长期锻炼作用下早期生长因子Egr-1介导骨骼肌细胞糖脂代谢模式变化及分泌以调控脂肪细胞脂质积累的机制研究

Long-term exercise can effectively improve the body's metabolic state and prevent the occurrence of chronic metabolic diseases. The metabolic patterns of skeletal muscle and adipose tissue alters significantly under long-term exercise through the cross-talking each other, but the mechanism is still unclear. Our previous study found that long-term exercise can increase the expression of a transcription factor early growth response factor (Egr-1). Further examination showed that specific knockout Egr-1 in skeletal muscle resulted in the abnormal metabolism patterns in skeletal muscle and increased lipid accumulation in adipose tissue. This project intends to explore how Egr-1 in muscle cells regulate the expression and secretion of skeletal muscle-specific genes, affecting the function of adipose tissue under long-term exercise. We will reveal the metabolic communication mechanism between skeletal muscle and adipose tissue under long-term exercise. Our study would make us to know how the excise effectively improves the body's metabolic capacity, and provide a new perspective for the prevention of chronic metabolic diseases.

长期锻炼能够有效改善机体代谢状态，预防慢性代谢疾病的发生。骨骼肌和脂肪组织在长期锻炼作用下代谢模式均发生显著性变化，并通过释放特定因子相互影响对方的生理功能。但骨骼肌代谢模式的改变以及影响脂肪组织功能的作用机制尚不明确。我们前期研究发现长期锻炼作用可导致转录因子早期生长反应因子Egr-1表达水平增加；骨骼肌细胞特异性敲除Egr-1小鼠的肌肉代谢模式异常，同时外周脂肪组织的脂质积累增加。因此我们认为在长期锻炼作用下Egr-1对骨骼肌代谢和与脂肪组织的相互交流发挥着重要的作用。本项目拟利用骨骼肌细胞特异性敲除Egr-1小鼠模型，探讨长期锻炼作用下，骨骼肌细胞Egr-1通过调控代谢相关基因或特定因子的表达和分泌，影响脂肪细胞脂质积累的作用方式及分子机制，揭示长期锻炼作用下肌肉细胞与脂肪组织细胞的代谢交流机制。为通过锻炼有效改善机体的代谢能力，预防慢性代谢疾病提供一个新的角度。

长期运动可以有效改善全身代谢状态，预防代谢疾病的发生。而遗传或环境因素会干扰全身对运动训练的适应反应。研究表明，骨骼肌对运动训练具有显著的适应性和重构能力。在本文中，我们通过基因敲除工具小鼠，探索了Egr-1，一种在慢速肌纤维中富集的早期反应转录因子，在耐力运动训练下参与调节骨骼肌-脂肪组织之间的代谢过程。骨骼肌中Egr-1缺乏可增加骨骼肌质量，减少脂肪组织质量，提高胰岛素敏感性。骨骼肌特异性缺失Egr-1促进肌发生基因表达。此外，一些肌肉细胞分泌的细胞因子(Fgf21、Humanin、Gdf15和IL6)在Egr-1 mKO小鼠中显著高表达，并通过血清代谢组学鉴定出许多与野生型组不同的代谢物。此外，骨骼肌中Egr-1的缺失会损害耐力运动训练对骨骼肌质量发育的反应和脂肪组织质量的减少，这表明肌肉Egr-1在耐力运动训练中起着中介作用。这项工作有助于我们了解耐力运动训练下骨骼肌-脂肪组织之间相互作用的代谢适应过程，并为一些代谢性疾病的预防提供一个新的视角。