【摘 要】
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目的胰岛素抵抗（IR）是多种慢性非传染性疾病（NCDs）的关键病理环节之一。骨骼肌产生的肌肉因子通过介导白色脂肪褐变对改善IR有突出作用。运动是肌肉因子表达和分泌的主要原因,然而鲜少有探讨膳食因素对肌肉因子作用和机制的研究。DHA和EPA可以刺激脂肪褐变、改善IR,但是否通过调节肌肉因子参与其中尚无明确定论。本研究旨在探讨IR状态下混合补充DHA和EPA对骨骼肌产生Irisin、IL-6、FGF2
【基金项目】
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DHA和EPA经调节肌源性IL-6表达改善脂质代谢紊乱的作用及机制研究（国家自然科学基金面上项目,82073542）； DHA和EPA调节胰岛素抵抗的作用差异及GPR120/PPARy介导的机制研究（国家自然科学基金面上项目,81773425）；
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目的胰岛素抵抗（IR）是多种慢性非传染性疾病（NCDs）的关键病理环节之一。骨骼肌产生的肌肉因子通过介导白色脂肪褐变对改善IR有突出作用。运动是肌肉因子表达和分泌的主要原因,然而鲜少有探讨膳食因素对肌肉因子作用和机制的研究。DHA和EPA可以刺激脂肪褐变、改善IR,但是否通过调节肌肉因子参与其中尚无明确定论。本研究旨在探讨IR状态下混合补充DHA和EPA对骨骼肌产生Irisin、IL-6、FGF21、IL-15的影响,并从Ca2+信号通路出发,阐明DHA和EPA调节肌源性Irisin和IL-6产生的分子机制,明确DHA和EPA是否通过调节肌肉因子的表达和分泌参与白色脂肪褐变并改善IR,为合理利用DHA和EPA靶向肌肉因子以防治NCDs提供理论基础和科学依据。方法1、高脂膳食喂养C57BL/6J小鼠16周建立IR小鼠模型,用4%（w/w）构成比不同的 DHA 和 EPA（DHA/EPA=3:1 或 1.5:1 或 1:1 或 1:1.5 或 1:3）干预 IR小鼠12周。测小鼠体重、体成分;HE观察小鼠腹股沟白色脂肪（iWAT）形态变化;氧化酶法检血糖（FBG）、血胰岛素（FINS）、游离脂肪酸（FFAs）、血脂水平;OGTT测葡萄糖耐量;计算胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）、胰岛素敏感指数（ISI）、李氏指数（Lee’s index）;Western blot测骨骼肌胰岛素信号通路关键因子;免疫组化测iWAT中UCP1的阳性情况,qPCR测iWAT中褐变标记基因、骨骼肌Irisin、FGF21、IL-6、IL-15的mRNA水平;ELISA测小鼠血清 Irisin、FGF21、IL-6、IL-15 含量。2、采用100-500μM棕榈酸（PA）处理C2C12肌管细胞6-24 h建立IR细胞模型,采用100μM DHA和EPA混合物（DHA/EPA=3:1或1:1或1:3）干预IR肌管细胞24 h,用或不用BAPTA-AM、STO-609、Compoud C抑制Ca2+信号通路。Western blot测胰岛素信号通路关键因子、NFATc1、PGC-1α蛋白水平;qPCR测肌管细胞Irisin、FGF21、IL-6、IL-15的mRNA水平;ELISA测肌管细胞上清Irisin、FGF21、IL-6、IL-15含量;钙离子荧光探针测肌管细胞Ca2+浓度。3、采用10 ng/ml TNF-α处理3T3-L1脂肪细胞48 h建立IR细胞模型,用IR肌管细胞上清处理IR脂肪细胞24h。qPCR测iWAT中褐变标记基因。结果1、高脂膳食喂养小鼠体重、内脏脂肪量、Lee’s index、TG、TC、HDL-c、FFAs、FBG、FINS和HOMA-IR升高,ISI下降,糖耐量受损,骨骼肌IRS-1、p-AKT表达下调。混合补充DHA和EPA小鼠内脏脂肪含量减少（3:1组和1:3组）,体脂率减低（1:3 组）,FBG（1.5:1 组）、FFAs（3:1 组、1.5:1 组和 1:3组）、HOMA-IR（1:1组除外）下降;iWAT发生米色脂肪样变（3:1组和1:3组）、UCP1等褐变标记基因表达上调（3:1组和1:3组效果较突出）;骨骼肌Irisin、IL-6、FGF21、IL-15 表达（1:1.5 组除外）上升,血清 Irisin（3:1 组、1.5:1 组和1:3 组）、IL-6（1.5:1 组和 1:3 组）、FGF21（1:1 组、1.5:1 组和 1:3 组）和 IL-15（1.5:1组和1:3组）水平增加。2、经500 μM PA处理12 h肌管细胞胰岛素敏感性降低及IRS-1、p-AKT表达下调的效果最佳。DHA/EPA干预刺激IR肌管细胞表达和分泌Irisin、IL-6、FGF21和IL-15（3:1组和1:3组效果较1:1组突出）,上调NFATc1、PGC-1α蛋白表达,抑制Ca2+信号后Irisin和IL-6的表达和分泌减少。3、经10 ng/ml TNF-α处理48 h脂肪细胞胰岛素敏感性下降,IRS-1表达下调。肌管细胞上清干预后脂肪细胞褐变标记基因表达上升,抑制肌管细胞Ca2+信号后褐变标记基因表达下调。结论1、DHA和EPA混合干预诱导IR小鼠骨骼肌表达和分泌Irisin、IL-6、FGF21和IL-15,刺激皮下脂肪组织发生褐变并改善小鼠IR。2、DHA/EPA通过调节Ca2+/CaMK信号通路刺激IR肌管细胞表达和分泌Irisin,通过调节Ca2+/CaN信号通路刺激IR肌管细胞表达和分泌IL-6,并刺激3T3-L1脂肪细胞发生褐变。
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