线粒体融合蛋白2对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠骨骼肌脂肪代谢的影响.pdf

目录 iiil i ii i i i i iii1 1 1 1 1iiiiiiiii y 2 3 3 7 5 7 9 中文摘要1 英文摘要5 研究论文线粒体融合蛋白2 对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠骨 骼肌脂肪酸代谢的影响 前言9刖吾9 材料与方法1 0 结果2 4多日刁么+ 附图2 6 讨 仑3 6 结论4 0 参考文献4 1 综述骨骼肌脂质沉积与胰岛素抵抗4 4 致谢5 7 个人简历5 8 中文摘要 线粒体融合蛋白2 对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠骨骼肌脂 肪酸代谢的影响 摘要 胰岛素抵抗( i n s u l i nr e s i s t a n c e ，i r ) 是指外周组织( 骨骼肌、脂肪和肝脏) 对胰岛素的敏感性降低，表现为外周组织对葡萄糖的摄取和利用障碍。近 年来研究认为，骨骼肌组织内脂代谢中间产物如甘油二酯、神经酰胺、长 链脂酰辅酶a 的沉积增加是诱导骨骼肌产生i r 的主要原因。 脂肪酸是人及哺乳动物的主要能源物质，脂肪酸的摄入超出其氧化能 力是骨骼肌内脂肪堆积的主要原因。脂肪酸转位酶( f a t t ya c i dt r a n s l o c a s e ， c d 3 6 ) 是促进骨骼肌细胞摄取脂肪酸的重要膜蛋白。进入细胞中的脂肪酸 需进入线粒体内进行代谢，肉碱脂酰转移酶( c a m i t i n ep a l m i t o y l t r a n s f e r a s e 1 ，c p t l ) 在脂肪酸由胞液向线粒体基质的转运中起关键作用。 胰岛素抵抗及脂质沉积发病机理的关键因子之一是线粒体功能受损， 而线粒体融合蛋白2 ( m i t o f u s i n2 , m f n 2 ) 对线粒体功能有重要的影响。 越来越多的研究表明m f n 2 表达与胰岛素抵抗状态相关，但具体机制仍 不清楚。本研究通过高脂饮食构建大鼠胰岛素抵抗模型，用m f n 2 腺病 毒进行干预，探讨m f n 2 是否可通过改善线粒体功能，增加c p t l 的表达， 从而减少骨骼肌脂质代谢中间产物的沉积，进而改善胰岛素抵抗。 目的：探讨m f n 2 对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠骨骼肌脂质沉 积及脂肪酸代谢中c d 3 6 及c p t l 的影响极其机制。 方法：6 4 只雄性s d 大鼠随机分为2 组，正常对照组( 8 m 1 6 只、高 脂饮食组( 8 f ) 4 8 只，正常对照组给予普通饲料喂养，高脂饮食组给予 高脂饲料喂养8 周，应用清醒状态下高胰岛素正葡萄糖钳夹试验判断高脂 饮食诱导胰岛素抵抗模型成功，之后各组随机选取8 只大鼠，腹主动脉取 血处死动物，血糖( b l o o dg l u c o s e ，b g ) 应用快速血糖仪测定；血甘油三 酯( t r i g l y c e r i d e ，t g ) 、总胆固醇( t o t a lc h o l e s t e r o l ，t c ) 应用全自动生 化分析仪测定；e l i s a 试剂盒测定血清胰岛素( i n s u l i n ，i n s ) ，骨骼肌甘 油二酯( d i a c y l g l y c e r o l s ，d a g ) 、神经酰胺( c e r a m i d e s ，c e a ) 、长链脂酰 辅酶a ( 1 0 n gc h a i nf a t t ya c i dc o a s ，l c a c o a s ) 的变化；g p o p a p 酶法测 中文摘要 定骨骼肌甘油三酯含量的变化；透射电镜观察大鼠骨骼肌线粒体形态变 化；用r t - p c r 和w e s t e r nb l o t 的方法分析大鼠骨骼肌c d 3 6 及c p t l 的 m r n a 和蛋白的表达。之后将剩余高脂饮食组大鼠随机分为：高脂对照 组( c o n t r 0 1 ) 、空病毒组( a d ) 、m f n 2 低剂量组( a d m f n 21 0 8 ) 、m f n 2 中剂量组( a d m f n 21 0 9 ) 、m f n 2 高剂量组( a d m f n 21 0 1 0 ) 各8 只，分别 应用p b s 、m f n 2 空病毒或不同剂量m f n 2 腺病毒鼠尾静脉注射干预三 周，高胰岛素正葡萄糖钳夹试验评估各组大鼠胰岛素抵抗程度，之后处死 各组大鼠，b g 应用快速血糖仪测定；t g 、t c 应用全自动生化分析仪测 定；e l i s a 试剂盒测定i n s ，骨骼肌d a g 、c e a 、l c a c o a s 的变化； g p o p a p 酶法测定骨骼肌甘油三酯含量的变化；电镜观察大鼠骨骼肌线 粒体形态变化；r t - p c r 和w e s t e r nb l o t 的方法分析大鼠骨骼肌c d 3 6 及 c p t l 的m r n a 和蛋白的表达。 结果：1 、高脂饮食喂养8 周，指标变化：( 1 ) 胰岛素抵抗大鼠模型 制作成功：高脂饮食喂养8 周后，高脂组b g ( 7 2 + 0 6 v s 5 7 + 0 7 ) m m o l l 及i n s ( 4 0 6 + 3 9 v s 2 8 7 + 3 3 ) m u l 明显高于正常对照组，差异有统计学意 义( p 0 0 1 ) ，葡萄糖输注率( g i r ) 明显低于正常对照组 ( 1 7 7 + 2 3 v s 2 9 4 + 2 4 ) m g k g m i n ，差异有统计学意义( p o 0 1 ) 。