有氧运动对脂肪 chemerin 敲除小鼠体脂和糖脂代谢的影响

有氧运动对脂肪 chemerin 敲除小鼠体脂和糖脂代谢的影响

张雷

信阳学院

摘要：目的：明确chemerin 敲除在血清chemerin和其他外周代谢器官糖脂代谢酶及其上游分子过氧化物增殖因子活化受体γ的影响机制；方法：选取5周龄的ICR小鼠合计48只，构建脂肪 chemerin 敲除小鼠（(-/-)·fabp4：敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠、(-/-)·adiponectin：只敲除白色脂肪的靶基因小鼠）模型，通过高脂饲料喂养后将其分为HFD:高脂对照组和HFD+E：高脂+运动组，雌雄平均分配。通过为期6周的有氧运动（中等强度递增式跑台运动）干预，对小鼠体脂率、空腹血糖、胰岛素敏感性、血脂四项进行检测；结论：（1）有氧运动明显降低了高脂饲料喂养的雄性脂肪chemerin敲除小鼠体脂含量且对脂肪chemerin敲除小鼠体脂含量的作用存在性别差异；（2）有氧运动对雌雄脂肪chemerin敲除小鼠糖脂代谢均有改善作用，对雄性脂肪chemerin敲除小鼠的糖脂代谢作用优于雌性；（3）有氧运动可以降低脂肪chemerin敲除小鼠的血清chemerin水平、进而上调肝或腓肠肌过氧化物增殖因子活化受体γ以及糖脂代谢酶水平。

关键词：有氧运动；脂肪 chemerin 敲除；体脂；糖脂代谢

引言：

Chemerin除了具备细胞脂肪增殖分化的调节作用以外，还可以促进多种炎症因子反应蛋白的分泌，从而起到炎症的调控作用。现代医学已经充分证实了Chemerin在炎症和糖脂代谢中的关联作用，是肥胖、2型糖尿病、代谢综合征的重要影响因素，从而诱发多种疾病。通过减重措施，如运动和节食干预等均可以较为明显的降低机体中Chemerin的含量。Chemerin目前已被广泛认为是肥胖相关疾病的潜在治疗靶分子，但是对于其是通过何种方式影响糖脂代谢功能目前尚未明确，文章对此做详细研究与分析。

1.材料与方法

1.1 实验仪器

本项目实验所需的主要仪器如下所示：

动物跑台、离心机、加样器、振荡器、酶标仪、动物体成分分析仪、电泳仪、全自动化学发光仪、纯水仪、血糖仪、超声波细胞粉碎机、PCR仪。

1.2 实验试剂

本项目实验所需的主要试剂如下所示：

链尿菌素、低密度脂蛋白(LDL)亚分型检测试剂、小鼠趋化素、小鼠胰岛素酶联免疫吸附检测试剂、各梯度乙醇、RAPI裂解液、BCA蛋白浓度测定试剂盒、PVDF膜、Chemerin抗体、甘氨酸电泳缓冲液、转膜缓冲液、TBS试剂、SDS、AP、分离胶、TBE、琼脂糖凝胶，等。

1.3 实验分组与方案

其次是本项目实验模型。选取5周龄的ICR小鼠合计48只，构建脂肪chemerin敲除小鼠模型，小鼠采购于郑州大学实验动物中心，对小鼠进行高脂饲料喂养5周后将脂肪chemerin敲除小鼠随机分为(-/-)·fabp4组和(-/-)·adiponectin组。运动方式为跑台运动，每周运动6d，每天运动1h，跑台速度为12m/min，其中外源性chemerin在运动后的3w后开始补充。其中运动组进行为期6周的中等强度跑台有氧运动干预。跑台实验结束后对各组小鼠的进行麻醉，麻醉后采血，采血后断头处死，取出肝脏、腓肠肌、比目鱼肌、肾周脂肪、附睾脂肪等组织备用。对小鼠的各项生理指标、糖代谢指标、血清、各组织蛋白水平进行生理生化分析。

