有氧和抗阻運(yùn)動對大鼠白色脂肪棕色化的作用

楊星雅，李鵬飛，房國梁，于 濤，李 良，田 野，馮葆欣

YANG Xing-ya1，LI Peng-fei1，F(xiàn)ANG Guo-liang1， YU Tao1，LI Liang1，Tian Ye2，F(xiàn)ENG Bao-xin1

有氧和抗阻運(yùn)動對大鼠白色脂肪棕色化的作用

楊星雅1，李鵬飛1，房國梁1，于 濤1，李 良1，田 野2，馮葆欣1

YANG Xing-ya1，LI Peng-fei1，F(xiàn)ANG Guo-liang1， YU Tao1，LI Liang1，Tian Ye2，F(xiàn)ENG Bao-xin1

現(xiàn)代社會物質(zhì)條件的豐富和久坐的生活方式，使越來越多的人患有肥胖及其相關(guān)疾病，如2型糖尿病、心血管疾病、高脂血癥等。哺乳動物的脂肪組織包括白色脂肪組織（WAT）和棕色脂肪組織（BAT）兩大類，WAT主要功能是以甘油三酯的形式儲存能量，它還是機(jī)體最大的分泌器官，在調(diào)節(jié)機(jī)體胰島素敏感性和能量代謝平衡中發(fā)揮重要的作用；相反，BAT是一種耗能組織，通過細(xì)胞內(nèi)線粒體內(nèi)膜的UCP1，使線粒體的氧化磷酸化解偶聯(lián)，導(dǎo)致能量以熱能的形式消耗，因其可以氧化分解脂肪，故可能具有抵抗肥胖的作用。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，嚙齒動物和其他小型哺乳動物含有豐富的棕色脂肪組織，但是大型哺乳動物在嬰兒長大之后棕色脂肪含量消失殆盡。但2009年，多項(xiàng)研究表明，成人體內(nèi)也有著具有活性的棕色脂肪，主要分布在鎖骨上方和頸部區(qū)域［9，22，25］。

人們很早就注意到，在持續(xù)的寒冷或某些藥物的刺激下，白色脂肪組織中包含一些表達(dá)UCP1的細(xì)胞［7，24］。研究表明，經(jīng)典的肩胛區(qū)BAT來源于一種表達(dá)myf-5的祖細(xì)胞，和肌肉是同一種來源。而在WAT組織中出現(xiàn)的、被誘導(dǎo)出來的BAT樣細(xì)胞具有與經(jīng)典BAT類似的生化特性和產(chǎn)熱潛能，但卻有著不同的前體細(xì)胞［18］。2010年發(fā)表的一篇研究中，將這種不同于BAT和WAT的新型細(xì)胞稱為beige細(xì)胞［15］，也稱米色脂肪細(xì)胞，這一過程被稱為白色脂肪棕色化。

UCP1作為棕色脂肪和米色脂肪發(fā)揮產(chǎn)熱作用的重要因子，對其進(jìn)行調(diào)控的因子也被認(rèn)為是調(diào)控棕色化的重要因子［2］，如PGC-1α［4］、PRDM16［21］等都對UCP1具有正向調(diào)控作用。2012年，發(fā)表在Nature上的一篇研究發(fā)現(xiàn)一種骨骼肌運(yùn)動相關(guān)蛋白irsin，其重要的生物學(xué)功能就是能夠促進(jìn)白色脂肪棕色化［4］，使運(yùn)動作為新的一種誘導(dǎo)白色脂肪棕色化的因素進(jìn)入人們的視野。De Matteis等（2013）通過對大鼠進(jìn)行有氧訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，白色脂肪出現(xiàn)了多腔室的脂滴，進(jìn)一步證明了運(yùn)動可以誘導(dǎo)白色脂肪棕色化的發(fā)生。