( 2 ) 血脂水平的 变化：高脂饮食喂养8 周后，高脂组大鼠血t c ( 1 5 1 + 0 0 7 v s l 1 3 q - o 0 6 ) m m o l l ，t g ( o 3 5 + 0 0 4 v s 0 2 2 士o 0 2 ) m m o l l 明显高于正常对照组， 差异有统计学意义( 尸 o 0 1 ) 。( 3 ) 大鼠骨骼肌线粒体形态的变化：正 常对照组肌细胞中细胞器结构完好，线粒体丰富，胞浆内无脂滴及脱颗粒 现象，线粒体膜、嵴结构完整，排列规则；高脂组肌细胞内可见大量大小 不等的脂滴分布，线粒体有一定程度的肿胀，内外膜部分融合，线粒体嵴 变少变短，部分或全部消失，甚至出现空泡化。( 4 ) 骨骼肌脂质沉积结 果：高脂饮食喂养8 周后，与正常饮食对照组相比，高脂组骨骼肌组织中 甘油三酯 ( 2 7 9 + 1 8 v s 9 6 - 4 - 0 9 ) k u n o l g ，甘油二酯 ( 5 6 3 0 + 4 8 3 v s 2 1 1 5 - 4 - 31 ) n m o l g ，神经酰胺 ( 1 3 0 3 + 9 3 v s 6 7 2 - - t ：1 2 2 ) n m o l g ，l c a c o a s ( 6 0 4 - 0 8 v s 2 2 + 0 3 1 ) n m o l g 的含量均明显增加，差异有统计学意义( 尸 o 0 1 ) 。 ( 5 ) c d 3 6 、m f n 2 及c p t l 的m r n a 和蛋白的表达：高脂组骨骼肌组 织中c d 3 6m r n a 和蛋白的表达均高于对照组( 尸 o 0 1 ) ，c p t l 、m f n 2 的m r n a 和蛋白的表达较正常对照组明显下降俨 o 0 1 ) 。 中文摘要 2 、m f n 2 干预3 周后，指标变化：( 1 ) 胰岛素抵抗程度的变化：m f n 2 干预3 周后，m f n 2 干预组骨骼肌组织中m f n 2m r n a 和蛋白的表达与 空病毒组相比明显升高( p o 0 1 ) ；m f n 2 干预组g i r 明显高于空病毒组 ( c o n t r o l ：17 7 4 + 2 3 4 ，a d ：17 91 士2 5 6 ，a d m f n 210 8 ：2 4 2 7 + 3 9 7 ，a d m f n 2 l0 9 ：2 8 16 + 4 71 ，a d m f n 210 1 0 ：2 9 2 2 + 3 18 ) m g k g m i n ，b g ( c o n t r o l ： 7 1 8 + 0 6 ，a d ：7 2 + 0 7 ，a d m f n 21 0 8 ：6 2 + 0 5 ，a d - m f n 21 0 9 ：5 9 + 0 7 ， a d m f n 21 0 川：5 8 + 0 8 ) m m o l l 及i n s ( c o n t r o l ：4 0 0 + 5 9 ，a d ：4 0 1 + 5 9 ， a d m f n 210 8 ：3 2 7 + 3 9 ，a d m f n 210 9 ：3 0 9 + 3 7 ，a d m f n 210 1 0 ：3 0 7 + 3 1 ) m u l 均明显下降( 尸 o 0 5 ) 。 ( 3 ) 大鼠骨骼肌电镜结果：a d m f n 2 不同剂量干预组与空病毒组相比脂 滴数量少，线粒体肿胀减轻，内外膜部分融合。( 4 ) 大鼠骨骼肌脂质沉积 结果：m f n 2 干预组d a g ( c o n t r o l ：5 6 2 5 + 6 0 4 ，a d ：5 4 7 3 + 6 9 6 ，a d m f n 2 1 0 8 ：4 3 7 8 + 6 3 4 ，a d m f n 21 0 9 ：3 6 9 7 + 6 6 5 ，a d m f n 21 0 1 0 ：3 5 5 5 土4 8 8 ) n m o l g 、c e r ( c o n t r o l ：1 3 4 2 + 1 1 1 ，a d ：1 3 8 3 + 1 2 4 ，a d m f n 21 0 8 ：8 7 8 + 1 0 9 ， a d - m f n 21 0 9 ：8 4 8 + 1 4 9 ，a d m f n 2 1 0 1 0 ：7 5 7 + 1 2 2 ) n m o l g 、l c a c o a s ( c o n t r o l ：6 6 + 0 8 ，a d ：6 4 + 4 - 0 7 ，a d m f n 210 8 ：3 8 + 0 6 ，a d m f n 210 9 ：3 0 + 0 6 ， a d m f n 21 0 1 0 ：2 1 + 0 5 ) n m o l g 】的含量明显下降( 尸 o 0 5 ) 。( 5 ) c d 3 6 及c p t l 的m r n a 和蛋白的表达：m f n 2 干预各组c d 3 6 的m r n a 和蛋白的表达与空病毒组相比无明显变化；m f n 2 干预各组c p t lm r n a 和蛋白的表达与空病毒组相比明显升高( 尸 o 0 1 ) 。 结论： 1 高脂饮食使大鼠空腹血糖及胰岛素升高，葡萄糖输注率明显下降， 造成胰岛素抵抗，m f n 2 干预可改善高脂饮食引起的大鼠胰岛素抵抗。 2 高脂饮食导致线粒体肿胀，内外膜部分融合，线粒体嵴变少变短， 部分或全部消失，甚至出现空泡化；m f n 2 干预后线粒体超微结构损伤减 中文摘要 轻。 