有氧和抗阻运动干预2型糖尿病模型大鼠周围神经内质网应激相关蛋白的表达

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.3075

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (11): 1693-1698.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.3075

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有氧和抗阻运动干预2型糖尿病模型大鼠周围神经内质网应激相关蛋白的表达

税晓平1，2，3，李春莹4，曹艳霞1，苏全生3

1四川中医药高等专科学校，四川省绵阳市 621000；2绵阳市骨科医院，四川省绵阳市 621000；3成都体育学院运动医学与健康学院，四川省成都市 610041；4绵阳市中医医院，四川省绵阳市 621000

收稿日期:2020-06-17 修回日期:2020-06-20 接受日期:2020-07-11 出版日期:2021-04-18 发布日期:2020-12-21
通讯作者: 税晓平，博士，副教授，四川中医药高等专科学校，四川省绵阳市 621000；绵阳市骨科医院，四川省绵阳市 621000；成都体育学院运动医学与健康学院，四川省成都市 610041
作者简介:税晓平，男，1984年生，四川省射洪市人，汉族，2019年成都体育学院毕业，博士，副教授，主要从事运动损伤防治与健康促进方向研究、骨与关节系统疾病临床康复治疗与基础理论研究。
基金资助:
四川省教育厅2017年自然科学类一般项目(17ZB0397)，项目负责人：税晓平

Effects of aerobic and resistance exercises on endoplasmic reticulum stress-related proteins in diabetic peripheral neuropathy rats

Shui Xiaoping1, 2, 3, Li Chunying4, Cao Yanxia1, Su Quansheng3

1Sichaun College of Traditional Chinese Medicine, Mianyang 621000, Sichuan Province, China; 2Mianyang Osteological Hospital, Mianyang 621000, Sichuan Province, China; 3College of Sports Medicine and Health, Chengdu Sport University, Chengdu 610041, Sichuan Province, China; 4Mianyang Hospital of Traditional Chinese Medicine, Mianyang 621000, Sichuan Province, China

Received:2020-06-17 Revised:2020-06-20 Accepted:2020-07-11 Online:2021-04-18 Published:2020-12-21
Contact: Shui Xiaoping, Sichaun College of Traditional Chinese Medicine, Mianyang 621000, Sichuan Province, China; Mianyang Osteological Hospital, Mianyang 621000, Sichuan Province, China; College of Sports Medicine and Health, Chengdu Sport University, Chengdu 610041, Sichuan Province, China
About author:Shui Xiaoping, MD, Associate professor, Sichaun College of Traditional Chinese Medicine, Mianyang 621000, Sichuan Province, China; Mianyang Osteological Hospital, Mianyang 621000, Sichuan Province, China; College of Sports Medicine and Health, Chengdu Sport University, Chengdu 610041, Sichuan Province, China
Supported by:
the Natural Science General Project of Sichuan Provincial Education Department in 2017, No. 17ZB0397 (to SXP)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
糖尿病周围神经病变：周围神经病变是糖尿病最常见的并发症之一，临床表现为双侧肢体远端对称性麻木和疼痛，运动和感觉神经传导速度下降，痛阈下降。
内质网应激：内质网对各种刺激极为敏感，氧化应激、葡萄糖缺乏和缺氧等刺激将会引起内质网应激。过度的内质网应激将通过PERK/ eIF-2a / CHOP途径、IRE-1/JNK途径和Caspase-12途径介导细胞凋亡。Grp78是内质网应激的标志性蛋白，Chop是PERK信号通路中重要的促凋亡蛋白，Caspase-12是内质网应激介导凋亡途径中的特异蛋白。