2014年，Norheim等首次報(bào)道了12周的運(yùn)動干預(yù)（每周2 次60 min的有氧訓(xùn)練和2次60 min的力量訓(xùn)練）對糖尿病前期患者和正常成年人腹部皮下白色脂肪組織基因表達(dá)的影響，合并數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，UCP1基因表達(dá)量顯著上升；然而，Ronn等（2014）的研究表明，6個(gè)月的運(yùn)動訓(xùn)練（每周3次60 min的有氧運(yùn)動）并沒有引起大腿皮下白色脂肪組織出現(xiàn)棕色化的現(xiàn)象，相關(guān)標(biāo)志物（PRDM16等）無明顯變化。出現(xiàn)截然相反的結(jié)果的原因是多方面的，但不可忽視的是，前者在運(yùn)動方案中加入了抗阻運(yùn)動，而后者僅是有氧運(yùn)動。由于目前關(guān)于白色脂肪棕色化的動物實(shí)驗(yàn)研究所涉及的基本都是有氧運(yùn)動，對于其他運(yùn)動方式，如抗阻訓(xùn)練，能否使WAT產(chǎn)生棕色化作用的研究還比較少，所以，本研究通過動物實(shí)驗(yàn)的方法，建立抗阻和有氧兩種運(yùn)動模型，對這兩種運(yùn)動對皮下和內(nèi)臟的白色脂肪棕色化的作用進(jìn)行研究。

1 材料和方法

1.1 動物類型

6周齡雄性SD大鼠（購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司），適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后進(jìn)行訓(xùn)練，自由飲水進(jìn)食，光照比為12 h:12 h。隨機(jī)分為3組，分別是安靜對照組（C）、有氧訓(xùn)練組（T）和抗阻訓(xùn)練組（L）。

1.2 訓(xùn)練方案

1.2.1 抗阻訓(xùn)練方案（爬梯法）［12］

爬梯1.1×0.18 m，80°傾斜放置，頂部有一個(gè)小籠子供大鼠休息，負(fù)重裝置固定于大鼠尾部。適應(yīng)性訓(xùn)練：先將大鼠進(jìn)行3天的適應(yīng)性爬梯訓(xùn)練，訓(xùn)練包含4～8次的遞增負(fù)荷爬梯訓(xùn)練。初始負(fù)荷為大鼠體重的50%，然后每次遞增負(fù)荷30 g，直到大鼠完成8次爬梯訓(xùn)練或已無法完成整個(gè)爬梯高度。在刺激尾部的情況下連續(xù)3次仍不能完成爬梯訓(xùn)練則判定為失敗。大鼠能夠成功完成爬梯訓(xùn)練的最大負(fù)荷認(rèn)為是該輪訓(xùn)練大鼠的最大負(fù)荷。接下來的一輪訓(xùn)練先進(jìn)行4次爬梯訓(xùn)練，負(fù)荷分別為前次最大負(fù)荷的50%、75%、90%和100%。如果大鼠能夠完成這4次訓(xùn)練，在隨后的爬梯訓(xùn)練中，每次遞增負(fù)荷30 g，直到大鼠完成8次爬梯訓(xùn)練或已無法完成整個(gè)爬梯高度，以確定新的最大負(fù)荷?？棺栌?xùn)練每3天進(jìn)行1次，共進(jìn)行8周。

1.2.2 有氧訓(xùn)練方案（跑臺法）［3，14］

適應(yīng)性訓(xùn)練： 大鼠先進(jìn)行1周的適應(yīng)性訓(xùn)練，速度為10 m/min，每天訓(xùn)練10 min，連續(xù)適應(yīng)訓(xùn)練5天。正式訓(xùn)練：第1周速度為15 m/min，訓(xùn)練20 min；然后在8周時(shí)間里，訓(xùn)練速度增至28 m/min，訓(xùn)練時(shí)間增至60 min；整個(gè)訓(xùn)練過程跑臺坡度均為0°；每周1～周5訓(xùn)練，周末休息2天。

1.2.3 樣品制備

各組動物在最后一次訓(xùn)練結(jié)束后，48 h后用10%的水合氯醛溶液腹腔麻醉，皮下脂肪取雙側(cè)腹股溝脂肪，內(nèi)臟脂肪取雙側(cè)附睪脂肪，各自稱重并記錄后，做好標(biāo)記，取出一部分放入多聚甲醛中固定，其他組織立即放入液氮中迅速冷凍，然后放－80℃保存。

