耐力訓(xùn)練誘導(dǎo)的肥胖大鼠Irisin抑制脂肪組織FTO表達(dá)

王漫卓，蘇 文，劉艷環(huán)，馬國(guó)棟

耐力訓(xùn)練誘導(dǎo)的肥胖大鼠Irisin抑制脂肪組織FTO表達(dá)

王漫卓，蘇 文，劉艷環(huán)，馬國(guó)棟

目的：耐力訓(xùn)練引起的高脂膳食誘導(dǎo)肥胖大鼠Irisin水平變化與脂肪組織FTO表達(dá)的關(guān)系研究。方法：以雄性SD大鼠為研究對(duì)象，將大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組(C組)、高脂膳食組(HD)、高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組(HDE)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組(CE組)，以跑臺(tái)訓(xùn)練為運(yùn)動(dòng)干預(yù)手段，坡度為0°,8.2m/min(相當(dāng)于53%VO2max)，第1次運(yùn)動(dòng)15min,第2次運(yùn)動(dòng)30min,第3次運(yùn)動(dòng)45min，第4次以后每次運(yùn)動(dòng)60min,共運(yùn)動(dòng)8周，每周5次，測(cè)定大鼠體重、脂肪重量、血液Irisin含量、骨骼肌FNDC5mRNA和蛋白表達(dá)、脂肪組織FTO和UCP1基因mRNA和蛋白表達(dá)。結(jié)果：高脂膳食顯著引起大鼠體重和脂肪含量增加，血液Irisin水平顯著降低，骨骼肌FNDC5表達(dá)顯著降低，脂肪組織FTO表達(dá)顯著升高而UCP1表達(dá)顯著降低；耐力訓(xùn)練可以顯著降低高脂膳食引起的體重和脂肪含量的增加，顯著升高高脂膳食引起的血液Irisin降低，顯著升高高脂膳食誘導(dǎo)的骨骼肌FNDC5表達(dá)的降低，顯著降低高脂膳食引起的脂肪組織FTO表達(dá)的升高，而顯著升高高脂膳食誘導(dǎo)的UCP1表達(dá)的降低；血液中Irisin水平與脂肪組織中FTOmRNA和蛋白呈中度負(fù)相關(guān)；高脂膳食與高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組，骨骼肌中FNDC5mRNA和蛋白與脂肪組織FTOmRNA和蛋白分別呈中度負(fù)相關(guān)；運(yùn)動(dòng)組FNDCmRNA與脂肪組織FTOmRNA無(wú)相關(guān)，而蛋白呈中度負(fù)相關(guān)。結(jié)論：耐力訓(xùn)練大鼠可能通過(guò)釋放Irisin，抑制脂肪組織FTO基因表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)UCP1表達(dá)。

耐力訓(xùn)練；肥胖；III型肌肉纖維蛋白包含蛋白5；脂肪質(zhì)量與肥胖相關(guān)基因；大鼠

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全世界大約有14億人口超重，其中約1/3屬于肥胖。肥胖危害巨大，可以引起多種疾病，如胰島素抵抗、代謝綜合征、2型糖尿病、高血壓、慢性腎病、心血管疾病、癌癥、老年癡呆等[1]。肥胖與遺傳有密切的關(guān)系。最近通過(guò)全基因組相關(guān)(genome-wide association study)研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與肥胖密切相關(guān)的基因，即脂肪質(zhì)量與肥胖相關(guān)基因(fat mass and obesity-associated，F(xiàn)TO)[2-4]。當(dāng)抑制小鼠FTO基因活性后，小鼠出現(xiàn)生長(zhǎng)延遲、脂肪組織體積和重量降低、能量消耗加強(qiáng)、抑制高脂膳食引起的肥胖等現(xiàn)象[5]。有趣的是，當(dāng)在人類(lèi)脂肪細(xì)胞中降低FTO表達(dá)時(shí)，其解偶聯(lián)蛋白1(uncoupling protein 1，UCP1)表達(dá)顯著升高(升高了4倍)[6]，與之一致的是，在FTO基因敲除的小鼠脂肪組織中，UCP1也顯著表達(dá)上調(diào)[6]。

