转录因子EB在有氧运动改善高脂饮食诱导小鼠骨骼肌胰岛素抵抗中的作用

作     者：王平 李佳欣 陈小龙 余新 靳晓鹏 祝明华 Wang Ping;Li Jiaxin;Chen Xiaolong;Yu Xin;Jin Xiaopeng;Zhu Minghua

作者机构：杭州师范大学体育学院杭州311121 杭州师范大学附属医院杭州310015 

出 版 物：《中国运动医学杂志》 (Chinese Journal of Sports Medicine)

年 卷 期：2024年第43卷第3期

页      面：193-204页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

基　　金：浙江省哲学社会科学规划课题(19NDJC054YB) 浙江省自然科学基金项目(LY24H170002) 

主　　题：转录因子EB 高脂膳食 有氧运动 骨骼肌 胰岛素抵抗 

摘      要：目的:探讨转录因子EB(TFEB)在有氧运动改善骨骼肌胰岛素抵抗中的作用。方法:18只6周龄雄性SPF级别C57BL/6小鼠随机分为普通膳食组(CON组)、高脂膳食组(HFD组)和高脂膳食运动组(HFDE组),每组6只。喂养12周后HFDE组小鼠进行12周跑台运动(60 min/次、5次/周,速度12 m/min,坡度0°)。然后采用腹腔注射葡萄糖耐量试验(IPGTT)和腹腔注射胰岛素耐量试验(IPITT)分别检测小鼠葡萄糖耐量和胰岛素耐量,生化检测小鼠空腹血糖和胰岛素含量、计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),评价小鼠胰岛素抵抗水平;蛋白质印迹法(WB)检测骨骼肌胞核和胞质磷酸化TFEB(pTFEB)、TFEB蛋白表达、胞质和胞膜葡萄糖转运体4(GLUT4)蛋白表达、骨骼肌胰岛素信号通路磷酸化胰岛素受体底物1(pIRS1)、磷酸化蛋白激酶B(p AKT)、磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)和pTBC1D4(又名AS160)的蛋白表达;分别对p TFEB、TFEB和胰岛素信号通路相关蛋白做相关性分析。结果:(1)与CON组相比,HFD组小鼠体重、IPGTT、IPITT各个时间点血糖、曲线下面积(AUC)、血清胰岛素、HOMA-IR、胞质pTFEB、总TFEB(TTFEB)和GLUT4蛋白表达均显著增加(P0.05)。(2)与HFD组相比,HFDE组小鼠体重、IPGTT各个时间点血糖、AUC、IPITT的0 min、30 min、60 min的血糖及AUC、血清胰岛素、HOMA-IR、骨骼肌胞质p TFEB、T-TFEB、GLUT4蛋白表达均显著下降(P0.05或P0.01),但pIRS1、pAKT、PI3K、p TBC1D4、胞膜GLUT4和胞核T-TFEB蛋白表达均显著增加(P0.01)。(3)TFEB与胰岛素信号通路蛋白相关性分析结果显示,胞质p TFEB与pIRS1、PI3K、pAKT和pTBC1D4蛋白表达呈负相关(r=-0.8642,r=-0.7789,r=-0.8946,r=-0.8040,P0.01),与胞质GLUT4呈正相关(r=0.8532,P0.01);胞核TFEB与胞膜GLUT4蛋白表达呈正相关(r=0.7744,P0.01)。结论:高脂膳食可引起小鼠骨骼肌胰岛素信号通路相关蛋白表达下降,胰岛素作用减弱,导致糖、脂代谢紊乱;有氧运动可显著增加高脂膳食小鼠骨骼肌胰岛素信号通路相关蛋白表达,促进胰岛素功能,有效改善高脂膳食小鼠胰岛素敏感性和糖、脂代谢紊乱,其机制可能是有氧运动促进骨骼肌TFEB核转位,激活IRS1/PI3K/AKT/TBC1D4/GLUT4信号通路和增加细胞膜GLUT4表达,增强骨骼肌细胞葡萄糖摄取能力。TFEB介导的胰岛素信号通路可能是有氧运动改善骨骼肌胰岛素抵抗的重要信号通路。