1.3 實(shí)驗(yàn)分析

1.3.1 形態(tài)學(xué)研究

取用多聚甲醛固定的組織，石蠟包埋切片，經(jīng)HE染色，光鏡下觀察其形態(tài)，用imageJ軟件對脂滴面積進(jìn)行計(jì)算，在一個(gè)視野內(nèi)取10個(gè)完整脂滴計(jì)算其平均面積。

1.3.2 熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)

取適量的組織，放入預(yù)冷的玻璃勻漿器中，按照動物組織總RNA提取試劑盒（天根）說明提取總RNA，用反轉(zhuǎn)錄試劑盒（Takara）將RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，利用從NCBI數(shù)據(jù)庫中查找的相關(guān)基因的序列設(shè)計(jì)特異性引物（表1），進(jìn)行SYBR GREEN法熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)（Takara）。根據(jù)各反應(yīng)孔的Ct值，用相對定量法算出各目的基因的相對表達(dá)量。

表1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR所用引物列表Table1 The List of Primer in qRT-PCR

1.3.3 統(tǒng)計(jì)方法

2 研究結(jié)果

2.1 兩種運(yùn)動對大鼠體重的影響

訓(xùn)練前和訓(xùn)練后分別將大鼠稱重，C組、T組和L組大鼠的體重增加量分別是201±72 g、105±41 g和140±39 g，有氧訓(xùn)練后大鼠體重增量僅是對照組的52%，統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)有顯著性差異（P＜0.01），抗阻訓(xùn)練后大鼠體重總增量為對照組的70%（P＜0.05；圖1）。

圖1 8周有氧和抗阻訓(xùn)練對大鼠體重的影響Figure1. Effect of Aerobic and Resistance Exercise on the Body Weight of Rats

2.2 兩種運(yùn)動對腹股溝和附睪脂肪重量的影響

訓(xùn)練后取雙側(cè)腹股溝脂肪和雙側(cè)附睪脂肪稱重，C組、T組和L組的腹股溝脂肪（雙側(cè)）的脂肪重量分別是：0.37±0.11 g、0.27±0.05 g、0.36±0.09 g；附睪脂肪（雙側(cè)）的脂肪重量分別是：7.65±2.61 g、4.81±1.72 g、6.45±2.32 g。有氧運(yùn)動后腹股溝脂肪減少了27%，附睪脂肪減少了37%，均有顯著性差異；抗阻訓(xùn)練后腹股溝脂肪減少了3%，附睪脂肪減少了16%，都無顯著性差異（圖2）。

圖2 3組大鼠脂肪重量比較Figure2. Effect of Aerobic and Resistance Exercise on Weight of WAT of Rats

2.3 兩種運(yùn)動方式對WAT形態(tài)學(xué)的影響

有氧訓(xùn)練后，腹股溝脂肪的脂滴面積（1 245±454μm2）與C組（1 924±557μm2）相比明顯降低，有顯著性差異（P＜0.05），且其中出現(xiàn)了一些多腔室的小細(xì)胞成簇的聚集，還出現(xiàn)了少量類似血管的管狀物，附睪脂肪并未出現(xiàn)相似的變化，但脂滴面積（3 006±875μm2）與C組脂滴面積（4 144±846μm2）相比明顯降低，有顯著性差異 （P＜0.05）；抗阻訓(xùn)練后腹股溝脂肪脂滴面積（1 740±139μm2）和附睪脂肪脂滴面積（3 498±966μm2）分別與各自的對照組相比均略有降低，但無顯著性差異（P＜0.05；圖3）。

2.4 兩種運(yùn)動方式對白色脂肪棕色化相關(guān)基因mRNA表達(dá)的影響

圖3 兩種運(yùn)動方式對大鼠白色脂肪形態(tài)的影響Figure 3. Effect of Aerobic and Resistance Exercise on morphology of WAT of Rats