3 高脂饮食导致大鼠高甘油三酯血症及高胆固醇血症，并导致骨骼肌 脂质及其中间代谢产物的沉积，m f n 2 干预可改善高脂饮食引起的骨骼肌 脂质沉积，而对高脂血症无明显影响。 4 高脂饮食可明显增加骨骼肌c d 3 6 的基因和蛋白表达，显著抑制 c p t l 的基因和蛋白表达，m f n 2 干预可显著增加c p t l 的基因和蛋白表 达，而对c d 3 6 的表达无明显影响。 关键词：骨骼肌；胰岛素抵抗；m f n 2 ；c d 3 6 ；c p t l ；甘油二酯； 神经酰胺；长链脂酰辅酶a 英文摘要 e f f e c to fm i t o f u s i n2o nf a t t ya c i dm e t a b o l i s mi nh i g hf a td i e t i n d u c e di n s u l i nr e s i s t a n c er j a tm u s c l e a b s t r a c t i n s u l i nr e s i s t a n c e ( m e a n si n s e n s i t i v i t yo fp e f i p h e r a lt i s s u e s ( s k e l e t a l m u s c l e ，a d i p o s et i s s u e ，o rl i v e r ) t oi n s u l i n ，c h a r a c t e r i z e db yp e n p h e r a lt i s s u e 一 一 、- d y s f u n c t i o nt og l u c o s eu p t a k eo ru t i l i z a t i o n ar e c e n ts t u d ys u g g e s t e dt h a tt h e a c t i v el i p i dm e t a b o l i t e ss u c ha sl c a c o a s ，d i a c y l g l y c e r o l sa n dc e r a m i d e sa r e t h ec u l p r i t sl e a d i n gt oi n s u l i nr e s i s t a n c e f a t t y a c i di st h em a i ne n e r g ys o u r c ef o rh u m a na n dm a m m a l s i n t r a m u s c u l a rl i p i d sa c c u m u l a t ew h e nt h eu p t a k eo ff a t t ya c i d se x c e e d st h e r a t eo f 3 - o x i d a t i o n f a t t ya c i dt r a n s l o c a s ec d 36p l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h e u p t a k eo fl o n g c h a i nf a t t ya c i d s ( l c f a s ) i n s k e l e t a lm u s c l e c a r n i t i n e p a l m i t o y l t r a n s f e r a s e1 ( c p t - 1 、li st h er a t e l i m i t i n ge n z y m et h a tc o n t r o l st h e t r a n s f e ro fc y t o s o l i cl c a c o a si n t om i t o c h o n d r i af o ro x i d a t i o n m i t o c h o n d r i a ld y s f u n c t i o nh a sb e e np r o p o s e da sap o s s i b l em e c h a n i s mo f s k e l e t a lm u s c l ei n s u l i nr e s i s t a n c ea n dl i p i i da c c u m u l a t i o n m i t o f u s i n2 ( m f n 2 ) p l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nm i t o c h o n d r i a lf u n c t i o n i ti sp r o v e dt h a tm f n 2 o v e r e x p r e s s i o nc a ni m p r o v ei n s u l i nr e s i s t a n c e h o w e v e gt h em e c h a n i s mr e m a i n s u n c l e a r i nt h ec u r r e n ts t u d y ，w ee s t a b l i s h e di n s u l i n r e s i s t a n tr a tm o d e lb y h i 曲f a t f e e d i n ga n du s e d n 2 一e x p r e s s i n ga d e n o v i r u s t