肌肉因子白介素-15在运动减轻肥胖中的作用及机制

Obesity has been considered as a real disease which is a complex disorder of appetite regulation and energy metabolism. Appropriate exercise is the most positive and effective methods of obesity prevention. In preliminary work, we found treadmill running promoted the interleukin-15 (IL-15) expression and synthesis in skeletal muscle in high fat induced obese rats. In present project, we observe the change of skeletal muscle endogenous IL-15 expression, synthesis and secretion during exercise in vivo and in vitro obese model, investigate the alteration of body fat percentage, adipose cell differentiation and lipid deposition and decomposition during exercise in vivo and in vitro IL-15 knockout model and test whether the effect of exercise on weight loss is mediated by IL-15. In addition, we aim the change of IL-15 expression and activity in primary cultured skeletal muscle cells and elucidate the mechanisms of exercise. On the basis of the above study, we want to demonstrate that the weight loss induced by exercise is mediated by promotion IL-15 secretion in skeletal muscle, explore the molecular mechanisms of exercise, and provide direct theoretical basis for the effect of exercise on weight loss.

肥胖是由特定的生化因子引起的一系列进食调控和能量代谢紊乱的疾病，适当的运动是肥胖防治最积极有效的方法。在前期工作观察到运动促进肥胖大鼠骨骼肌白介素-15（interleukin,IL-15）表达和合成的基础上，本项目拟于在体和离体鼠的肥胖模型上，观察运动对骨骼肌内源性IL-15的表达、合成及分泌的影响；于在体和离体IL-15敲除鼠的模型上，以体脂百分数、脂肪细胞的分化、脂质的沉积和分解为指标，观察运动减轻肥胖的作用是否由IL-15所介导；以原代培养的骨骼肌细胞IL-15的表达和活性为指标，观察运动调节IL-15表达的作用机制，以论证运动通过促进骨骼肌内源性IL-15的分泌减轻肥胖的假说，探讨运动作用的分子机制，为运动减轻肥胖提供直接的理论依据。

肥胖是人体摄入的过剩能量转化为脂肪并积聚在体内的一种状态，适当的运动是肥胖防治最积极有效的方法。骨骼肌分泌的白介素-15（interleukin, IL-15）有强大的抑制肥胖的效应。本项目在12周高脂饮食喂养诱导的肥胖大鼠模型上，进行8周的中等强度跑台运动后发现与安静肥胖大鼠相比，运动组肥胖大鼠体重、体脂含量显著下降，比目鱼肌和腓肠肌中IL-15的mRNA表达显著上调，IL-15放免活性显著升高；外周循环血中IL-15的放免活性显著升高，结果提示运动可以促进骨骼肌IL-15的表达、合成和分泌（Endocrine. 2013; 43(3): 579-85）。此外，我们还发现运动组肥胖大鼠血糖、血胰岛素水平下降，骨骼肌胰岛素敏感性增强，骨骼肌内质网应激被抑制，在体外孵育的肌肉条发现，IL-15能直接抑制衣霉素和二硫苏糖醇诱导的骨骼肌内质网应激的发生，结果提示运动增加的IL-15的表达有可能通过抑制骨骼肌内质网应激改善胰岛素抵抗的发生（该部分结果已投出，正在修稿）。在项目进行过程中还关注了运动对肌肉生长抑制素在肥胖大鼠骨骼肌中表达的影响（中国运动医学杂志已录用），并对骨骼肌新的肌肉因子irisin（生理科学进展，2013；44（2）：111-114）及肌联素（生理科学进展已录用）进行了综述。