有氧訓(xùn)練后腹股溝脂肪中棕色脂肪相關(guān)基因的表達(dá)情況：PRDM16的mRNA是C組的1.56倍（P＜0.05），PPARγ是C組的1.65倍（P＜0.05），PGC-1α是C組的1.49倍（P＜0.05），UCP1是C組的1.44倍（P＜0.05）；附睪脂肪中表達(dá)情況為：PRDM16的mRNA是C組的0.68倍（P＞0.05），PPARγ是C組的1.33倍（P＞0.05），PGC-1α是C組的0.83倍（P＞0.05），UCP1是C組的0.80倍（P＞0.05）?？棺栌?xùn)練后腹股溝脂肪中棕色脂肪相關(guān)基因的表達(dá)情況：PRDM16的mRNA是C組的1.20倍（P＞0.05），PPARγ是C組的1.07倍（P＞0.05），PGC-1α是C組的1.14倍（P＞0.05），UCP1是C組的0.82倍（P＞0.05）；附睪脂肪中表達(dá)情況為：PRDM16的mRNA是C組的0.78倍（P＞0.05），PPARγ是C組的1.98倍（P＞0.05），PGC-1α是C組的0.45倍（P＜0.05），UCP1是C組的0.85倍（P＞0.05）?？梢钥闯?，有氧訓(xùn)練使腹股溝脂肪中的棕色脂肪相關(guān)基因的表達(dá)量升高較為明顯，但對附睪脂肪中的棕色脂肪相關(guān)基因的表達(dá)無明顯誘導(dǎo)作用；而抗阻訓(xùn)練對腹股溝和附睪脂肪中棕色脂肪相關(guān)基因均無明顯誘導(dǎo)作用，而且對附睪脂肪中除PPARγ以外的基因的表達(dá)有一定的抑制作用（圖4）。

圖4 兩種運(yùn)動訓(xùn)練后白色大鼠脂肪中棕色脂肪相關(guān)基因的表達(dá)情況Figure4. Effect of Aerobic and Resistance Exercise on mRNA Content of PRDM16，PPARγ，PGC-1α，UCP1 in WAT of Rats

3 討論

眾所周知，規(guī)律的運(yùn)動訓(xùn)練可對白色脂肪組織的形態(tài)和功能產(chǎn)生重要的影響，如減少脂肪組織、降低脂質(zhì)含量等［8，11］。近年來，多項(xiàng)研究表明，運(yùn)動可以誘導(dǎo)白色脂肪棕色化，即在白色脂肪組織中出現(xiàn)米色脂肪細(xì)胞。Wu等（2014）的研究也表明，8周跑臺訓(xùn)練（5次/周，運(yùn)動時(shí)間為60 min，速度從24 m/min遞增至42 m/min）可顯著增加大鼠腹股溝米色脂肪細(xì)胞的含量，并增加PGC-1α和UCP1等蛋白的含量。

Bostrom等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，3周自主跑輪運(yùn)動可明顯增加內(nèi)臟脂肪和附睪脂肪墊UCP1基因表達(dá)水平，而最顯著的增加發(fā)生在皮下脂肪部位，增加高達(dá)25倍。本研究通過對大鼠進(jìn)行8周的有氧和抗阻訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，從形態(tài)、功能等各方面來看，這兩種運(yùn)動方式對皮下和內(nèi)臟白色脂肪的棕色化產(chǎn)生了不同程度的影響。