oi n v e s t i g a t et h e m e c h a n i s mb yw h i c hn 匝n 2i m p r o v e ss k e l e t a lm u s c l el i p i di n t e r m e d i a t e s a c c u m u l a t i o na n da m e l i o r a t e si n s u l i nr e s i s t a n c e o b i e c t i v e ：t oi n v e s t i g a t et h ee f f e c t so fm i t o f u s i o n 一2 ( m f n 2 ) o nt h e a c c u m u l a t i o no fl i p i di n t e r m e d i a t e si nh i g h f l a tf e e d i n gr a t ss k e l e t a lm u s c l e ， l i p i dm e t a b o l i s ma n dt h ep o s s i b l eu n d e r l y i n gm e c h a n i s m s m e t h o d s ：m a l es p r a g u e d a w l e y ( s d ) r a t sw e r e d i v i d e dr a n d o m l yi n t o t w og r o u p so f6 4 ：n o r m a lc o n t r o l ( 8 n ) g r o u p ，h i g h f a td i e t ( 8 f ) g r o u p ，8 n g r o u pw e r ef e dw i t hn o r m a ld i e t s ，8 fw i t hh i g h - f a td i e t sf o r8 w e e k s i n s u l i n s e n s i t i v i t yi ne a c hg r o u pw a se v a l u a t e db yg l u c o s ei n f u s i o nr a t e ( g i r ) o f 5 英文摘要 h y p e r i n s u l i n e m i ce u g l y c e m i cc l a m pt e c h n i q u eu n d e rc o n s t a n ts t a t e a n dt h e n 8r a t si ne a c hg r o u pw e r ek i l l e dr a n d o m l yb ya b d o m i n a la o r t ab l e e d i n g b l o o d g l u c o s e ( b g ) ，t r i g l y c e r i d e ( t g ) ，t o t a lc h o l e s t e r o l ( t c ) a n dp l a s m a i n s u l i n ( i n s ) w e r e d e t e r m i n e da tt h ee n do ft r e a t m e n t t h ec h a n g e so f m i t o c h o n d r i a l m o r p h o l o g y w e r eo b s e r v e d b y t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p e ( t e n ) t h el i p i di n t e r m e d i a t e si nm u s c l e ，i n c l u d i n gl o n gc h a i n f a t t ya c i dc o a s ( l c a c o a s ) ，d i a c y l g l y c e r o l s ( d a g ) a n dc e r a m i d e s ( c e a ) ， w e r ea s s a y e db ye l i s ak i t t h es k e l e t a lm u s c l et r i g l y c e r i d ew a sa s s a y e db y g p o - p a pm e t h o d t h ee x p r e s s i o no fm f n 2 ，c a r n i t i n ep a l m i t o y l t r a n s f e r a s ei ( c p t1 ) a n df a t t ya c i dt r a n s l o c a s ec d 3 6w e r ed e t e c t e db yr e a l t i m ep c ra n d w e s t e r nb l o t a f t e r8w e e k s ，h i g h f a td i e t ( 8 f ) g r o u pw e r ed i v i d e dr a n d o m l y i n t of i v eg r o u p s ：h i g h f a td i e tc o n t r o l ( c o n t r 0 1 ) g r o u p ，e m p t ya da d e n o v i r u s ( a d ) g r o u p ，l o wa d - m