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目的:肥胖个体糖脂代谢紊乱,同时存在慢性低度炎症,各种炎症因子水平增高。骨骼肌是机体摄取餐后葡萄糖的主要器官,对维持血糖稳态发挥重要作用。肠道微生物群维持机体代谢平衡,已有报道称其终产物短链脂肪酸可改善机体胰岛素敏感性,缓解胰岛素抵抗。本课题组前期发现,AMPK通过非胰岛素依赖途径促进骨骼肌葡萄糖摄取,且Axin1和Tiam1参与AMPK介导的骨骼肌葡萄糖转运。本课题在此基础上通过体外和体内两种方式探讨短链脂肪酸影响骨骼肌葡萄糖摄取的机制,以及其对炎症信号的影响,为肥胖等代谢性疾病的治疗提供新思路。内容:第一部分,在体外,用不同浓度的乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠孵育C2C12骨骼肌细胞,通过测定AMPK磷酸化水平以及Axin1和Tiam1蛋白水平探讨短链脂肪酸对C2C12骨骼肌细胞糖代谢的作用;在体内,通过测定口服丁酸梭菌小鼠腓肠肌中AMPK磷酸化水平以及Axin1和Tiam1蛋白水平探讨短链脂肪酸对骨骼肌糖代谢的影响。第二部分,在体外,用棕榈酸PA和TNFα建立C2C12骨骼肌细胞炎症模型,通过测定JNK、NF-κB和IKKα/β的磷酸化水平探讨短链脂肪酸对C2C12细胞炎症信号的影响;在体内,高脂饮食诱导的肥胖小鼠口服丁酸梭菌,通过检测腓肠肌中JNK、NF-κB和IKKα/β的磷酸化水平探讨短链脂肪酸对骨骼肌炎症信号的影响。方法:第一部分:在体外,分别用不同浓度的乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠孵育C2C12细胞24h,MTS试验检测细胞活力,2-NBDG法检测葡萄糖摄取水平,Western Blot检测AMPK磷酸化水平以及Axin1和Tiam1总蛋白水平。在体内,正常饮食小鼠每隔一天以灌胃的方式给予丁酸梭菌,8周后取小鼠腓肠肌,Western Blot检测小鼠腓肠肌AMPK磷酸化水平以及Axin1和Tiam1总蛋白水平。第二部分:在体外,500μM棕榈酸PA分别与4m M的乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠共孵育C2C12细胞,Western Blot检测JNK和NF-κB的磷酸化水平。10ng/ml TNFα分别与4m M的乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠共孵育C2C12细胞,Western Blot检测IKKα/β的磷酸化水平。在体内,高脂饮食喂养小鼠14周后,每隔一天以灌胃的方式给予丁酸梭菌,8周后取小鼠腓肠肌,Western Blot检测JNK、NF-κB和IKKα/β的磷酸化水平。结果:第一部分结果显示:1.乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠在1m M、2m M、4m M、8m M和16m M时均不影响C2C12细胞活力。2.乙酸钠在浓度为1m M、2m M、4m M、8m M和16m M时促进C2C12细胞葡萄糖摄取;丙酸钠在浓度为1m M、2m M、4m M、8m M和16m M时促进C2C12细胞葡萄糖摄取;且丁酸钠在浓度为1m M、2m M和4m M时促进C2C12细胞葡萄糖摄取。3.与对照组相比,乙酸钠在浓度为1m M和4m M时激活AMPK,且不影响AMPK总蛋白;丙酸钠在浓度为4m M时激活AMPK,且不影响AMPK总蛋白;丁酸钠在浓度为4m M、8m M和16m M时激活AMPK,且不影响AMPK总蛋白。4.与对照组相比,乙酸钠在浓度为1m M、2m M、4m M和8m M时上调Axin1蛋白表达;丙酸钠在浓度为4m M上调Axin1蛋白表达;丁酸钠在浓度为4m M、8m M和16m M时上调Axin1蛋白表达。5.与对照组相比,乙酸钠在浓度为1m M、2m M、4m M、8m M和16m M时上调Tiam1蛋白表达;丙酸钠在浓度为1m M、2m M、4m M和8m M时上调Tiam1蛋白表达;丁酸钠在浓度为4m M和8m M上调Tiam1蛋白表达。6.与对照组相比,喂丁酸梭菌组AMPK磷酸化水平升高,且Axin1和Tiam1总蛋白水平升高。第二部分结果显示:1.丁酸钠显著抑制PA诱导的JNK的磷酸化,乙酸钠和丙酸钠则无影响。2.乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠显著抑制PA诱导的NF-κB的磷酸化。3.丁酸钠显著抑制TNFα诱导的IKKα/β的磷酸化,乙酸钠和丙酸钠则无影响。4.喂丁酸梭菌后显著抑制高脂饮食诱导的JNK、NF-κB和IKK的磷酸化。5.乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠均能缓解PA引起的脂质沉积。结论:1.短链脂肪酸可能通过激活AMPK并上调Axin1和Tiam1的蛋白表达促进骨骼肌葡萄糖摄取。2.短链脂肪酸显著抑制骨骼肌炎症分子的表达,缓解胰岛素抵抗引起的慢性炎症。