背景：研究提示内质网应激参与了糖尿病周围神经病变过程，改善内质网应激状态可减轻糖尿病周围神经病变程度。而运动是否对糖尿病周围神经中内质网应激有积极干预作用，目前少见文献报道。
目的：观察有氧和抗阻运动对2型糖尿病大鼠坐骨神经中内质网应激信号通路关键蛋白Grp78、Chop及Caspase-12表达的影响。
方法：60只SD雄性大鼠分为普通饲料喂养组(n=24)和糖尿病造模组(n=36)。糖尿病造模组采用高脂高糖饲料喂养8周+链脲佐菌素注射建立2型糖尿病大鼠模型。造模结束后，对照组随机分为安静对照组、有氧运动组、抗阻运动组；糖尿病模型大鼠随机分为糖尿病安静组、糖尿病有氧运动组和糖尿病抗阻运动组。各运动组分别进行8周有氧和抗阻运动，各安静组不进行运动干预。8周运动结束后测试各组大鼠空腹血糖、胰岛素、计算稳态胰岛素抵抗指数、测试机械痛阈和热痛阈；透射电镜观察坐骨神经超微结构变化；Western blot检测坐骨神经中Grp78、Chop及Caspase-12的表达。实验方案经成都体育学院动物实验伦理委员会批准(备案批准号为2018024A)。
结果与结论：①8周运动结束后，与安静对照组比较，糖尿病各组大鼠空腹血糖和稳态胰岛素抵抗指数显著升高(P < 0.01)；与糖尿病安静组比较，2个糖尿病运动组大鼠的空腹血糖与稳态胰岛素抵抗指数均显著降低(P < 0.01)，糖尿病抗阻运动组空腹血糖显著低于糖尿病有氧运动组(P < 0.05)；②与安静对照组比较，糖尿病各组大鼠坐骨神经结构表现为髓鞘排列紊乱疏松，板层分离和皱缩等典型脱髓鞘改变；与糖尿病安静组比较，2个糖尿病运动组大鼠坐骨神经髓鞘结构较紧密，板层分离程度减轻；③与安静对照组比较，糖尿病安静组和糖尿病抗阻运动组中的机械痛阈与热痛阈均出现显著降低(P < 0.01)，糖尿病有氧运动组大鼠热痛阈显著高于糖尿病抗阻运动组(P < 0.05)；④与安静对照组比较，糖尿病安静组Grp78、Chop及Caspase-12蛋白表达均明显增加(P < 0.01)；与糖尿病安静组比较，糖尿病有氧运动组Grp78、Chop和Caspase-12蛋白表达明显降低(P < 0.01；P < 0.05)，糖尿病抗阻运动组Grp78和Caspase-12蛋白表达明显高于糖尿病有氧运动组(P < 0.05)；⑤结果说明，糖尿病大鼠周围神经中出现内质网应激，导致周围神经出现脱髓鞘改变，机械痛阈和热痛阈下降。有氧和抗阻运动均能降低糖尿病大鼠周围神经中的内质网应激，改善神经结构和功能，且有氧运动改善内质网应激的作用优于抗阻运动。
https://orcid.org/0000-0002-9106-0919 (税晓平)