兩種運(yùn)動對腹股溝和附睪白色脂肪的形態(tài)學(xué)的影響：白色脂肪和棕色脂肪的形態(tài)有很大區(qū)別，白色脂肪的細(xì)胞富含脂滴，脂滴所占體積可達(dá)細(xì)胞的90%以上，而棕色脂肪含有豐富的線粒體與血管，且細(xì)胞含有多個(gè)脂滴，并且胞質(zhì)內(nèi)含有很多細(xì)胞器［5］，近年來發(fā)現(xiàn)的米色脂肪細(xì)胞，其形態(tài)與棕色脂肪十分接近，但散在的分布在白色脂肪內(nèi)。在本研究中，選取了皮下腹股溝脂肪和內(nèi)臟的附睪脂肪進(jìn)行組織染色，結(jié)果顯示，對照組大鼠腹股溝脂肪和附睪脂肪都表現(xiàn)為典型的白色脂肪形態(tài)，且附睪脂肪的脂滴要略大于腹股溝脂肪，兩種運(yùn)動訓(xùn)練組的兩個(gè)部位的脂肪組織的脂滴面積都有所減小，與前人的研究結(jié)果一致［8，11］；其中有氧運(yùn)動后的皮下脂肪染色發(fā)現(xiàn)了一部分細(xì)胞體積較小，周圍有許多小脂滴的細(xì)胞，且在視野內(nèi)出現(xiàn)了少量的血管，提示，皮下脂肪在有氧運(yùn)動后可能發(fā)生了棕色化作用而誘導(dǎo)產(chǎn)生了米色脂肪細(xì)胞，在2015年的一項(xiàng)研究中，11天的自主跑輪運(yùn)動后，小鼠的皮下脂肪的HE染色結(jié)果也出現(xiàn)了類似的變化［20］。而抗阻運(yùn)動后的皮下和附睪脂肪以及有氧運(yùn)動后的附睪脂肪的脂肪形態(tài)與各自的對照組一致，僅有略微的脂滴變小，從形態(tài)學(xué)方面看，有氧運(yùn)動僅能使皮下脂肪產(chǎn)生棕色化作用，而對內(nèi)臟脂肪作用不明顯，抗阻運(yùn)動對皮下和內(nèi)臟白色脂肪均不能使其產(chǎn)生棕色化作用。

兩種運(yùn)動對白色脂肪棕色化的作用：白色脂肪棕色化的過程中有許多轉(zhuǎn)錄因子、蛋白質(zhì)和分泌的因子參與，如PPARγ、PGC-1α、PRDM16等。PPARγ是一種配體激活的轉(zhuǎn)錄因子，活化后可促進(jìn)線粒體生成，增加UCP1表達(dá)。在Sirt1激活狀態(tài)下，PPARγ通過募集Sirt1，配體構(gòu)象發(fā)生改變，可發(fā)生脫乙酰基作用。在WAT中，脫乙?；腜PARγ與PRDM16 相作用，促進(jìn)能量的生成和白色脂肪棕色化［16］。PGC-1α是一種轉(zhuǎn)錄共激活因子，參與多種能量代謝及線粒體的發(fā)生和氧化代謝過程。它可以控制線粒體生物合成，并通過對解偶聯(lián)蛋白的誘導(dǎo)和核呼吸因素的調(diào)節(jié)而影響氧化呼吸的作用。近幾年的研究表明，PGC-1α通過誘導(dǎo)膜蛋白FNDC5表達(dá)，從FNDC5上剪切出來一個(gè)可分泌多肽片段irisin，作用于白色脂肪進(jìn)而誘導(dǎo)棕色化的產(chǎn)生［4］。PRDM16是一種鋅指蛋白，可在轉(zhuǎn)錄水平控制脂肪細(xì)胞的分化進(jìn)程；可抑制白色脂肪細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)，而促進(jìn)棕色脂肪細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)，如UCP1和PGC-1α等。另外，PRDM16對米色脂肪細(xì)胞的生成也具有重要調(diào)控作用。研究表明，當(dāng)阻斷PRDM16表達(dá)時(shí)，白色脂肪細(xì)胞產(chǎn)熱相關(guān)的基因表達(dá)受到抑制，從而降低β-AR激動劑誘導(dǎo)的棕色化進(jìn)程［19］。本研究中，大鼠經(jīng)過8周的有氧運(yùn)動后，皮下脂肪中PPARγ、PGC-1α、PRDM16這些棕色化正調(diào)控因子都產(chǎn)生了顯著的提高，棕色脂肪標(biāo)志基因UCP1的mRNA表達(dá)水平也顯著升高，但附睪脂肪中除了PPARγ略有升高外，其他基因均有不同程度的下降，表明皮下脂肪在有氧運(yùn)動的刺激下發(fā)生了棕色化作用，誘導(dǎo)產(chǎn)生了米色脂肪細(xì)胞，而同樣的運(yùn)動并沒能刺激附睪脂肪發(fā)生棕色化作用。有研究證明，皮下脂肪中葡萄糖穩(wěn)態(tài)、胰島素功能的相關(guān)基因（如Glut1、Pparγ）以及脂代謝相關(guān)基因（如β腎上腺素受體）的表達(dá)量都高于內(nèi)臟脂肪［1］，且PRDM16可以在皮下脂肪高表達(dá)，而在內(nèi)臟脂肪的表達(dá)量特別低［6］，這與本研究中的結(jié)果一致；大鼠進(jìn)行8周抗阻運(yùn)動后，皮下脂肪中PPARγ、PGC-1α、PRDM16的mRNA水平這些調(diào)控因子都略有升高，UCP1的mRNA表達(dá)水平卻略有下降，但都無顯著性差異，附睪脂肪中除PPARγ的mRNA水平顯著升高外，其他基因水平都有所下降，證明抗阻運(yùn)動并不能使皮下脂肪和附睪脂肪發(fā)生棕色化作用。

