论文部分内容阅读
研究目的:全球范围内肥胖问题日趋严重,由肥胖导致的血管功能障碍是引起心血管疾病的重要原因之一。已经证明运动与饮食控制能够有效降低心血管疾病的风险因素,改善血管内皮功能。但运动结合饮食控制对肥胖成人血管内皮功能的改善效果及机制尚不清楚。近年来,研究发现micro RNA（miRNA）广泛参与血管功能调控,且运动能诱导机体miRNA发生差异表达,但运动与饮食对调控肥胖人群miRNA表达从而影响血管功能的研究较少。本文通过对封闭式减肥营地的肥胖成人进行测试,以了解运动训练结合饮食控制对肥胖受试者人体形态学指标、血液生化指标及血管功能指标的影响;并探讨心脏自主神经与动脉硬化之间的关系、血管内皮祖细胞（Endothelial Progenitor Cells,EPC）功能改善的可能机制以及与内皮功能相关的miRNA的血管保护作用,以期为生活方式改变下肥胖人群心血管疾病的预防和治疗提供靶标,促进全民健康。研究方法:第一部分运动训练结合饮食控制对肥胖成人血管功能的影响1.共计35个肥胖成人纳入实验,其中肥胖实验组（EXD）17人,肥胖对照组（CON）18人。对EXD组受试者进行为期8周的全封闭式综合运动训练和饮食控制。2.在干预前后对肥胖受试者进行测试指标的收集。肥胖成人指标包括体成分（身高、体重、体脂率）、血液生化指标（血糖、血脂、胰岛素）、血流动力学指标（外周和中心动脉压）、动脉僵硬度指标（PWV）、心脏自主神经功能指标（HRV）、血管内皮功能指标（FMD、EPC、e NOS、VEGF、miR-214）等。3.分析部分指标的相关性,并测试EPC功能。第二部分miR-214对EPC功能的作用及可能机制研究1.对EPC过表达miR-214,用CCK8实验检测过表达miR-214后EPC增殖能力的改变,用细胞划痕实验检测过表达miR-214后EPC迁徙能力的改变。2.将过表达miR-214后的EPC进行基因测序,筛选相关通路及差异表达基因,分析miR-214影响EPC功能的可能通路及机制。3.筛选出差异表达基因COL1A2和PI3K-Akt信号通路,对EPC细胞过表达miR-214并沉默COL1A2基因,并用LY294002阻断PI3K-Akt信号通路以验证COL1A2和PI3K-Akt信号通路在miR-214调节EPC功能中的作用。研究结果:第一部分运动训练结合饮食控制对肥胖成人血管功能的影响经过8周的运动训练结合饮食控制之后,肥胖成人受试者指标如下:1.体成分指标:与CON组相比,EXD组体重、BMI指数和体脂率都有显著改变（P＜0.001）。2.血液生化指标:胰岛素抵抗用HOMA-IR法测量,实验结果显示干预之后EXD组胰岛素抵抗显著下降（P＜0.01）。血脂水平相关指标:TC、TG、LDL-c都有显著性下降（P＜0.05）。3.心血管功能指标:心率变异性方面,与CON组相比,EXD组的SDNN（P＜0.001）、RMSSD（P＜0.05）、LF/HF（P＜0.05）都有显著性改善。EXD组右侧ba PWV（P＜0.05）和cf PWV（P＜0.05）显著降低;此外,EXD组b PP（P＜0.05）、c SBP（P＜0.001）、c SDP（P＜0.05）和AIx75（P＜0.001）都有显著降低。4.内皮功能相关指标:FMD是血流介导的血管舒张功能,与CON组相比,EXD组FMD明显升高（P＜0.05）。EXD组VEGF（P＜0.001）和e NOS（P＜0.01）显著性升高。此外,EXD组外周血EPC的数量显著性上升（P＜0.01）,EPC的迁移能力（P＜0.001）和粘附能力（P＜0.05）显著性改善。EXD组内皮功能相关的miR-214（P＜0.05）水平显著升高。5.部分指标变化的相关性分析:经过8周的运动训练和饮食控制之后发现,LDL-c的变化与体重的变化正相关,TC的变化与体脂的变化正相关;HDL的变化与VEGF的变化正相关;miR-214的变化与EPC的变化正相关。cf PWV的变化与LFnu正相关,与HFnu的变化负相关;cf PWV与右侧ba PWV的变化都与LF/HF的变化正相关。第二部分miR-214对EPC功能的作用及可能机制研究1.对EPC过表达miR-214后,与mimics NC组或miR-214 inhibitor组相比,miR-214 mimics组EPC细胞存活率有显著升高。与此一致的是,划痕实验中miR-214 mimics组EPC细胞的迁徙能力显著提高,证明过表达miR-214可以改善EPC的功能。2.EPC转录组KEGG富集分析结果显示,miR-214 mimics组与mimics NC组差异表达基因上升的有52个,下降的有49个。差异表达基因主要参与PI3K-Akt信号通路、Jak-STAT信号通路、Hippo信号通路、Wnt信号通路等,且PI3K-Akt信号通路相关基因COL1A2表达提高。3.沉默COL1A2基因或使用LY294002阻断PI3K-Akt信号通路均能显著抑制miR-214对EPC功能的改善作用。此外,q-PCR和Western blot实验结果显示,过表达miR-214后,COL1A2和PI3K-Akt信号通路的表达均显著升高;沉默COL1A2后,miR-214对PI3K-Akt信号通路的激活作用被显著抑制。研究结论:1.8周的运动训练结合饮食控制可以降低肥胖成人心血管疾病的危险因素,表现为体重降低、体脂降低,改善糖脂代谢,改善血液动力学指标,降低动脉僵硬度,提高心脏自主神经功能;还可以改善内皮功能相关指标水平,提高EPC功能;2.首次发现心率变异性指标的变化与PWV的改善有关,外周循环miR-214表达的变化与EPC数量的变化具有正相关性。由此说明心脏自主神经调节能力的增强和循环miR-214的增多是血管功能改善的可能机制;3.miR-214可促进EPC的功能,其作用机制可能是miR-214上调COL1A2表达从而激活PI3K-Akt信号通路。