1.4 试验方法与流程

1.4.1 样本收集

跑台运动试验结束后的24h，对小鼠禁食12h后对其进行麻醉，使用手术刀对小鼠进行开胸心尖取血，对其进行静置2h后将其置于高速低温离心机，离心10min后取血清。对小鼠进行解剖，取肝脏、腓肠肌、比目鱼肌、趾长伸肌、胫骨前肌股四头肌组织和肾周、附睾脂肪等组织，将其置于液氮冷冻保存备用。

1.4.2葡萄糖耐量试验法

对小鼠禁食18h，禁食后依照小鼠的体重进行灌胃，体重试剂比为2g/kg，灌胃试剂为浓度为25%的葡萄糖；测试小鼠灌胃前的空腹血糖；对小鼠灌胃后的不同时间段分别测量小鼠的空腹血糖；小鼠空腹血糖测定后对小鼠尾部进行消毒处理，消毒试剂为浓度为68%的医用酒精。

1.4.3 胰岛素耐受实验法

对小鼠禁食6h，禁食后依照小鼠的体重进行注射，体重试剂比为1U/kg，注射药物为人用胰岛素；在对小鼠进行注射前需要先测定小鼠的即时空腹血糖；对小鼠注射后的不同时间段分别测量小鼠的空腹血糖；；小鼠空腹血糖测定后对小鼠尾部进行消毒处理，消毒试剂为浓度为68%的医用酒精。

1.4.4 GLU、TC、TG、LDL、HDL、FFA检测

GLU检测：小鼠禁食12h后使用血糖仪检测小鼠尾端静脉血糖值；血脂四项的检测：使用双试剂直接法测量血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白、游离脂肪酸的水平。

1.4.5 统计学分析

本项目实验采用SPSS21.0统计学软件进行数据处理，测定结果采用均值±标准差的形式表示。生理数据采用单因素重复测量的方差分析，糖脂代谢指标、血清chemerin以及组织蛋白等指标采用独立样本t检验分析，其中p＜ 0.05为显著性差异，p＜ 0.01 为非常显著性差异。

2 实验结果

2.1 有氧运动对高脂喂养的脂肪 chemerin 敲除小鼠糖脂代谢的影响

经过6周的有氧运动干预，从糖代谢方面来看，有氧运动对雌性小鼠的空腹血糖并无明显变化，但是从雌性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠以及只敲除白色脂肪的靶基因小鼠的血清胰岛素和血清胰岛素抵抗水平均有明显的下降（P<0.01）；有氧运动对雄性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠的空腹血糖以及血清胰岛素抵抗水平下降明显（P<0.05）。

对脂代谢的研究主要包括总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、游离脂肪酸等各项指标。通过对雌性小鼠有氧运动干预的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、游离脂肪酸等各项指标观察来看，有氧运动明显降低了雌性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠以及只敲除白色脂肪的靶基因小鼠的总胆固醇水平，但是对于血清的甘油三酯以及雌性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠的胆固醇水平并无明显差别。运动组的只敲除白色脂肪的靶基因小鼠血清高密度脂蛋白胆固醇水平有明显提升，有氧运动干预促使高职饲料为欧阳的雄性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因血清的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、游离脂肪酸水平显著下降（P<0.05），血清高密度脂蛋白胆固醇明显提升（P<0.01）。雄性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠总胆固醇、甘油三酯水平明显下降（P<0.05）。

2.2 有氧运动对高脂喂养的脂肪 chemerin 敲除小鼠胰岛素敏感性的影响

胰岛素敏感性的研究本项目主要是通过口服葡萄糖耐量试验以及胰岛素耐量试验等两种方式进行研究，根据研究结果发现，对于雌性小鼠，有氧运动对高脂饲料喂养的雌性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠的糖耐量有明显的改善（P<0.05），但是对于雌性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠的胰岛素敏感性则没有明显的改善，结果如下图7、8所示；对于雄性小鼠而言，有氧运动对高脂饲料喂养的雄性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠的糖耐量和胰岛素敏感性有明显的改善（P<0.05），但是对于雄性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠的糖耐量和胰岛素敏感性则没有明显的改善。