4 研究結(jié)論

有氧運(yùn)動可以顯著地減少皮下和內(nèi)臟脂肪的重量和脂滴的面積，且能誘導(dǎo)皮下脂肪組織中出現(xiàn)米色脂肪細(xì)胞，也可以促進(jìn)棕色化相關(guān)基因的mRNA在皮下脂肪中的表達(dá)顯著升高，而對內(nèi)臟脂肪的棕色化誘導(dǎo)作用不明顯；抗阻運(yùn)動對皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪的減脂效果均不顯著，且不能促進(jìn)兩類白色脂肪發(fā)生棕色化作用。

［1］ ATAMON G，YANG X M，MUZUMDAR R，et al.Differential gene expression between visceral and subcutaneous fat depots［J］. Horm Metab Res，2002，34：622-628.

［2］ BARTEL T A，HEEREN J.Adipose tissue browning and metabolic health［J］.Nat Rev Endocrinol，2014，10（1）：24-36.

［3］ BEDFORD T G，TIPTON C M，WILSON N C，et al.Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures ［J］.J Appl Physiol Respir Environ Exe Physiol，1979，47（6） ：1278-1283.

［4］ BOSTROM P，WU J，JEDRYCHOWSKI M P，et a1.A PGC1 -α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis［J］.Nature，2012，481（7382）：463-468.

［5］ CINTI S.The adipose organ［J］.Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids，2005，73：9-15.

［6］ COHEN P，LEVY J D，ZHANG Y，et al. Ablation of PRDM16 and beige adipose causes metabolic dysfunction and a subcutaneous to visceral fat switch［J］. Cell，2014，156：304-316.

［7］ COUSIN B，CINTI S，MORRONI M，et al.Occurrence of brown adipocytes in rat white adipose tissue：molecular and morphological characterization［J］.Cell Sci，1992，103（4）：931-942.

［8］ CRAIG B W，HAMMONS G T，GARTHWAITE S M，et al.Adaptation of fat cells to exercise： response of glucose uptake and oxidation to insulin［J］.Appl Physiol，1981，51：1500-1506.

［9］ CYPESS A M，IJEHMAN s，WILLIAMS G，et al.Identif i cation and importance of brown adipose tissue in adult humans［J］.N End J Med，2009，360（15）：1509-1517.

［10］ DE MATTEIS R，LUCERTINI F，GUESCINI M，et al.Exercise as a new physiological stimulus for brown adipose tissue activity［J］. Nutr Metab Cardiovasc Dis，2013，23（6）：582-590.

［11］ GOLLISCH KS，BRANDAUER J，JESSEN N，et al.Effects of exercise training on subcutaneous and visceral adipose tissue in normal-and high-fat diet-fed rats［J］.Am J Physiol Endocrinol Metab，2009，297：E495-E504.

