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研究目的:目前,2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是全世界最常见的慢性代谢性疾病之一,它给全球带来了巨大的经济负担和死亡风险。导致T2DM流行的危险因素有多种,其中肥胖是最强危险因素。当机体处于肥胖状态时,免疫细胞驻留或浸润代谢器官,引起机体慢性炎症以及代谢紊乱,从而降低胰岛素的敏感性,导致T2DM的发生。运动是防治代谢性疾病的一种重要手段,可改善肝脏炎症,但具体机制尚未完全阐明。因此,本研究通过建立T2DM小鼠模型,探究高强度间歇训练(high intensity interval training,HIIT)对T2DM小鼠肝脏炎症和胰岛素抵抗的改善机制。研究方法:5周龄C57BL/6J雄性小鼠30只适应性喂养一周后,随机分为两组:正常饮食对照组(NC,n=10)和高脂饮食模型组(HFD,n=20)。NC组饲喂普通饲料;HFD组饲喂12周高脂饲料后,腹腔注射链脲佐菌素(streptozocin,STZ),通过检测空腹血糖(fasting blood glucose,FBG),葡萄糖耐量试验(glucose tolerance test,GTT)和胰岛素耐量试验(insulin tolerance test,ITT)筛选T2DM模型建立成功的小鼠。再将建模成功的小鼠随机分为T2DM安静组(SED,n=9)和T2DM高强度间歇训练组(HIIT,n=10)并继续高脂喂养。HIIT组进行8周高强度间歇性训练。运动训练前后分别检测T2DM小鼠的FBG、GTT和ITT。8周HIIT干预结束后取肝脏组织。在三组小鼠中,我们进行以下研究:H&E染色和油红O染色观察肝脏形态以及脂质沉积情况;RT-PCR和Western blot检测肝脏脂代谢、胰岛素信号通路相关因子表达情况;免疫荧光、RT-PCR和Western blot检测肝脏总巨噬细胞、M1型、M2型巨噬细胞标志物表达情况;RT-PCR检测肝脏线粒体生物合成和动力学、促炎及抗炎相关因子m RNA表达情况。研究结果:1.HIIT改善T2DM小鼠肝脏脂肪变性和脂肪含量与NC组相比,SED组肝脏重量显著增加(P<0.05);且肝脏脂质沉积和脂滴面积显著增多(P<0.001)。与SED组相比,HIIT组肝脏重量显著降低(P<0.05);脂质沉积和脂滴面积显著减少(P<0.01)。2.HIIT改善T2DM小鼠肝脏胰岛素抵抗与NC组相比,SED组PI3K(P<0.05)、IRS1和AKT(P<0.01)m RNA水平显著降低,p PI3K(Tyr458)(P<0.05)和p AKT(Ser473)(P<0.01)蛋白水平也降低。8周运动后,HIIT组AKT的m RNA水平显著增加(P<0.05),p PI3K(Tyr458)和p AKT(Ser473)的蛋白表达也显著增加(P<0.05)。3.HIIT改善T2DM小鼠肝脏炎症与NC组相比,SED组促炎细胞因子TNF-α(P<0.05)、MCP-1(P<0.01)、IL-6(P<0.01)和IL-1β(P<0.05)m RNA水平显著升高,同时,抗炎细胞因子IL-10和IL-4 m RNA水平也显著增加(P<0.01)。8周运动后,HIIT组促炎细胞因子TNF-α、MCP-1和IL-6 m RNA水平显著降低(P<0.05),抗炎细胞因子IL-10和IL-4的m RNA水平也显著降低(P<0.05)。4.HIIT降低T2DM小鼠肝脏巨噬细胞促炎极化与NC组相比,SED组促炎巨噬细胞(M1型)细胞数量显著增加,肝脏总巨噬细胞标记物F4/80和CD68以及M1巨噬细胞标记物CD86 m RNA表达均显著增加(P<0.01)。8周HIIT显著降低M1巨噬细胞的细胞数以及F4/80和CD86的m RNA表达(P<0.05)。5.HIIT增加T2DM小鼠肝脏巨噬细胞抗炎极化与NC组相比,SED组抗炎巨噬细胞(M2型)细胞数量显著减少,M2巨噬细胞标志物Arg1、CD206和CD163表达水平均显著降低(P<0.001)。8周HIIT显著增加M2巨噬细胞的细胞数以及标志物Arg1、CD206和CD163的表达(P<0.05)。此外,与NC组相比,SED组RORαm RNA水平显著降低(P<0.001)。运动后,HIIT组RORα和KLF4 m RNA水平显著升高(P<0.05)。6.HIIT改善T2DM小鼠肝脏脂代谢与NC组相比,SED组肝脏脂肪酸氧化关键因子CPT1α、PPARα和ACOX1m RNA表达(P<0.05)以及CPT1α蛋白表达(P<0.001)均显著降低,脂肪酸摄取关键因子CD36和脂肪生成关键因子PPARγm RNA表达均显著增高(P<0.05)。与SED组相比,HIIT组CPT1α、PPARα和ACOX1 m RNA表达以及CPT1α蛋白表达均显著增高(P<0.01),CD36 m RNA表达无统计学意义,PPARγm RNA表达水平显著降低(P<0.05)。7.HIIT改善T2DM小鼠肝脏线粒体生物合成和动力学与NC组相比,SED组线粒体生物合成相关因子PGC-1α、TFAM、NRF1以及线粒体融合相关因子MFN1和MFN2 m RNA水平显著降低(P<0.05),线粒体分裂相关因子DRP1 m RNA水平无统计学意义。与SED组相比,HIIT组PGC-1α、TFAM、MFN2 m RNA水平显著增加(P<0.05),DRP1 m RNA水平显著降低(P<0.01)。研究结论:8周高强度间歇训练可减轻2型糖尿病小鼠肝脏炎症并增强胰岛素敏感性,进一步研究发现,HIIT减轻T2DM小鼠肝脏炎症的机制可能与肝脏脂代谢紊乱改善和肝脏巨噬细胞向M2型极化有关,而线粒体生物合成和动力学的改善可能是调节脂代谢紊乱的机制之一。