(5×)，沸煮10 min，进行SDS-PAGE电泳，后转移至PVDF膜(碧云天生物试剂公司)上。然后用5%的脱脂牛奶室温摇床封闭1 h，接着依次与相应一抗(兔多克隆抗体PI3K p85、Akt，兔多克隆抗体Phospho-PI3K p85(Tyr458)/p55 (Tyr199)、兔单克隆抗体phospho-Akt(Ser473)购自Cell Signaling公司；兔多克隆抗体膜蛋白葡萄糖转运体4和兔多克隆抗体CREB购自Abcam公司)4 ℃孵育过夜。TBST洗膜次，每次5 min。室温孵育二抗1 h后，TBST洗膜3次，每次5 min，后用ECL化学发光剂(碧云天生物试剂公司)在X射线下曝光、显影。

用Gel Doc EZ凝胶成像仪(美国Bio-Rad公司)将X光片扫描成图像并保存为电脑文件后，用Image J软件进行图像分析。

1.5 主要观察指标观察各组PI3K/Akt信号通路分子以及膜蛋白葡萄糖转运体4和核蛋白CREB的表达情况。

1.6 统计学分析采用SPSS 20.0统计软件进行数据分析，计量资料以x(_)±s表示。组间比较采用t 检验和单因素方差分析，以P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

目前肥胖及其并发症，如胰岛素抵抗，2型糖尿病，血脂异常，高血压和非酒精性脂肪性肝流行的主要因素之一是摄入过多高能量的食物^[15]。啮齿动物长期高脂饮食可引起血清游离脂肪酸升高，脂肪沉积增加，产生与人类类似的肥胖和代谢紊乱^[16]。本实验采用高脂饲料构建的肥胖大鼠体质量和空腹血糖浓度明显高于正常大鼠，提示肥胖大鼠可能存在胰岛素抵抗。

3.1 高脂膳食对大鼠腓肠肌PI3K/Akt信号通路和膜蛋白葡萄糖转运体4的影响骨骼肌是摄取葡萄糖的重要器官，对维持血糖稳态具有重要作用^[17]，而PI3K/Akt信号通路障碍与胰岛素抵抗的发生密切相关^[18]。Akt是PI3K下游的重要信号分子，其完全激活需要Thr308位点和Ser473位点的同时磷酸化，而Ser473位点是Akt激活的最关键部位^[19]。本实验发现肥胖大鼠腓肠肌pAkt-Ser473水平下降，但pPI3K-p85-Tyr458水平无明显变化，鉴于骨骼肌在维持全身血糖内稳态中的重要作用，提示肥胖大鼠血糖升高的机制可能部分与腓肠肌pAkt-Ser473水平下降有关。

刘伟等^[20]认为，16周高脂饲料喂养引起雄性SD大鼠骨骼肌葡萄糖转运体4蛋白表达明显降低。与刘伟等^[20]的研究不同，本实验发现肥胖大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4表达并无显著性变化，提示长期高脂膳食并没有显著影响膜蛋白葡萄糖转运体4的表达。由于此次实验采用的高脂饲料中脂肪供能比例为40%，而刘伟等^[20]的研究中采用的高脂饲料脂肪供能比例高达59%，因此脂肪供能比例的差异可能是导致本实验中长期高脂膳食未能明显影响腓肠肌

膜蛋白葡萄糖转运体4表达的原因之一。骨骼肌细胞膜葡萄糖转运体4的蛋白含量降低，提示葡萄糖转运体4的转位减少^[21]。Lee等^[22]研究表明，高脂膳食可以导致SD大鼠骨骼肌组织葡萄糖转运体4转位至细胞膜受阻，细胞膜葡萄糖转运体4的蛋白含量下降。有研究表明，葡萄糖转运体4的表达减少、转位受阻及含葡萄糖转运体4的囊泡不能与细胞膜融合或已融合但葡萄糖转运体4活性降低等因素均可导致骨骼肌葡萄糖摄取障碍^[23]。考虑到肥胖大鼠存在空腹血糖浓度明显升高，故推测肥胖大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4的表达虽无明显变化，但可能存在葡萄糖转运体4转位障碍和/或活性降低的情况。转位后葡萄糖转运体4的活性降低可能与p38MAPK有关，但目前对于p38MAPK的具体作用机制以及是否存在其他因子参与葡萄糖转运体4内在活性的调节还不甚清楚^[24]，有待进一步研究证实。此外，此次研究所使用的蛋白抽提试剂盒只能提取总膜蛋白，无法分离获得纯化的细胞内外膜蛋白，此局限性导致无法确定长期高脂膳食对腓肠肌葡萄糖转运体4转位的影响，这提示在今后的研究中需要进一步改进实验条件，以确定高脂膳食对葡萄糖转运体4转位和活性的影响。

3.2 运动对大鼠腓肠肌PI3K/Akt信号通路和膜蛋白葡萄糖转运体4的影响刘杰等^[25]认为运动可明显改善骨骼肌胰岛素抵抗，其机制可能与上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ及葡萄糖转运体4 mRNA的表达有关。Chibalin等^[26]认为游泳运动可增强Wistar大鼠胰岛素信号通路中胰岛素受体底物2、PI3K和Akt的活性，同时增加葡萄糖转运体4蛋白表达。