2012年Spiegelman教授的實(shí)驗(yàn)室在Nature上發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)了一種新的肌肉因子Irisin,它可以使白色脂肪細(xì)胞表達(dá)解偶聯(lián)蛋白1(UCP1，棕色脂肪細(xì)胞生物標(biāo)志蛋白)顯著升高，也即使白色脂肪組織“棕色化”[7]。這一發(fā)現(xiàn)立刻得到了人們的廣泛關(guān)注[8]。運(yùn)動(dòng)通過(guò)PGC-1α誘導(dǎo)III型肌肉纖維蛋白包含蛋白5(fibronectin type III domain containingprotein 5，F(xiàn)NDC5)表達(dá)升高，F(xiàn)NDC5 N末端部分可以被蛋白酶切割，切割下1個(gè)由110個(gè)氨基酸組成的多肽，而這一多肽可以進(jìn)入血液發(fā)揮激素的作用，Spiegelman等將這一多肽命名為Irisin[7]。Irisin的重要功能之一則是白色脂肪“棕色化”。Bostrsm P等用20nM的FNDC5孵育皮下脂肪細(xì)胞(白色脂肪)，UCP1蛋白mRNA表達(dá)顯著升高，免疫組化結(jié)果顯示UCP1(UCP1為棕色脂肪細(xì)胞的生物標(biāo)記物之一)陽(yáng)性細(xì)胞也顯著升高，在電子顯微鏡下，其細(xì)胞內(nèi)線粒體的數(shù)量顯著增加，整體表現(xiàn)出棕色脂肪細(xì)胞的特征，另外，細(xì)胞的耗氧量也顯著升高[7]。當(dāng)給予經(jīng)過(guò)7天游泳訓(xùn)練的大鼠腹膜注射FNDC5抗體后，運(yùn)動(dòng)引起的皮下脂肪組織中UCP1表達(dá)被顯著抑制。上述結(jié)果充分說(shuō)明Irisin能夠引起白色脂肪“棕色化”[7]。

運(yùn)動(dòng)是減肥的有效方式，但目前其機(jī)制尚不完全清楚。運(yùn)動(dòng)可以引起骨骼肌釋放Irisin，進(jìn)而引起脂肪組織UCP1的表達(dá)增加，減少脂肪的沉積[9]，而抑制FTO基因表達(dá)也會(huì)引起脂肪組織UCP1表達(dá)的增加，那么Irisin與FTO關(guān)系如何？運(yùn)動(dòng)是否通過(guò)Irisin釋放引起FTO基因表達(dá)降低，進(jìn)而引起脂肪組織UCP1表達(dá)升高，從而達(dá)到減肥的目的？這一假設(shè)可為理解運(yùn)動(dòng)減肥的機(jī)制提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

雄性6周齡SD大鼠48只，購(gòu)買(mǎi)于北京大學(xué)醫(yī)科部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為4組：(1)對(duì)照組(C，n=12)；(2)高脂膳食組(HD,n=12)；(3)高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組(HDE,n=12)；(4)運(yùn)動(dòng)組(CE,n=12)。高脂膳食成分依據(jù)羅艷蕊等的報(bào)道[10]。

1.2 耐力訓(xùn)練模型

跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)方案：在50%-70%VO2max運(yùn)動(dòng)時(shí)，分解脂肪較多[11]，因此實(shí)驗(yàn)采用Bedford運(yùn)動(dòng)模型，該模型據(jù)鼠體重/攝氧量回歸方程所建立[12]，0,8.2m/min (相當(dāng)于53VO2max)，第1次運(yùn)動(dòng)15min，第2次運(yùn)動(dòng)30min，第3次運(yùn)動(dòng)45min，從第4次以后每次運(yùn)動(dòng)60min，共運(yùn)動(dòng)8周，每周5次。