2.3 有氧运动对高脂喂养的脂肪 chemerin 敲除小鼠血清chemerin水平的影响

通过观察有氧运动对敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠以及只敲除白色脂肪的靶基因小鼠的血清chemerin水平，可以看出有氧运动干预后两组小鼠的血清chemerin水平有明显的下降（P<0.05）。

2.4 有氧运动对高脂喂养的脂肪 chemerin 敲除小鼠肝脏重量的影响

6周有氧运动干预结束后，雌性脂肪 chemerin 敲除的敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠肝脏重量有明显下降（P<0.05），雌性脂肪 chemerin 敲除的只敲除白色脂肪的靶基因小鼠肝脏重量则无明显变化。对于雄性小鼠而言，有氧运动干预使得敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因以及只敲除白色脂肪的靶基因肝脏重量均得到明显降低（P<0.05），同时雄性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠的脂肪肝状况也得到有效的缓解。

2.5 有氧运动对高脂喂养的脂肪 chemerin 敲除小鼠肝脏靶蛋白的影响

经过为期6周的有氧运动干预后，高脂饲料喂养的敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠不管是雌性还是雄性其肝chemerin蛋白水平和趋化因子样受体1蛋白水平均有显著的下降（P<0.05）。同时有氧运动对高脂饲料喂养的只敲除白色脂肪的靶基因小鼠肝chemerin蛋白水平有明显的下降，且无性别差异，但是对趋化因子样受体1蛋白水平并无明显的差异。高脂饲料喂养的敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠过氧化物增殖因子活化受体γ蛋白水平显著提升（P<0.01）且无性别差异性，但是对于只敲除白色脂肪的靶基因小鼠并无明显影响。

高脂饲料喂养的敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠肝脏脂肪甘油三酯脂酶、脂蛋白脂酶水平明显提升，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶水平并无明显变化，且该结果并无明显的性别差异。对于高脂饲料喂养的只敲除白色脂肪的靶基因小鼠通过为期6周的有氧运动干预其肝脏脂肪甘油三酯脂酶水平明显增加，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶则显著下降，对于小鼠肝脏脂蛋白脂酶则并无明显变化，且该实验结果并不存在明显的性别差异。

2.6 有氧运动对高脂喂养的脂肪 chemerin 敲除小鼠腓肠肌靶蛋白的影响

通过为期6周有氧运动干预，高脂饲料喂养的敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠腓肠肌chemerin蛋白水平以及腓肠肌趋化因子样受体1蛋白水平均明显下降，且不呈现性别差异；通过为期6周有氧运动干预，雌性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠腓肠肌chemerin蛋白水平没有明显差异，其受体趋化因子样受体1蛋白水平明显下降；雄性运动组小鼠只敲除白色脂肪的靶基因腓肠肌chemerin蛋白水平和趋化因子样受体1蛋白水平均显著下降。

通过为期6周有氧运动干预，高脂饲料喂养的雌性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠腓肠肌过氧化物增殖因子活化受体γ蛋白水平并无明显影响，但是雄性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠腓肠肌过氧化物增殖因子活化受体γ蛋白水平显著提升。通过为期6周有氧运动干预，雌性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠腓肠肌过氧化物增殖因子活化受体γ蛋白水平明显提升，但是雄性则无明显变化。

2.7  对腓肠肌脂肪甘油三酯脂酶、脂蛋白脂酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶蛋白水平的影响