f n 2g r o u p ( a d - m f n 210 6 ) g r o u p ，m e d i u ma d - m f n 2 ( a d m f n 210 9 ) g r o u p ，h i g ha d - m f n 2 ( a d - m f n 2 101 0 ) g r o u p a l lr a t sw e r e r e s p e c t i v e l yi n f e c t e dw i t hc o n t r o lo rm f n 2e x p r e s s i o na d e n o v i r u so n c ea w e e kf o r3 w e e k s h y p e r i n s u l i n e m i cc l a m ps t u d i e s w e r ep e r f o r m e dt o r e e v a l u a t ei n s u l i ns e n s i t i v i t y b l o o dg l u c o s e ( b g ) ，t r i g l y c e r i d e ( t g ) ，t o t a l c h o l e s t e r o l ( t c ) a n dp l a s m ai n s u l i n ( i n s ) w e r ed e t e r m i n e da t t h ee n do f t r e a t m e n t t h ec h a n g e so fm i t o c h o n d r i a lm o r p h o l o g yw e r eo b s e r v e db y t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e ( t e m ) t h el i p i di n t e r m e d i a t e si nm u s c l e ： l o n g c h a i n f a t t y a c i d c o a s ( l c a c o a s ) ，d i a c y l g l y c e r o l s ( d a g ) a n d c e r a m i d e s ( c e a ) w e r ea s s a y e db ye l i s ak i t t h es k e l e t a lm u s c l et r i g l y c e r i d e w a sa s s a y e db yg p o - p a pm e t h o d t h ee x p r e s s i o nl e v e l so fm f n 2 ，c a r n i t i n e p a l m i t o y l t r a n s f e r a s ei ( c p ti ) a n df a t t ya c i dt r a n s l o c a s ec d 3 6w e r ed e t e c t e d b yr e a l t i m ep c ra n dw e s t e r nb l o t r e s u l t s ： 1t h ec h a n g ea f t e r8w e e k sh i g h f a tf e e d i n g ：( 1 ) t h ee s t a b l i s h m e n to f i n s u l i nr e s i s t a n c em o d e l s ：a tt h ee n do f8w e e k sh i g h f a tf e e d i n g ，b l o o d g l u c o s e ( b g ) ( 7 2 + 0 6 m m o l l v s 5 7 + 0 7 m m o l l ) a n dp l a s m ai n s u l i n ( i n s ) ( 4 0 6 士3 9 m u lv s 2 8 7 + 3 3 m u l ) w e r es i g n i f i c a n t l yh i g h e ri ni t fg r o u p c o m p a r e dw i t hn cg r o u p 衅0 o1 ) ；g i rw a ss i g n i f i c a n t l yl o w e ri nh fg r o u p 6 英文摘要 c o m p a r e d w i t hn cg r o u p ( 17 7 士2 3 m g k g m i nv s 2 9 4 + 2 4 m g k g m i n ， ( 氏o 0 1 ) ( 2 ) t h ec h a n g ei nb l o o dl i p i d s ：a tt h ee n d o f8w e e k sh i g h - f a t f e e d i n g ， t r i g l y c e r i d e( t g o 35 1 0 0 4 m m o l l v s 0 2 2 + 0 0 2 m m o l l ) a n d t o t a l c h o l e s t e r o l ( t c ，1 51 + 0 0 7 m m o l lv s l 1 3 土0 0 6 m m o l l ) w e r es i g n i f i c a n t l y h i g h e ri ni - i fg r o u pc o m p a r e d 谢mn cg r o