1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物取材

大鼠在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，禁食12h，麻醉，取血液、骨骼肌和腎周及附睪周?chē)窘M織，骨骼肌和脂肪組織立即放于液氮中，然后-20℃冰箱保存，以備測(cè)定FNDC5、FTO和UCP1基因mRNA和蛋白表達(dá)。

1.4 大鼠脂肪重量的測(cè)定

在每一組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物結(jié)束階段，麻醉處死大鼠后，取腎周?chē)案讲G周?chē)闹?，用電子天?深圳市華恒儀器有限公司)秤量脂肪的重量。

1.5 血液Irisin的測(cè)定

采用ELISA試劑盒測(cè)定大鼠血清Irisin濃度，試劑盒購(gòu)買(mǎi)自Aviscera生物科技公司，嚴(yán)格按照試劑盒操作說(shuō)明進(jìn)行操作。

1.6 大鼠骨骼肌FNDC5和脂肪組織FTO與UCP1mRNA表達(dá)的測(cè)定

用Trizol Reagent試劑盒(Mrcgene產(chǎn)品)與逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(Ferment產(chǎn)品)參照說(shuō)明書(shū)對(duì)脂肪組織FTO與UCP1和骨骼肌FNDC5基因進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。FTO基因引物序列參照文獻(xiàn)[13]，F(xiàn)NDC5和UCP1自行設(shè)計(jì)引物：

FTO： 上游：5’- CACTTGGCTTCCTTACCTGACCCCC -3’,下游：5’- GGTATGCTGCCGGCCTCTCGG -3’

FNDC5:上游：5’- CAACGAGCCCAATAACAACA -3’,下游：5’- AGAAGGTCCTCTCGCATTCTC -3’

UCP1:上游：5’-CGGAATTCGAGCCAAGATGGTGAGT-3’,下游：5’-CGGAACGTAGGTCCCAGTGTAGCG-3’

β-actin：上游 5’-TGGTGGGTATGGGTCAGAAGGACTC-3’,下游5’-CATGGCTGGGGTGTTGAAGGTCTCA-3’

1.7 Western blotting

將冷凍的大鼠骨骼肌和脂肪組織磨碎，加入SDS上樣緩沖液， 100℃加熱5min，用15%的SDS聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行電泳，然后用電轉(zhuǎn)印，將蛋白轉(zhuǎn)移到PVDF膜上，用1：1000的抗體稀釋液進(jìn)行雜交，F(xiàn)NDC5抗體購(gòu)自Biorbyt公司(英國(guó))、FTO和UCP1抗體抗體購(gòu)自Abcam公司(英國(guó))。條帶用化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 大鼠體重變化

大鼠飼喂高脂膳食后，體重顯著高于對(duì)照組，高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)后其體重顯著低于單純的高脂膳食組，但依然顯著高于對(duì)照組，而對(duì)照組與單純運(yùn)動(dòng)組未見(jiàn)顯著性差異(見(jiàn)圖1)。

2.2 大鼠附睪及腎周?chē)竞孔兓?/p>

大鼠飼喂高脂膳食后，腎周及附睪周的脂肪顯著高于對(duì)照組，高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)后其脂肪重量顯著低于單純的高脂膳食組，但依然顯著高于對(duì)照組，單純運(yùn)動(dòng)組顯著高于對(duì)照組(見(jiàn)圖2)。

圖1 不同組大鼠體重變化(單位：g)

Figure 1 The change of body weight in different groups

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01；與HD組比較，#P<0.05,##P<0.01；與HDE組比較；%P<0.05，%%P<0.01。下同。

圖2 不同組大鼠脂肪重量變化(單位：g)