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

关键词: 糖尿病周围神经病, 有氧运动, 抗阻运动, 内质网应激, 模型, 鼠

Abstract: BACKGROUND: Studies have suggested that endoplasmic reticulum stress is involved in the process of diabetic peripheral neuropathy, and improving the state of endoplasmic reticulum stress can reduce the degree of diabetic peripheral neuropathy. Whether exercise has a positive effect on endoplasmic reticulum stress in diabetic peripheral nerves is rarely documented.
OBJECTIVE: To observe the effects of aerobic and resistance exercise on the expression of Grp78, Chop and Caspase-12 in the endoplasmic reticulum stress signal pathway in the sciatic nerve of type 2 diabetic mellitus (T2DM) rats.
METHODS: Sixty Sprague-Dawley male rats were divided into normal control group (normal diet, n=24) and T2DM model group (n=36). Rats in the T2DM model group were fed with high-fat and high-sugar diet for 8 weeks to establish T2DM models. Rats in the normal control group were randomly subdivided into quiet control group, aerobic exercise group and resistance exercise group, while those in the T2DM model group were randomized into quiet T2DM group, T2DM aerobic exercise group, and T2DM resistance exercise group. Aerobic and resistance exercises in corresponding groups lasted for 8 weeks. After 8 weeks exercise, fasting blood glucose, insulin level, insulin resistance index, mechanical withdrawal threshold (MWT) and thermal withdrawal latency (TWL) were measured. The structural changes of the sciatic nerve were observed by transmission electron microscope. The expression levels of Grp78, Chop and Caspase-12 in the sciatic nerve were detected by western blot. An ethic approval was obtained from the Animal Experimental Ethics Committee of Chengdu Sport University (approval No. 2018024A).
RESULTS AND CONCLUSION: After 8 weeks of exercise, compared with the quiet control group, fasting blood glucose and HOMA-IRI in all T2DM rats increased significantly (P < 0.01). Compared with the quiet T2DM group, fasting blood glucose and insulin resistance index in the two T2DM exercise groups were significantly reduced (P < 0.01), while fasting blood glucose in the T2DM resistance exercise group was significantly lower than that of T2DM aerobic exercise group (P < 0.05). Compared with the quiet control group, the structure of the sciatic nerve in all T2DM rats showed typical demyelination changes, including disordered and loose myelin sheath arrangement, lamellar separation and shrinkage. Compared with the quiet T2DM group, the two T2DM groups had tighter myelin structure of the sciatic nerve and milder lamellar separation. Compared with the quiet control group, the MWT and TWL in the quiet T2DM group and T2DM resistance exercise group declined significantly (P < 0.01), whereas the TWL in the T2DM aerobic exercise group was significantly higher than that in the T2DM resistance exercise group (P < 0.05). Compared with the quiet control group, the expression of Grp78, Chop, and Caspase-12 in the quiet T2DM group was significantly increased (P < 0.01). Compared with the quiet T2DM group, the expression of Grp78, Chop, and Caspase-12 in the T2DM aerobic exercise group was significantly decreased (P < 0.01; P < 0.05). The expression of Grp78 and Caspase-12 in the T2DM resistance exercise group was significantly higher than that in the T2DM aerobic exercise group (P < 0.05). To conclude, endoplasmic reticulum stress in the peripheral nerve of diabetic rats results in demyelination of peripheral nerve and decrease of MWT and TWL in diabetic rats. Both aerobic exercise and resistance exercise can reduce the endoplasmic reticulum stress in the peripheral nerve of diabetic rats, and improve the structure and function of the sciatic nerve. Moreover, the effect of aerobic exercise on the endoplasmic reticulum stress is better than that of resistance exercise.

Key words: diabetic peripheral neuropathy">, aerobic exercise">, resistance exercise">, endoplasmic reticulum stress">, model">, " id="__kindeditor_bookmark_end_193__"> rat

中图分类号:

税晓平, 李春莹, 曹艳霞, 苏全生. 有氧和抗阻运动干预2型糖尿病模型大鼠周围神经内质网应激相关蛋白的表达[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(11): 1693-1698.

Shui Xiaoping, Li Chunying, Cao Yanxia, Su Quansheng. Effects of aerobic and resistance exercises on endoplasmic reticulum stress-related proteins in diabetic peripheral neuropathy rats[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(11): 1693-1698.

图/表（结果） 6

2.1 一般情况实验期间，因糖尿病导致部分大鼠死亡及足底损伤影响痛阈测试，最终各组纳入7只样本统计。
2.2 运动干预8周后各组血糖和胰岛素抵抗情况见表1。与安静对照组比，糖尿病各组(糖尿病安静组、糖尿病有氧运动组和糖尿病抗阻运动组)大鼠空腹血糖和胰岛素抵抗指数明显升高(P < 0.01)，呈典型的2型糖尿病表现；与糖尿病安静组比，糖尿病有氧运动组和糖尿病抗阻运动组血糖和胰岛素抵抗指数明显降低(P < 0.01)，其中糖尿病抗阻运动组的血糖明显低于糖尿病有氧运动组(P < 0.05)。

2.3 坐骨神经超微结构改变电镜结果见图1。安静对照组、有氧运动组和抗阻运动组坐骨神经纤维髓鞘均匀、致密有序、结构完整规则，形态无扭曲变形。糖尿病安静组髓鞘形态明显严重扭曲变形，有大量的空泡和裂隙，板层分离松散，呈典型的脱髓鞘病变。糖尿病有氧运动组和糖尿病抗阻运动组髓鞘形态明显较糖尿病安静组改善，空泡和裂隙明显减少，板层结构较致密，排列较规则，板层分离明显减轻，脱髓鞘病变明显改善。