［12］ HORNBERGER TA JR.，F(xiàn)ARRAR RP.Physiological hypertrophy of the FHL muscle following 8 weeks of progressive resistance exercise in the rat ［J］.Can J Appl Physiol，2004，29（1） ：16-31.

［13］ NORHEIM F，LANGLEITE T M，HJORT H M，et al.The effects of acute and chronic exercise on PGC-1alpha，irisin and browning of subcutaneous adipose tissue in humans［J］.FEBSJ，2014，281（3）：739-749.

［14］ OLIVEIRA N R，MARQUES S O，LUCIANO T F，et al.Treadmill training increases SIRT-1 and PGC-1 α protein levels and AMPK phosphorylation in quadriceps of middle-aged rats in an intensity-dependent manner ［J］.Mediators Inf l amm，2014，2014：987017.

［15］ PETROVIC N，WALDEN T B，SHABALINA I G，et al.Chronic peroxisome proliferator-activated receptor gamma （PPARgamma）activation of epididymally derived white adipocyte cultures reveals a population of thermogenically competent， UCP1-containing adipocytes molecularly distinct from classic brown adipocytes［J］. J Biol Chem，2010，285：7153-7164.

［16］ QIANG L，WANG L，KON N，et al.Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ［J］. Cell，2012，150（3）：620-632.

［17］ RONN T，VOLKOV P，TORNBERG A，et al.Extensive changes in the transcriptional profile of human adipose tissue including genes involved in oxidative phosphorylation after a 6-month exercise intervention［J］.Acta Physiol（Oxf），2014，211（1）：188-200.

［18］ SEALE P，BJORK B，YANG W，et al.PRDM16 controls a brown fat/skeletal muscle switch［J］. Nature，2008，454： 961-967.

［19］ SEALE P，CONROE H M，ESTALL J，et al.Prdm16 determines the thermogenic program of subcutaneous white adipose tissue in mice［J］.J Clin Invest，2011，121（1）：96-105.

［20］ STANFORD K I，MIDDELBEEK R J W，TOWNSEND K L，et al.A novel role for subcutaneous adipose tissue in exercise-induced improvements in glucose homeostasis［J］.Diabetes，2015，64：2002-2014.

［21］ TMJKOVSKI M，AHMED K，ESAU C C，et a1.MyomiR-133 regulates brown fat differentiation through Prdml6［J］.Nat Cell Binl，2012，14：1330-1335.

［22］ VIRTANEN KA，LIDELL ME，ORAVA J，et al.Functional brown adipose tissue in healthy adults［J］.New England J Med，2009，3（60）：1518-1525.

［23］ WU MV，BIKOPOULOS G，HUNG S，et al.Thermogenic capacity is antagonistically regulated in classical brown and white subcutaneous fat depots by high fat diet and endurance training in rats： impact on whole-body energy expenditure［J］.Biol Chem，2014，289（49）：34129-34140.

［24］ YOUNG P，ARCH JR，ASHWELL M.Brown adipose tissue in the parametrial fat pad of the mouse［J］.FEBS Lett，1984；167：10-14.

［25］ ZINGARETTI M C，CROSTA F，et al.The presence of UCP1 demonstrates that metabolically active adipose tissue in the neck of adult humans truly represents brown adipose tissue［J］.FASEB J，2009，23：3113-3120.

Effect of Aerobic and Resistance Exercise on Browning of White Adipose Tissue in Rats