Figure 2 The change of fat weight in different groups

2.3 大鼠血液Irisin含量變化

高脂膳食組與高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組，血液Irisin水平均顯著低于對(duì)照組，而單純運(yùn)動(dòng)組顯著高于對(duì)照組；高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組與單純運(yùn)動(dòng)組則顯著高于高脂膳食組；單純運(yùn)動(dòng)組顯著高于高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組(見(jiàn)圖3)。

圖3 不同組大鼠血液Irisin水平變化(單位：ng/ml)

Figure 3 The change of serum irisin level in different groups

2.4 大鼠脂肪組織FTOmRNA和蛋白表達(dá)

大鼠脂肪組織FTOmRNA表達(dá)與蛋白表達(dá)表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。與對(duì)照組相比，高脂膳食組與高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組均顯著升高，而單純運(yùn)動(dòng)組顯著降低；與高脂膳食組相比，高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組與單純運(yùn)動(dòng)組均顯著降低；單純運(yùn)動(dòng)組顯著低于高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組(見(jiàn)圖4 A和B)。

圖4 不同組大鼠脂肪FTOmRNA和蛋白表達(dá)的變化(A.mRNA表達(dá)；B.蛋白表達(dá))

Figure 4 The change of expressions of FTO mRNA and protein in fatty tissue in different groups.(A.mRAN expression;B.protein expression)

2.5 大鼠骨骼肌FNDC5mRNA和蛋白表達(dá)

大鼠骨骼肌FNDC5mRNA表達(dá)與蛋白表達(dá)表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。與對(duì)照組相比，高脂膳食組與高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組均顯著降低，而單純運(yùn)動(dòng)組顯著升高；與高脂膳食組相比，高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組與單純運(yùn)動(dòng)組均顯著升高；單純運(yùn)動(dòng)組顯著高于高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組(見(jiàn)圖5 A和B)。

圖5 不同組大鼠骨骼肌FNDC5mRNA和蛋白表達(dá)的變化(A.mRNA表達(dá)；B.蛋白表達(dá))

Figure 5 The change of expressions of FNDC5 mRNA and protein in skeletal muscle in different groups.(A.mRAN expression;B.protein expression)

圖6 不同組大鼠脂肪組織UCP1mRNA和蛋白表達(dá)的變化(A.mRNA表達(dá)；B.蛋白表達(dá))

Figure 6 The change of expressions of UCP1 mRNA and protein in fatty tissue in different groups.(A.mRAN expression;B.protein expression)

2.6 大鼠脂肪組織UCP1mRNA和蛋白表達(dá)

大鼠脂肪組織UCP1mRNA表達(dá)與蛋白表達(dá)表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。與對(duì)照組相比，高脂膳食組與高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組均顯著降低，而單純運(yùn)動(dòng)組顯著升高；與高脂膳食組相比，高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組與單純運(yùn)動(dòng)組均顯著升高；單純運(yùn)動(dòng)組顯著高于高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組(見(jiàn)圖6 A和B)。

2.7 血液Irisin和骨骼肌FNDC5表達(dá)與脂肪組織FTO基因表達(dá)的相關(guān)性分析

無(wú)論是高脂膳食組、高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組與單純運(yùn)動(dòng)組，血液中Irisin水平與脂肪組織中FTOmRNA和蛋白呈中度負(fù)相關(guān)；高脂膳食與高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組，骨骼肌中FNDC5mRNA和蛋白與脂肪組織FTOmRNA和蛋白分別呈中度負(fù)相關(guān)，單純運(yùn)動(dòng)組FNDCmRNA與脂肪組織FTOmRNA無(wú)相關(guān)，而蛋白呈中度負(fù)相關(guān)(見(jiàn)表1)。