2.4 运动干预后各组痛阈变化情况见表2，图2。8周糖尿病病程使糖尿病大鼠的机械痛阈和热痛阈均下降。与安静对照组比，糖尿病安静组、糖尿病有氧运动组和糖尿病抗阻运动组大鼠机械痛阈明显下降(P < 0.01；P < 0.05)；糖尿病有氧运动组和糖尿病抗阻运动组机械痛阈明显高于糖尿病安静组(P < 0.01)。与安静对照组比，糖尿病安静组和糖尿病抗阻运动组大鼠热痛阈明显下降(P < 0.01；P < 0.05)；糖尿病有氧运动组热痛阈明显高于糖尿病安静组和糖尿病抗阻运动组(P < 0.01；P < 0.05)。

2.5 各组大鼠坐骨神经Grp78、Chop及Caspase-12蛋白表达比较 Western blot结果见表3，图3。与安静对照组比较，有氧运动组和抗阻运动组的Grp78蛋白表达明显增加(P < 0.01)，Chop及Caspase-12蛋白表达均未见明显变化。与安静对照组比较，糖尿病安静组Grp78、Chop及Caspase-12蛋白表达均明显增加(P < 0.01)；糖尿病有氧运动组Grp78蛋白表达明显增加(P < 0.05)，Chop及Caspase-12蛋白表达均未见明显变化；糖尿病抗阻运动组的Grp78及Caspase-12蛋白表达均明显增加(P < 0.01)，Chop蛋白表达略增加，差异无显著性意义。与糖尿病安静组比较，糖尿病有氧运动组Grp78、Chop和Caspase-12蛋白表达明显降低(P < 0.05，P < 0.01)；糖尿病抗阻运动组Grp78、Chop及Caspase-12蛋白表达出现下降，其中Chop蛋白表达的下降差异有显著性意义(P < 0.05)。与糖尿病有氧运动组比较，糖尿病抗阻运动组Grp78和Caspase-12蛋白表达明显高于糖尿病有氧运动组(P < 0.05)。

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引言

材料方法

1.1 设计按照体质量均衡原则、随机对照动物实验。
1.2 时间及地点实验于2016年4月至2018年12月期间在成都体育学院和四川大学华西医院完成；透射电镜实验和Western blot均在四川大学华西医院进行。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 SPF级龄SD雄性大鼠60只，体质量160-180 g，由成都达硕公司提供，生产许可证号：SCXK(川) 2015-030。
1.3.2 主要仪器和试剂 ⅡTC2390型Electric Von Frey电子测痛仪(美国ⅡTC LIFE SCIENCE 公司)；PL-200型热刺痛仪(成都泰盟)；抗Grp78抗体(货号ER40402)、抗Caspase-12抗体(货号RT1095)(Huabio公司)；抗CHOP mouse Mab抗体(货号2895T，CST公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 大鼠2型糖尿病模型造模与实验分组 6周SPF级龄SD雄性大鼠60只，适应性喂养1周后，按照体质量均衡原则分为普通饲料喂养组(n=24)和糖尿病造模组(n=36)。普通饲料喂养组采用普通饲料喂养，糖尿病造模组采用高脂高糖饲料喂养8周，按团队前期造模方案进行2型糖尿病大鼠造模，共成模26只[1]。造模后，普通饲料喂养组再次随机分为安静对照组(n=8)、有氧运动组(n=8)、抗阻运动组(n=8)；糖尿病造模组大鼠再次随机分为糖尿病安静组(n=8)、糖尿病有氧运动组(n=9)和糖尿病抗阻运动组(n=9)。再次分组后，安静对照组、有氧运动组和抗阻运动组大鼠继续普通饲料喂养；糖尿病安静组、糖尿病有氧运动组和糖尿病抗阻运动组继续高脂高糖饲料喂养。