Bernard等^[6]认为，12周有氧耐力训练虽然没有改变SD大鼠骨骼肌Akt1/2蛋白含量及Akt的Ser473和Thr308位点的磷酸化水平，但增加了胰岛素刺激的PI3K和Akt2的活性及质膜葡萄糖转运体4的蛋白水平。上述研究结果的不一致可能与采用的动物模型、取材部位、检测信号分子的亚细胞定位、选测的磷酸化位点以及动物本身所处生理状态等不同有关。本实验发现，运动干预导致肥胖大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4的表达明显升高，但对普通膳食大鼠膜蛋白葡萄糖转运体4的表达无显著影响，提示运动干预引起肥胖大鼠膜蛋白葡萄糖转运体4的表达增加，并且这种表达的增加可能与Akt的激活有关，因为此次实验发现运动干预在引起肥胖大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4表达增加的同时明显上调了pAkt-Ser473水平。

3.3 高脂膳食对大鼠腓肠肌PI3K/Akt信号通路和核蛋白CREB的影响除了在其他胰岛素敏感性组织中发挥作用，CREB通路似乎在骨骼肌内也发挥着重要作用。Stewart等^[11]研究报道，在应答骨骼肌损伤的过程中CREB及其靶基因被激活，可以促进成肌细胞增殖。此外，CREB的活化促进肌肉萎缩症小鼠急性肌肉损伤后的细胞增殖和肌肉再生。然而，对于正常骨骼肌或存在胰岛素抵抗的骨骼肌来讲，CREB是否发挥作用目前尚不清楚。本实验检测到骨骼肌CREB的表达，证实CREB确实在骨骼肌发挥功能，同时发现肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB的表达明显降低。有些研究者认为Akt可能参与了CREB表达的调节。Huang 等^[27]发现，肿瘤抑制因子PTEN可以完全阻断Akt的磷酸化，并以剂量依赖的方式减少CREB的磷酸化。Phuong等^[12]和Pugazhenthi等^[28]课题组的研究均表明Akt可磷酸化并激活CREB。故推测本实验中肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB表达明显降低的原因可能与pAkt-Ser473水平下降有关。

3.4 运动对大鼠腓肠肌PI3K/Akt信号通路和核蛋白CREB的影响已知耐力运动可以通过增强过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α表达促进骨骼肌线粒体生物合成^[29]。而过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α可以与CREB结合^[30]，进而构成了CREB-过氧化物酶体增殖物激活受体辅激活因子1α途径。此外，最近有研究报道Akt与CREB-过氧化物酶体增殖物激活受体辅激活因子1α途径共同参与了骨骼肌胰岛素抵抗的形成^[31]。那么运动能否通过激活Akt影响骨骼肌核蛋白CREB表达，进而改善肥胖大鼠骨骼肌胰岛素抵抗并最终促进血糖降低？尚未见报道。

本实验发现，8周有氧耐力运动明显升高普通膳食大鼠和肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB表达，并与pAkt-Ser473的变化相一致。如果说长期耐力运动通过改善Akt-CREB信号通路改善了骨骼肌胰岛素抵抗，那么对于普通膳食大鼠而言，运动导致的Akt-CREB信号通路的改善又有何意义呢？另外Akt-CREB信号通路的改变是否涉及过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α的参与？这些问题的解决都需要更加深入的调查研究。

另外，Bruno等^[32]研究表明，剧烈运动期间释放的β-激动剂或儿茶酚胺，通过激活CREB的共激活因子CRTC2和CRTC3诱导CREB介导的转录程序；他们同时发现CRTC2过表达的小鼠肌纤维的横截面面积增加，肌内三酰甘油和糖原含量也增加；此外，诱导转基因小鼠CRTC2过表达后，最大运动能力增强。

本实验结果提示，肥胖大鼠腓肠肌出现PI3K/Akt信号通路障碍，但膜蛋白葡萄糖转运体4的表达没有显著变化；肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB水平降低的原因可能与pAkt-Ser473水平下降有关。此外，实验发现，运动干预在增加大鼠腓肠肌膜蛋白葡萄糖转运体4表达的同时上调了pAkt-Ser473水平；运动干预明显升高普通膳食大鼠和肥胖大鼠腓肠肌核蛋白CREB表达，并与pAkt-Ser473水平的变化相一致。因此，本实验首次提出，pAkt-Ser473水平的变化共同参与了高脂膳食和运动干预对腓肠肌葡萄糖转运体4和CREB表达的影响的假设，但是此假设的最终确认尚需很多的工作。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

高脂膳食和跑台运动构建模型大鼠腓肠肌葡萄糖转运体4和cAMP反应元件结合蛋白的变化

Effects of high-fat diet and treadmill exercise on glucose transporter 4 and cAMP response element binding protein in rat gastrocnemius muscle

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