表1 血液、骨骼肌和脂肪組織各指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系

3 分析與討論

肥胖已經(jīng)成為一個(gè)世界性的公共衛(wèi)生問(wèn)題，不僅是發(fā)達(dá)國(guó)家，發(fā)展中國(guó)家同樣如此[14]。目前的共識(shí)是運(yùn)動(dòng)結(jié)合飲食控制是最好的方式，然而運(yùn)動(dòng)控制肥胖的機(jī)制目前尚不完全清楚。

近些年，運(yùn)動(dòng)引起的一些肌肉因子受到了高度的關(guān)注。運(yùn)動(dòng)可以引起骨骼肌PGC-1表達(dá)增加，PGC-1可以誘導(dǎo)FNDC5表達(dá)升高，F(xiàn)NDC5是一種跨膜蛋白，其細(xì)胞膜外面的N末端部分可以被蛋白酶切割，切割下一個(gè)由110個(gè)氨基酸組成的多肽，而這一多肽可以進(jìn)入血液發(fā)揮激素的作用，Spiegelma等將這一多肽命名為Irisin[7]。Irisin是一個(gè)高度保守的序列，在人和鼠類(lèi)中其氨基酸順序完全相同[7]。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)存在白色脂肪組織和棕色脂肪組織，白色脂肪組織主要起到儲(chǔ)存的功能，而棕色脂肪組織主要通過(guò)產(chǎn)熱維持體溫或消耗多余的能量維持能量平衡，如果能夠使白色脂肪組織“棕色化”，則能夠達(dá)到減肥的效果[15]。Bostrsm P等[7]和Chen JQ[16]的研究都充分說(shuō)明Irisin能夠引起白色脂肪“棕色化”，進(jìn)而抑制肥胖的發(fā)生。我們的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)給予大鼠高脂膳食后，大鼠體重和脂肪含量顯著增加，血液中Irisin水平與骨骼肌中FNDC5mRNA和蛋白表達(dá)均顯著降低，脂肪組織UCP1表達(dá)顯著降低，而當(dāng)高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)后，與高脂膳食組比較，大鼠體重和脂肪含量顯著降低，血液Irisin水平與骨骼肌中FNDC5mRNA和蛋白表達(dá)顯著升高，脂肪組織UCP1表達(dá)顯著升高，這也反證了骨骼肌肌肉因子Irisin會(huì)抑制肥胖的發(fā)生。

運(yùn)動(dòng)可以引起Irisin升高，Bostrom等報(bào)道，經(jīng)過(guò)3周的自由輪跑后，小鼠骨骼肌中FNDCmRNA表達(dá)顯著升高，而且FNDC表達(dá)與PGC-1表達(dá)一致，另外，經(jīng)過(guò)10周耐力訓(xùn)練，人骨骼肌中FNDC5和PGC-1表達(dá)顯著升高，并且表現(xiàn)出比例的一致性[7]。我們也得到了相同的結(jié)果，大鼠單純跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)8周后，血液Irisin水平與骨骼肌中FNDC5mRNA和蛋白表達(dá)均顯著高于對(duì)照組，而高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組血液Irisin水平與骨骼肌中FNDC5mRNA和蛋白表均顯著高于高脂膳食組。但關(guān)于運(yùn)動(dòng)是否引起FNDC5表達(dá)升高的研究結(jié)果并不一致[17-18]，一些研究表明，運(yùn)動(dòng)可以引起FNDC5顯著升高[7,19-21]。最近，Norheim等[21]比較了急性運(yùn)動(dòng)與耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)PCC-1和FNDC5表達(dá)的影響，13位年齡在40-65歲的不常運(yùn)動(dòng)受試者，經(jīng)過(guò)12周的耐力和力量訓(xùn)練后，PGC-1和FNDC5mRNA表達(dá)分別升高了1.2倍和1.4倍，然而急性運(yùn)動(dòng)后，PGC-1mRNA表達(dá)盡管升高了7.4倍，而FNDC5卻未見(jiàn)顯著性改變。Timmons等[19]報(bào)道，在20-80歲受試者中，無(wú)論是經(jīng)過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)還是抗阻運(yùn)動(dòng)均未發(fā)現(xiàn)FNDC3基因表達(dá)的改變。經(jīng)過(guò)16-20周訓(xùn)練后，豬骨骼肌FNDC3mRNA和蛋白表達(dá)均未出現(xiàn)顯著升高[22]。有學(xué)者認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)引起Irisin釋放可能與受試者年齡和健康狀況有關(guān)[23]。另有學(xué)者認(rèn)為，F(xiàn)NDC3表達(dá)水平與運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)[24]。筆者認(rèn)為，以上的差異與受試對(duì)象(有些是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，有些是人類(lèi)實(shí)驗(yàn))、運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)環(huán)境等有關(guān)。