1.4.2 运动方案有氧运动组和糖尿病有氧运动组运动方案为跑台运动，抗阻运动组和糖尿病抗阻运动组运动方案为尾部负重爬梯训练[1]。每周运动5 d，共8周。
1.4.3 基础指标测试实验期间观察大鼠一般情况，8周运动后禁食12 h，取血测试空腹血糖和胰岛素，按公式胰岛素抵抗指数=[空腹血糖(mmol/L)×胰岛素(mU/L)/22.5]，计算胰岛素抵抗指数。
1.4.4 痛阈测试主要测试机械痛阈和热痛阈。8周运动后24 h，采用电子Electric Von Frey电子测痛仪(型号：ⅡTC2390)测定机械痛阈。测试时，先在左右足底中后1/3中间处用记号笔标记测试区域[3]，标记完成后，将大鼠置于有金属筛网的专用测试平台内，让大鼠安静15-30 min。在大鼠适应环境完全安静后，手持测痛仪缓慢垂直刺激大鼠足底测试区域，当大鼠出现逃避动作，此时记录仪器将自动记录刺激的强度(g)为机械痛阈。双足轮流检测，每足检测5次，每次检测间隔5 min，分别取每足的平均值代表该足的机械痛阈，取两足的平均值代表该鼠的机械痛阈。采用热刺痛仪(PL-200)测定热痛阈。按照机械痛阈测试步骤进行大鼠测试部位标记并将其置于测试笼内使其安静。测试时将刺激的光照强度设定为50%强度，热痛仪强光自动切断时间设定为15 s，避免长时间热刺激导致足部组织损伤，大鼠出现逃避动作时测试仪自动记录的刺激持续时间(s)为热痛阈。双足轮流检测，每足各检测3次，每次检测各间隔5 min，取3次测试值的平均值代表该足的热痛阈，取两足的平均值代表该鼠的热痛阈。
1.4.5 取材 8周运动结束后72 h，麻醉大鼠后取左侧坐骨神经，用于透射电镜观察，右侧坐骨神经迅速放入液氮速冻，用于Western blot检测。
1.4.6 Western blot方法检测Grp78、Chop及Caspase-12的表达取冻存组织剪碎，提取总蛋白，将蛋白样品调至等浓度后，依次进行上样电泳、转膜和封闭，加入Grp78、Chop 和Caspase-12 一抗孵育抗体，再加入相应二抗；采用发光法显影和定影，得到Western blot条带。使用Image J 1.50i图像软件分析条带的灰度值；目的蛋白Grp78、Chop及Caspase-12的灰度值与内参蛋白GAPDH灰度值的比值为目的蛋白的相对表达量。
1.5 主要观察指标 ①运动干预8周后各组大鼠血糖和胰岛素抵抗情况；②大鼠坐骨神经超微结构改变；③大鼠痛阈变化；④大鼠坐骨神经Grp78、Chop及Caspase-12蛋白表达。
1.6 统计学分析数据使用x±s表示。使用Graphpad Prism8进行处理和SPSS 25.0版统计软件分析。组间比较采用单因素方差分析；方差齐性时用LSD方法进行各组均值多重比较，方差不齐时采用Tambane，S T2法进行两两比较。显著性差异标准P < 0.05，非常显著性P < 0.01。

