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研究目的:细胞焦亡作为新的程序性死亡方式,与凋亡、坏死等有着本质区别,其依赖于炎症小体的激活、下游pro-Caspase-1/Caspase-1的募集、焦亡执行蛋白GSDMD切割和炎症因子IL-1β、IL-18的释放。而胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)发生时的众多症状如炎症反应加剧、能量过剩等,是细胞焦亡发生重要的诱导因素。大量研究表明有氧运动对胰岛素抵抗在内的众多代谢性疾病有极为显著的作用,例如降低炎症,改善血脂血糖水平等。那么本研究通过12周高脂饮食喂养建立胰岛素抵抗小鼠及12周渐增跑台运动模型来观察高脂饮食及有氧运动干预后小鼠海马细胞焦亡及炎症相关蛋白的表达情况,来探讨运动改善胰岛素抵抗的可能机制。研究方法:选取6周龄C57BL/6J雄性小鼠38只,随机以正常饮食(n=12)或高脂饮食(high-fat diet,HFD,n=26)喂养12周后,小鼠禁食过夜,次日于尾静脉采血,进行葡萄糖耐量(glucose tolerance test,GTT)和胰岛素耐量(insulin tolerance test,ITT)实验,以HFD喂养小鼠曲线下面积(area under curve,AUC)与正常饲料喂养小鼠相比具有显著性差异判定IR建模成功。根据结果将小鼠分为对照组(n=12)、IR组(n=10)和有氧运动组(AE,n=10)。有氧运动组进行12周的渐增跑台训练。干预结束后,禁食12 h,腹腔注射10%水合氯醛(剂量为4 ml/kg体重)麻醉后处死并剥离海马组织,提取海马全组织蛋白,BCA法测定蛋白浓度及制备蛋白样本以用于Western blot实验,包括制胶、上样、电泳、转膜、封闭、一抗孵育过夜、二抗孵育1~2 h等,化学发光、显影、图像分析,最后检测细胞焦亡及炎症相关蛋白的表达情况。所有结果均用mean±SD表示,统计分析采用单因素方差分析,两两比较采用Tukey检验,数据处理软件选择SPSS 24.0,P<0.05表示差异具有统计学意义。研究结果:(1)与对照组相比,IR小鼠海马核转录因子-Kappa B(nuclear factorskappa B,NF-κB)(P<0.01),炎症小体相关蛋白Nod样受体蛋白3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3)(P<0.05)、斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC)(P<0.05),细胞焦亡相关蛋白pro-Caspase-1(P<0.01)、gasdermin D(GSDMD)(P<0.01)、GSDMD-N(P<0.05)及炎症因子IL-1β(P<0.05)、IL-18(P<0.05)均显著升高,而炎症小体相关蛋白NIMA相关蛋白激酶7(NIMA-related kinase 7,NEK7)及焦亡相关蛋白Caspase-1有升高趋势,但无显著差异。(2)与IR组相比,渐增跑台训练能够显著降低小鼠海马NF-κB、NLRP3、NEK7、ASC、pro-Caspase-1、GSDMD、GSDMD-N、IL-1β、IL-18的表达。研究结论:12周渐增跑台训练能够显著降低IR小鼠海马焦亡相关蛋白及炎症因子表达,抑制细胞焦亡。