肥胖與遺傳也有密切的關(guān)系。有研究表明，F(xiàn)TO基因表達(dá)或活性降低會(huì)抑制肥胖的發(fā)生[5]。Chris Church等[25]研究證實(shí)，無(wú)論是正常膳食還是高脂膳食，F(xiàn)TO基因的過(guò)表達(dá)均與體重和脂肪重量呈正相關(guān)，體重增加與食物攝入量呈平行關(guān)系，這直接證明了FTO表達(dá)增加與肥胖有關(guān)[26]。Julia Fischer等[5]進(jìn)一步證明了FTO基因表達(dá)與能量平衡及肥胖的關(guān)系，其研究表明FTO基因敲除的雄性和雌性鼠脂肪重量別降低了60%和23%，基因敲除的15個(gè)月齡小鼠性腺周?chē)陌咨窘M織幾乎完全消失，而性腺周?chē)咨窘M織會(huì)隨年齡增加而增加。當(dāng)高脂飲食時(shí)，F(xiàn)TO基因敲除鼠的體重明顯低于對(duì)照組，這充分說(shuō)明FTO基因的低表達(dá)能夠有效抵御肥胖的形成。我們的研究結(jié)果也表明，高脂膳食顯著提高脂肪組織FTO基因mRNA和蛋白表達(dá)。一些研究證實(shí)運(yùn)動(dòng)可以降低FTO基因引起的肥胖[27]，而另有一些研究證實(shí)其作用有限，Kilpelainen T O 等通過(guò)meta分析，對(duì)以往的研究進(jìn)行綜合，結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)可以降低因FTO變異而引起的肥胖，這說(shuō)明運(yùn)動(dòng)可以降低FTO基因引起肥胖的風(fēng)險(xiǎn)[28]，但另有研究發(fā)現(xiàn)，耐力訓(xùn)練后，脂肪組織中FTO基因表達(dá)未見(jiàn)顯著性改變[13]。 我們的結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)可以降低脂肪組織中FTO基因的表達(dá)。

研究證實(shí)，當(dāng)脂肪細(xì)胞中降低FTO表達(dá)時(shí)，UCP1表達(dá)升高了4倍[6]，與之一致的是，在FTO基因敲除的小鼠脂肪組織中，UCP1也顯著表達(dá)上調(diào)[6]。FTO基因敲除小鼠能量消耗增加與UCP1表達(dá)增加一致，這種白色脂肪“棕色化”可能解釋了為什么FTO基因敲出會(huì)引起能量消耗增加[5]，說(shuō)明FTO基因表達(dá)能夠升高會(huì)引起肥胖增加。而Irisin升高能夠提高脂肪組織UCP1表達(dá)的升高，說(shuō)明Irisin能夠抑制肥胖[7]?；谝陨涎芯拷Y(jié)果及本研究的結(jié)果，即FTO基因表達(dá)改變與Irisin改變均引起脂肪組織UCP1表達(dá)改變的事實(shí)，那么運(yùn)動(dòng)引起的Irisin的改變與FTO基因之間關(guān)系如何？本研究盡管未采取基因敲除或RNA干擾的技術(shù)等直接判定Irisin與FTO的關(guān)系，但通過(guò)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是高脂膳食組、高脂膳食結(jié)合運(yùn)動(dòng)組和單純運(yùn)動(dòng)組，血液Irisin水平與脂肪組織中FTO表達(dá)呈中度性負(fù)相關(guān)，骨骼肌中FNDC5表達(dá)與脂肪組織FTO表達(dá)也呈中度負(fù)相關(guān)(單純運(yùn)動(dòng)組FNDC5mRNA表達(dá)除外)。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們推測(cè)，運(yùn)動(dòng)引起骨骼肌Irisin釋放增加，通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)脂肪組織，抑制FTO基因表達(dá)，進(jìn)而引起UCP1表達(dá)升高，達(dá)到減肥的目的。這一假設(shè)還需更進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。