讨论

3.1 不同运动对糖尿病大鼠血糖及胰岛素抵抗的影响作者团队前期研究成果已经显示，利用8周高脂高糖饲养配合小剂量链脲佐菌素注射可成功诱导2型糖尿病动物模型，成模率高[1]。高血糖状态和胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要表现。此次研究的数据显示，8周糖尿病病程的各组大鼠的血糖和胰岛素抵抗指数均明显升高，符合2型糖尿病动物模型要求。运动能够有效调控血糖和胰岛素抵抗，是糖尿病防治的重要手段之一，研究结果和相关文献报道一致[4]，有氧和抗阻运动均能够有效改善糖尿病的胰岛素抵抗，降低糖尿病大鼠的血糖，其中抗阻运动能更好改善血糖。
3.2 不同运动对糖尿病大鼠坐骨神经超微结构和疼痛功能的影响此次研究显示，糖尿病8周后，糖尿病大鼠的坐骨神经出现结构变化。电镜观察发现糖尿病大鼠的坐骨神经髓鞘板层出现分离，排列紊乱，大鼠的机械痛阈和热痛阈下降。而有氧和抗阻运动均能够有效改善糖尿病大鼠的坐骨神经结构，表现为板层出现分离减轻，髓鞘排列更加紧密；这可能和两种运动均能够提高促进髓鞘形成和压实髓鞘碱性蛋白和髓鞘相关糖蛋白有关[1]。
神经结构的改善也促使功能改变，此次研究显示，糖尿病大鼠的机械痛阈和热痛阈均明显降低，而有氧运动均能有效提升糖尿病大鼠机械痛阈和热痛阈。临床和动物研究均证实，有氧运动能够有效改善糖尿病人群或动物的痛觉过敏，提高痛阈[5]，其相关机制包括有氧运动能够提高糖尿病大鼠坐骨神经中Hsp72和脑源性神经营养因子的表达[6-7]，抑制糖尿病大鼠周围神经中的炎症信号通路有关[8]。而最新研究发现游泳运动可以通过提高坐骨神经中微核糖核酸96(MIR-96)的表达水平，进而降低神经中电压门控钠离子通道蛋白NAV1.3的表达，对糖尿病导致的大鼠热痛觉过敏起到保护作用[9]。
近年来，人们开始关注抗阻运动在糖尿病周围神经病变中的相关作用，但有关抗阻运动对糖尿病人群或大鼠周围神经疼痛的干预作用的文献报道较少，且具有一定争议。临床研究发现，有氧和抗阻联合运动治疗可改善神经系统症状，减缓糖尿病周围神经病变患者的疼痛程度和改善综合功能[10-11]。最新研究结果显示，有氧和抗阻运动均能够改善糖尿病患者四肢的疼痛症状，但对麻木症状未见明显影响，其机制可能是2种运动均能有效降低血糖，减轻全身炎症状况，但两种运动在改善疼痛的比较上未见差异[12]。有研究认为抗阻运动虽然能够防止神经损伤后的肌肉萎缩，但并不能改善疼痛反而导致疼痛增加[13]。ANTUNES等[14]的研究也认为抗阻运动并不能改善慢性压迫性坐骨神经损伤大鼠的机械痛阈。GALDINO等[15]研究认为大强度的抗阻运动能提高动物的痛阈，这种镇痛是一种短时效益，其机制可能与大强度运动促进内源性大麻素的分泌有关[16]。此次研究显示有氧运动能够有效缓解糖尿病大鼠的机械痛阈和热痛阈，这和相关研究报道结果一致[7，9]，而抗阻运动仅能够缓解糖尿病大鼠的机械痛阈，不能改善糖尿病大鼠热痛阈，且有氧运动改善热痛阈的效果明显优于抗阻运动。推测抗阻运动对神经损伤后疼痛干预的效果可能受运动强度和疾病模型有关，需进一步研究。综合分析研究结果，两种运动均能改善糖尿病大鼠的疼痛症状，且有氧运动的效果优于抗阻运动。
3.3 不同运动对糖尿病大鼠坐骨神经内质网应激相关蛋白Grp78、Chop及Caspase-12表达的影响近年来，内质网应激(ERS)介导细胞凋亡途径参与糖尿病周围神经病的病变过程已经逐渐被证实，在内质网应激信号通路中，Grp78在维持内质网正常功能中起重要作用，被广泛认为是内质网应激的标志性蛋白。内质网应激通过PERK/ eIF-2a / Chop途径、IRE-1/JNK途径和Caspase-12途径启动由内质网应激所介导的细胞凋亡，其中 Chop是内质网应激诱导凋亡中PERK信号通路中至关重要的促凋亡分子，Caspase-12是内质网应激介导凋亡中的特异分子[17]。谢映红等[18]研究发现血糖升高后4周，糖尿病大鼠坐骨神经Grp78升高，并在12周时达到顶峰，同时坐骨神经出现结构上的明显变化。朴林元等[19]研究发现糖尿病大鼠坐骨神经中内质网应激介导的细胞凋亡途径被激活，表现为坐骨神经中的Grp78和Caspase-12的mRNA表达均显著高于正常大鼠。张亮等[20]研究也发现，糖尿病周围神经病变大鼠坐骨神经中的内质网应激蛋白Chop和促凋亡蛋白Caspase-12表达明显升高。最新研究显示，Chop基因在2型糖尿病周围神经病变患者的外周血细胞中的表达明显升高[21]。此次研究结果显示，糖尿病大鼠坐骨神经中Grp78、Chop和 Caspase-12蛋白表达明显增加，进一步证实了内质网应激参与了糖尿病周围神经病变过程。