u p ( p 0 01 ) ( 3 ) t h ec h a n g eo f m i t o c h o n d r i am o r p h o l o g y ：a tt h ee n do f8w e e k sh i g h - f a t - f e e d i n g ，t h e m i t o c h o n d r i a lo fh fg r o u pw a sl e s si nq u a n t i t i e sa n ds m a l l e ri nv o l u m nt h a n n o r m a lc o n t r o l ( n og r o u p ( 4 ) t h ea c c u m u l a t i o no fm u s c l el i p i di n t e r m e d i a t e s ： a tt h ee n do f8w e e k sh i g h f a t f e e d i n g ，t h el e v e l so fl i p i di n t e r m e d i a t e s ， i n c l u d i n gt g ，l c c o a s ，c e ra n dd a g i ns k e l e t a lm u s c l eo fh i g h - f a td i e t s r a t sw e r es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d ( 尸 o 0 1 ) ( 5 ) c h a n g ei ne x p r e s s i o no fc p t l a n dc d 36 ：a tt h ee n do f8w e e k sh i g h - f a t - f e e d i n g ，t h ee x p r e s s i o no fc d 36 w a si n c r e a s e dm a r k e d l y ( 尸 0 01 ) c o m p a r e dw i t hn c g r o u p ，m e a n w h i l e ，t h e e x p r e s s i o no f c p t li nh fg r o u pw a sd e c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y 俨 o 01 ) 2t h ec h a n g ea f t e rm f n 2o v e re x p r e s s i o n ：( 1 ) t h ec h a n g eo fi n s u l i n r e s i s t a n c e ：a f t e rm y q q 2o v e re x p r e s s i o n ，t h ee x p r e s s i o no fm f n 2i nm f n 2 o v e re x p r e s s i o ng r o u pw a si n c r e a s e dm a r k e d l y ( p 0 0 1 ) c o m p a r e dw i t ha d g r o u p g i rw a si n c r e a s e dm a r k e d l ya f t e ra d m f n 2i n f e c t i o nw i t hd i f f e r e n t d o s e sc o m p a r e dw i t ha dg r o u p ( p o 0 5 ) h o w e v e r ，t h ea c c u m u l a t i o no fl i p i di n t e r m e d i a t e s ，i n c l u d i n g l c c o a s ，c e ra n dd a gw e r em a r k e d l yr e d u c e dp o 01 ) ( 5 ) c h a n g ei n e x p r e s s i o no fc p t 1a n dc d 36 ：a f t e rm f n 2o v e re x p r e s s i o n ，t h ee x p r e s s i o no f 7 英文摘要 c d 36w a sn o ts i g n i f i c a n t l yc h a n g e d ，w h e r e a sb o t hm r n aa n dp r o t e i nl e v e l s o f c p t lw e r eu p r e g u l a t e dm a r k e d l y 妒 o 0 1 ) a f t e rm f n 2 o v e r - e x p r e s s i o n c o n c l u s i o n s ： 1 h i g hf a tf e e d i n gi n d u c ei n s u l i nr e s i s t a n c e i nr a t sr e p r e s e n t e dw i t h e l e v a t e db l o o dg l u c o s e ，i n c r e a s e ds e r u mi n s u l i n ，a n dd e c r e a s e dg i r ；w h i l e m f n 2 o v e r e x p r e s s i o ni m p r o v e di n s u l