4 結(jié)論

耐力訓(xùn)練可能通過(guò)釋放Irisin，抑制脂肪組織FTO基因表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)UCP1表達(dá)，增加能量的消耗，從而達(dá)到減肥的目的。

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(編輯 李新)

Endurance Training Induced Irisin Increase Inhibited FTO Expression of Fatty Tissue in Obese Rats

WANG Manzhuo,SU Wen,LIU Yanhuan,MA Guodong

Objective：To investigate the relationship between Irisinincduced by endurance training and FTO expression in fatty tissue in high fat diet-induced obese rats.Methods:Themale SDrats were randomly divided into control, high fat diet group, high fat diet plus exercise group and exercise group.Exercisewas performed on a treadmill, keeping 8.2 m/min at 0% grade corresponding to 53% of maximal oxygen uptake ,for 15,30 , 45 and 60 min for the first,second and third time.Thereafter,exercise intensity and duration were maintained until the end of the eighth week. The rats were exercised for 5 days a week.It analysised the body weight, fat mass, blood Irisin level, FNDC5 expression in skeletal muscle and expressions of FTO and UCP1 in fatty tissue after 8 week treadmill training. Results:High fat diet significantly induced body weight and fat mass increase, blood Irisin level decrease, FNDC5 expression decline in skeletal muscle and FTO expression increase and UCP1 expression decrease in fatty tissue in rats. Endurance training can markedly decrease high fat diet-induced body weight and fat mass increase, increase hight fat diet-induced blood Irisin level decline, promote high fat diet-induced FNDC5 down-regulated expression in skeletal muscle and reduce high fat diet-induced FTO up-regulated expression but increase down-regulated UCP1 expression in fatty tissue. Blood Irisin level was negatively correlated to FTOmRAN and protein significantly in fat tissue in high fat diet, high fat diet plus exercise and exercise groups. FNDC5mRNA and protein in skeletal muscle were markedly negatively correlated to FTOmRNA and protein in fatty tissue respectively in high fat diet group and high fat diet plus exercise group. FNDC5mRNA in skeletal muscle was negatively correlated to FTOmRNA but no significance, however, FNDC5 protein was markedly negatively correlated with FTO protein in exercise group.Conclusion: Endrance training may be induce Irisin release increase, which inhibit FTO expression and then enhance UCP1 expression in fatty tissuein rats.

EnduranceTraining;Obesity;FibronectinTypeIIIDomainContainingprotein5;FatMassandObesity-AssociatedProteinGene;Rats

G804.22 Document code：A Article ID：1001-9154(2017)01-0113-07

山東理工大學(xué)青年支持計(jì)劃項(xiàng)目“耐力訓(xùn)練改善肥胖的FTO機(jī)制研究”(110026)。

王漫卓，碩士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)與健康促進(jìn)，E-mail：mgdtj@sina.com。

山東理工大學(xué)體育學(xué)院，山東 淄博 255049 School of P.E,Shandong University of Technology, Zibo Shandong 255049

2016-05-31

2016-09-05

G804.22

A

1001-9154(2017)01-0113-07