通过为期6周有氧运动干预，高脂饲料喂养的敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠腓肠肌脂肪甘油三酯脂酶、脂蛋白脂酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶蛋白水平均得到明显提升，有氧运动使只敲除白色脂肪的靶基因小鼠的腓肠肌脂蛋白脂酶水平明显提升且并不存在性别影响。

3 分析与探讨

研究中发现，有氧运动对高脂饲料喂养的脂肪chemerin敲除小鼠体脂水平有明显改善，但是因性别的不同存在明显的差异。在为期6周的有氧运动干预后，雄性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠体脂降低、糖耐量增加，但是雌性只敲除白色脂肪的靶基因小鼠体脂和糖耐量并无明显变化。对于敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因的小鼠，有氧运动干预对体脂和糖耐量的影响则并不因性别存在明显差异，均得到有效的下降。实验中发现，只敲除白色脂肪的靶基因均无出现脂肪肝，但是敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因的雄性小鼠则出现脂肪肝的表现，雌性小鼠的改重量也有所提升，但是通过有氧运动干预则改善了敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠脂肪肝现象，可见有氧运动对脂肪chemerin敲除小鼠体脂、糖耐量和脂肪肝的影响存在性别差异，但是不同的chemerin敲除小鼠差异也存在性别因素，即运动对敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠的作用明显优于只敲除白色脂肪的靶基因小鼠。

关于有氧运动对脂肪chemerin敲除小鼠产生性别差异的原因，在本项目实验中，通过为期6周的有氧运动对小鼠血清chemerin和肝脏chemerin趋化因子样受体1水平有明显的降低，雄性小鼠的肝脏过氧化物增殖因子活化受体γ以及糖脂代谢酶水平有明显提升，而对雌性小鼠则无明显影响，因此可以分析运动对chemerin敲除小鼠糖脂代谢性别差异的原因可能与肝脏过氧化物增殖因子活化受体γ以及糖脂代谢酶水平存在关系。除此之外，有氧运动对两种不同的chemerin敲除小鼠也存在一定的差异，其原因分析除了与敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠糖脂代谢紊乱等症状较为严重存在关系以外，还发现了有氧运动可以对两种小鼠的血清chemerin以及肝和腓肠肌的chemerin水平均有明显的下降。运动对雄性敲除白色脂肪和棕色脂肪的靶基因小鼠的肝脏和腓肠肌过氧化物增殖因子活化受体γ以及糖脂代谢酶水平，但是对于只敲除白色脂肪的靶基因小鼠肝脏的脂肪甘油三酯脂酶以及腓肠肌的脂蛋白脂酶蛋白水平有提升作用，对于肝脏过氧化物增殖因子活化受体γ以及脂蛋白脂酶则无明显提升作用，分析运动对不同的chemerin敲除小鼠糖脂代谢改善作用的差异还与肝脏过氧化物增殖因子活化受体γ以及脂蛋白脂酶、脂肪甘油三酯脂酶存在关系。

4 研究结论

首先，有氧运动明显降低了高脂饲料喂养的雄性脂肪chemerin敲除小鼠体脂含量，但是对雌性脂肪chemerin敲除小鼠体脂含量则无明显影响，因此有氧运动对脂肪chemerin敲除小鼠体脂含量的作用存在性别差异。

其次，有氧运动对雌雄脂肪chemerin敲除小鼠糖脂代谢均有改善作用，但是仍存在一定的性别差异，即有氧运动对雄性脂肪chemerin敲除小鼠的糖脂代谢作用优于雌性。

第三，有氧运动可以降低脂肪chemerin敲除小鼠的血清chemerin水平、进而上调肝或腓肠肌过氧化物增殖因子活化受体γ以及糖脂代谢酶水平。

参考文献：

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作者简介：张雷，男，大学本科，副教授，体育教学理论与实践，运动训练。

项目来源：2022河南省教育厅重点项目：有氧运动对高脂喂养的脂肪 chemerin 敲除小鼠糖脂代谢的影响及机制（22B890005）