有氧运动对NAFLD小鼠肝脏神经酰胺代谢及内质网应激的影响

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研究目的:有氧运动可有效改善非酒精性脂肪肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD),但具体机制尚不明确。脂代谢紊乱和内质网应激是NAFLD的重要病理机制。脂质在肝内大量沉积是NAFLD的主要特征和推动因素。以往对NAFLD肝脏脂质的研究主要集中在甘油三酯、甘油二酯和胆固醇,后续研究发现神经酰胺作为调控细胞应激和死亡的重要脂质,在NAFLD肝脏中含量升高。关于有氧运动对肝脏神经酰胺代谢的影响和神经酰胺在有氧运动改善NAFLD中的作用仍不清楚。本研究旨在探讨有氧运动能否调控肝脏神经酰胺代谢抑制内质网应激,从而改善NAFLD。主要研究以下两方面内容:(1)有氧运动对肝脏神经酰胺代谢的影响,(2)有氧运动和抑制神经酰胺合成对肝脏内质网应激和NAFLD的作用。研究方法:45只8周龄C57BL/6J雄性小鼠适应1周后随机分成5组:低脂饮食组(LFD),高脂饮食组(HFD),高脂运动组(HE),高脂注射磷酸盐缓冲液组(HP),高脂注射多球壳菌素组(神经酰胺从头合成抑制剂)(HM),每组9只。干预完成后检测血清TG、TC、HDL-C、LDL-C和肝酶ALT、AST水平,进行肝脏切片染色观察肝脏病理变化,测定肝脏TG、TC含量,LC-MS/MS检测肝脏神经酰胺C14:0、C16:0、C18:0、C18:1、C20:0、C22:0、C24:0、C24:1含量,q PCR检测肝脏神经酰胺相关代谢酶(SPTLC1、SPTLC2、Cer S1、Cer S2、Cer S4、Cer S5及Cer S6)m RNA水平,Western blot检测肝脏内质网应激相关蛋白(GRP78、CHOP、p-PERK、PERK、p-eIF2a、eIF2a)表达水平。研究结果:(1)有氧运动和神经酰胺合成抑制剂可缓解NAFLD:与LFD组小鼠相比,HFD组小鼠血清TG、TC、HDL-C、LDL-C含量和AST、ALT水平显著升高,肝脏病理染色结果显示肝脏脂滴明显增多,出现明显脂肪变性,肝脏TG、TC含量显著增加;有氧运动干预有效降低血清TG、TC、LDL-C和AST、ALT水平并显著减少肝脏TG、TC含量,肝脏病理染色结果显示肝脏脂滴明显减少;利用多球壳菌素抑制神经酰胺合成显著降低血清TC、HDL-C和ALT、AST水平,明显降低肝脏TG、TC水平,肝脏病理染色结果显示肝脏脂滴明显减少。(2)有氧运动和神经酰胺合成抑制剂可改善肝脏神经酰胺代谢紊乱:与LFD组相比,HFD组小鼠肝脏总神经酰胺水平显著提高,其中各神经酰胺含量变化如下:高脂饮食显著升高C14:0、C16:0、C18:0、C18:1、C20:0及C22:0神经酰胺含量,降低C24:0神经酰胺含量;有氧运动可有效降低小鼠肝脏总神经酰胺水平,其中各神经酰胺含量变化如下:有氧运动显著减少C14:0、C18:0、C18:1及C20:0神经酰胺含量,升高C24:0神经酰胺;多球壳菌素注射可显著降低小鼠肝脏总神经酰胺水平,除C24:1和C18:1神经酰胺含量无明显变化其余神经酰胺含量均明显减少。(3)有氧运动可调控肝脏神经酰胺代谢:与LFD组相比,HFD组小鼠神经酰胺相关代谢酶m RNA含量变化如下:SPTLC1、Cer S1、Cer S4、Cer S5及Cer S6m RNA水平均明显升高,Cer S2m RNA水平明显降低;有氧运动可显著降低肝脏SPTLC1、Cer S1、Cer S6m RNA水平,增加Cer S2m RNA水平。(4)有氧运动及抑制肝脏神经酰胺合成可改善肝脏内质网应激:与LFD组相比,HFD组小鼠肝脏内质网应激相关蛋白p-PERK、PERK、p-e IF2α、e IF2α、CHOP及GRP78表达水平显著升高;有氧运动可有效降低肝脏p-PERK、p-e IF2α、e IF2α、CHOP、GRP78蛋白表达水平和p-PERK/PERK的比例;多球壳菌素注射可显著降低小鼠肝脏p-PERK、PERK、p-e IF2α、e IF2α及CHOP蛋白表达水平。研究结论:(1)有氧运动和抑制神经酰胺合成均可减轻肝脏内质网应激,改变神经酰胺比例,缓解NAFLD。(2)有氧运动改善NAFLD与其改善肝脏神经酰胺代谢紊乱和减轻肝脏内质网应激有关。
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