研究显示，降低糖尿病周围神经病变大鼠内质网应激，可改善糖尿病周围神经病变大鼠周围神经结构和功能。PAN等[22]研究发现针灸可以降低糖尿病周围神经病变大鼠周围神经内质网应激，Grp78和 Caspase-12蛋白表达降低，细胞凋亡率下降，大鼠坐骨神经的髓鞘结构、神经传导速度和热痛阈均明显改善。李潇等[23]研究发现，中药糖络宁通过降低糖尿病周围神经病变大鼠坐骨神经中Grp78、IRE1ɑ、XBP-1和Chop等蛋白的表达，抑制IRE1ɑ-XBP-1-Chop信号通路导致的细胞凋亡，改善糖尿病周围神经病变大鼠坐骨神经髓鞘结构、提高神经传导速度和热痛阈。Yao等[2]研究发现鞘内注射IRE1ɑ siRNA后，糖尿病周围神经病变大鼠坐骨神经中内质网应激降低，Chop和Caspase-12蛋白明显下降，细胞凋亡程度减轻，坐骨神经髓鞘结构和神经传速度明显改善。
运动能够调整糖尿病大鼠各组织的内质网应激状态，对改善相应器官功能起积极作用。CHEANG等[24]研究显示，运动能够通过改善糖尿病小鼠血管内皮细胞的内质网应激状态，促进糖尿病小鼠血管功能恢复。研究显示，运动可以通过激活STAT3信号通路，减轻内质网应激导致的糖尿病患者或动物的β细胞凋亡程度[25]。ZHANG等[26]研究显示，游泳运动能够降低糖尿病小鼠骨骼肌中p-PERK, p-IRE1α 和Caspase-12蛋白表达，降低骨骼肌中的内质网应激，提高糖耐受能力，降低血糖，但运动对糖尿病周围神经中内质网应激影响的相关研究未见文献报道。
此次实验重点观察不同运动对糖尿病大鼠周围神经中内质网应激相关蛋白的影响，结果显示，实验中的糖尿病大鼠周围神经中出现内质网应激，表现为糖尿病大鼠坐骨神经中的Grp78蛋白表达明显增加，内质网应激介导细胞凋亡信号通路中的关节蛋白Chop和Caspase-12蛋白表达也明显增加，坐骨神经出现脱髓鞘改变，神经传导速度、机械痛阈和热痛阈明显下降，这与相关研究报道一致[18，20，23]。此次研究结果显示，与糖尿病安静组比较，糖尿病有氧运动组大鼠中的Grp78、Chop和Caspase-12蛋白表达均降低，提示有氧运动能够有效降低糖尿病周围神经病变大鼠的坐骨神经中Grp78蛋白表达，进而减少促凋亡蛋白Chop和Caspase-12蛋白表达，降低内质网应激状态，改善神经结构和功能。与糖尿病安静组比较，糖尿病抗阻运动组Grp78和Caspase-12蛋白表达出现下降趋势，Chop蛋白表达明显降低，提示抗阻运动也具有一定减轻内质网应激的作用；但糖尿病抗阻运动组的Grp78蛋白和Caspase-12蛋白明显高于糖尿病有氧运动组，结果提示有氧运动比抗阻运动能更好改善糖尿病大鼠周围神经中的内质网应激，这可能是有氧运动能更好改善糖尿病大鼠痛阈的机制之一。此次实验主要观察内质网应激介导细胞凋亡的核心蛋白的表达，在后续研究中应进一步对PERK/ eIF-2a / Chop信号通路、IRE-1/JNK信号通路和Caspase-12信号通路等进行深入研究。
结论：综上所述，内质网应激参与了糖尿病周围神经病变的发展，导致周围神经结构出现脱髓鞘改变，出现痛阈下降。有氧和抗阻运动均能减轻糖尿病大鼠周围神经中的内质网应激，促进周围神经结构修复和提高痛阈，且有氧运动改善内质网应激的效果优于抗阻运动，能更好改善糖尿病大鼠周围神经病变引起的疼痛。
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

有氧和抗阻运动干预2型糖尿病模型大鼠周围神经内质网应激相关蛋白的表达

Effects of aerobic and resistance exercises on endoplasmic reticulum stress-related proteins in diabetic peripheral neuropathy rats

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