目的：對比兩種不同的運(yùn)動方式——有氧運(yùn)動和抗阻運(yùn)動對大鼠白色脂肪棕色化的作用。方法：雄性SD大鼠隨機(jī)分為3組，分別為安靜對照組（C）、有氧訓(xùn)練組（T）和抗阻訓(xùn)練組（L），有氧訓(xùn)練方式為跑臺訓(xùn)練：8周的時(shí)間里速度由15 m/min增至28 m/min，訓(xùn)練時(shí)間由20 min增至60 min，每周訓(xùn)練5天?？棺栌?xùn)練方式為遞增負(fù)荷爬梯訓(xùn)練，爬梯長1.1 m，負(fù)重裝置固定于大鼠尾部，初始負(fù)荷為體重的50%，之后不斷增加負(fù)荷，每3天進(jìn)行1次，共訓(xùn)練8周。最后一次訓(xùn)練結(jié)束后48 h取大鼠的雙側(cè)腹股溝脂肪和附睪脂肪，組織進(jìn)行HE染色，熒光定量PCR，觀察兩種運(yùn)動對脂肪組織形態(tài)和相關(guān)基因mRNA的影響。結(jié)果： T組腹股溝脂肪和附睪脂肪的脂滴面積都顯著減小，腹股溝脂肪組織里還出現(xiàn)了一些多腔室的小細(xì)胞成簇的聚集和少量類似血管的管狀物；L組兩類脂肪的脂滴面積比C組略有減小但不顯著；T組的PRDM16、PPARγ、PGC-1α、UCP1 的mRNA在腹股溝脂肪中的表達(dá)量與C組相比有顯著升高，在附睪脂肪中的表達(dá)量除PPARγ以外都略有降低，L組的上述基因在腹股溝脂肪中表達(dá)量與C組相比略有升高但無顯著性，在附睪脂肪中的表達(dá)量也表現(xiàn)為除PPARγ以外都出現(xiàn)不同程度的降低。結(jié)論：有氧運(yùn)動可以促進(jìn)皮下白色脂肪棕色化，但對內(nèi)臟脂肪作用不明顯；抗阻運(yùn)動對皮下和內(nèi)臟脂肪均無促進(jìn)其發(fā)生棕色化的作用。

有氧運(yùn)動；抗阻運(yùn)動；白色脂肪棕色化；皮下脂肪；內(nèi)臟脂肪

Objective：To compare the effect of aerobic and resistance exercise on browning of white adipose tissue（WAT）in rats. Methods：Sprague-Dawley rats were randomly assigned to three groups：control group（C），aerobic exercise group（T），resistance exercise group（L）. The rats of T group performed treadmill exercise，speed increase from 15m/min to 28m/min，and the time increased from 20min to 60 min during 8 weeks，training were performed 5 days per week. The rats in L group were allowed to climb a 1.1m vertical ladder with weights attached to their tails and the weights were progressively increased. Sessions were performed one times per three days for 8 weeks. Then bilateral inguinal fat（in-WAT） and epididymal fat（ep-WAT） were isolated at 48h after the last exercise section. The Hematoxylin –Eosin（HE） staining was used to observe The morphology of adipocyte，and the Quantitative Real-time PCR was used to detect the mRNA expression of browning genes. Result：The lipid droplets of in-WAT and ep-WAT in T group were smaller than that in C group，and some multilocular cells and blood vessels appeared in the in-WAT. The size of lipid droplets of in-WAT and ep-WAT decreased slightly in L group. The content of PRDM16，PPARγ，PGC-1αand UCP1 mRNA of in-WAT in T group increased signif i cantly while that in L group increased with no signif i cant compared with C group. All of these genes mRNA content of ep-WAT whether in L group or T group were lower than that in C group except PPARγ. Conclusion：The aerobic exercise can induce browning of subcutaneous WAT，but has no signif i cant effect on visceral WAT. Resistance exercise has no effect on subcutaneous WAT and visceral WAT.

aerobic exercise；resistance exercise；browning of WAT；subcutaneous WAT；visceral WAT

G804.7

A

1000-677X（2017）06-0069-06

10. 16469/j. css. 201706007

2016-11-21；

2017-04-26

國家體育總局體育科學(xué)研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目（15-28）。

楊星雅，女，實(shí)驗(yàn)師，碩士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動生物化學(xué)、運(yùn)動與脂肪代謝，E-mail：yangxingya@ciss.cn。

1.國家體育總局體育科學(xué)研究所，北京 100061；2. 國家體育總局體育文化發(fā)展中心，北京 100061

1.China Institute of Sport Science，Beijing 100061，China；2.Sports Culture Development Center，Beijing 100061，China.