i ns e n s i t i v i t y 2a f t e rh i 曲f a tf e e d i n g ，t h em i t o c h o n d r i ao fh i g hf a tg r o u pw e r el e s si n q u a n t i t i e sa n ds m a l l e ri nv o l u m n m f n 2o v e r - e x p r e s s i o ng r o u ph a v eam o r e c l e a r l yd e f i n e di n t e r n a lm e m b r a n es t r u c t u r e i n c l u d i n gw i d e rc r i s t a 3h i 曲f a tf e e d i n gl e a dt oa ni n c r e a s ei nb l o o dt r i g l y c e r i d e ，a n dt o t a l c h o l e s t e r 0 1 a sw e l la sa c c u m u l a t i o no fc y t o s o l i cl i p i di n t e r m e d i a t e si nm u s c l e i nr a t s ；匝n 2o v e r e x p r e s s i o nr e d u c e d1 i p i di n t e r m e d i a t e si nm u s c l ew i t h o u t s i g n i f i c a n te f f e c to nb l o o dt r i g l y c e r i d eo rt o t a lc h o l e s t e r 0 1 4h i g hf a t f e e d i n gl e a dt ou p r e g u l a t i o n o fc d 36 e x p r e s s i o na n d d o w n r e g u l a t i o n o fc p t1 e x p r e s s i o n i ns k e l e t a lm u s c l ei nr a t s ；匝n 2 o v e r e x p r e s s i o ni n c r e a s e dc p t 1 e x p r e s s i o ni n m u s c l ew h e r e a sh a v en o s i g n i f i c a n te f f e c to nc d 3 6e x p r e s s i o n k e yw o r d s ：s k e l e t a lm u s c l e ；i n s u l i nr e s i s t a n c e ；m f n 2 ；c d 3 6 ；c p t l ； l o n gc h a i nf a t t ya c i dc o a s ；d i a c y l g l y c e r o l s ；c e r a m i d e s 8 研究论文 线粒体融合蛋f 12 对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠骨骼肌 脂肪酸代谢的影响 - 上- j 一 刖置 胰岛素抵抗( i n s u l i nr e s i s t a n c e ，i r ) 是指外周组织( 骨骼肌、脂肪和肝脏) 对胰岛素的敏感性降低，表现为外周组织对葡萄糖的摄取和利用障碍。i r 的发生与细胞脂代谢异常有密切关系。近年来研究认为，骨骼肌组织内脂 代谢中间产物如甘油二酯、神经酰胺、长链脂酰辅酶a 的沉积，是诱导 骨骼肌i r 的主要原刚。 脂肪酸是人及哺乳动物的主要能源物质。在安静及运动状态下机体骨 骼肌主要由长链脂肪酸( l c f a ) 氧化供能，脂肪酸的摄入超出其氧化能 力是骨骼肌内脂肪堆积的主要原因【2 】。脂肪酸转位酶c d 3 6 是促进骨骼肌 细胞摄取脂肪酸的重要膜蛋白【3 1 。进入细胞中的脂肪酸必须进入线粒体内 才能进行代谢。脂酸向线粒体基质的转运是p 氧化的限速环节，其中起关 键作用的是肉碱脂酰转移酶c p t l 。 线粒体功能的损害是胰岛素抵抗及脂质沉积发病机理的关键因子，而 线粒体融合蛋白2 ( m i t o f u s i n2 ，m f n 2 ) 在骨骼肌、心肌和脑中高表达， 是负责调控线粒体融合的主要蛋白，对线粒体功能有重要的影响【4 】。 目前国内外研究普遍认为胰岛素抵抗与脂代谢异常及细胞内脂质沉 积密切相关，脂质的完全氧化依赖线粒体功能，而m f n 2 与线粒体功能有 密切关系，离体和在体模型研究中均发现葡萄糖氧化能力随m f n 2 表达水 平变化而变化，肥胖、糖尿病个体m f n 2 表达明显下降习，表明m f n 2 是参 与线粒体代谢并影响i r 的一个重要分子【6 】。本课题组前期研究发现，高脂 饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠骨骼肌中m f n 2 表达是下降的，与上述结果一 致同。 但m f n 2 是通过何种机制改善胰岛素抵抗尚不清楚。本研究通过高脂 饮食构建大鼠胰岛素抵抗模型，研究m f n 2 干预后对骨骼肌脂质及其中 间代谢产物的沉积以及骨骼肌脂肪酸转位酶c d 3 6 及c p t l 的表达的影 响，进一步揭示m f n 2 改善胰岛素抵抗的具体机制。 研究论文 材料与方法 l 实验材料 1 1 实验动