脂滴与线粒体相互作用在运动调节骨骼肌脂代谢中的作用机制

机体脂代谢异常与高脂血症、胰岛素抵抗及2型糖尿病等代谢疾病密切相关。脂滴与线粒体相互作用是重要的细胞事件，与脂代谢调控密切相关。本研究以骨骼肌内脂滴表面参与膜转运的相关蛋白SNAP23和Caveolin-3（以下为相关蛋白）为中心，在正常脂负荷和高脂负荷两个状态以及在体（in vivo）长时间有氧运动训练和离体（in vitro）培养骨骼肌细胞电刺激模拟收缩两种方式，分别采用Western blot、免疫荧光和电子显微镜等方法观察相关蛋白的表达活性及在脂滴与线粒体的分布；同时以基因表达调控技术改变相关蛋白表达水平，采用激光共聚焦三维重构等方法观察脂滴与线粒体相互作用状态，研究有氧运动对骨骼肌脂滴与线粒体相互作用的影响及其在改善骨骼肌脂代谢和逆转脂质代谢紊乱中的作用，进一步阐明细胞能量代谢（脂代谢）调控的分子机制，为进一步研究其在运动防治2型糖尿病等代谢疾病中的机理提供实验依据。

机体脂代谢异常与高脂血症、胰岛素抵抗及2型糖尿病等代谢疾病密切相关。脂滴是细胞内中性脂贮存的场所，越来越多的研究表明脂滴通过与线粒体相互作用，在脂代谢和维持能量平衡中发挥着重要作用。本研究在正常脂负荷和高脂负荷两个状态下，成功建立了中等强度有氧运动的动物和细胞模型。采用透射电镜技术从形态学上观察到骨骼肌脂滴与线粒体相互作用的情况。我们的结果表明，脂滴与线粒体之间存在着空间上的相互作用，这种相互作用提示脂滴在骨骼肌中积极参与了脂代谢的过程。在正常脂负荷和高脂负荷两个状态下，有氧运动对小鼠骨骼肌脂滴相关蛋白Caveolin-3蛋白含量升高具有促进作用；有氧运动和高脂负荷分别对小鼠骨骼肌脂滴相关蛋白OXPAT蛋白含量升高具有促进作用；在高脂负荷状态下，有氧运动对小鼠骨骼肌脂滴相关蛋白ATGL蛋白含量升高具有促进作用；提示骨骼肌脂滴相关蛋白Caveolin-3、OXPAT、ATGL参与有氧运动对骨骼肌脂代谢的调节。有氧运动对小鼠骨骼肌甘油三酯含量升高具有促进作用。高脂负荷可以促进小鼠体重的升高，而有氧运动可以起到抑制因高脂负荷引起体重升高的作用。高脂负荷可以促进小鼠脂体比的升高，而有氧运动可以起到抑制因高脂负荷引起脂体比升高的作用。高脂负荷可以促进小鼠血糖含量升高。高脂负荷可以促进小鼠血液中胰岛素的含量升高。高脂负荷胰可以促进岛素抵抗指数升高。本研究进一步阐明了细胞能量代谢（脂代谢）调控的分子机制，为进一步研究有氧运动在运动防治2型糖尿病等代谢疾病中的机理提供实验依据。