运动和营养干预大鼠FTO基因表达在预防成年肥胖中的作用研究

肥胖已成为威胁人类健康的全球性疾病。研究认为绝大多数肥胖的发生是内外因相互作用的结果，其中遗传基因决定了肥胖的易感性，而运动和营养对肥胖相关基因的表达有启动、促进或者抑制作用，因而研究运动和营养干预肥胖发生的分子机制，对肥胖症地预防和治疗具重要意义。近期大量研究结果表明FTO基因与人类肥胖呈显著相关，但作用机制尚不明确，迫切需要加强此方面的研究。项目以Wistar 雄性大鼠为研究对象，采用荧光定量PCR方法研究不同运动方式、不同运动强度以及不同饮食构成、不同维生素和微量元素水平的持续影响对大鼠FTO基因在不同组织内表达的干预作用，探索上述干预过程在预防成年期肥胖中的效果，以及FTO基因的表达与瘦素抵抗之间的相关性。通过上述研究明确FTO基因影响肥胖发生的一般分子及生理机制，为制定运动和营养干预方案、预防肥胖发生提供科学依据。

随着社会物质文明的发展，肥胖症的发病率越来越高，已成为世界范围内最受关注的疾病之一，因此寻找肥胖症发生的调控途径，成为科学家的共同使命。该课题主要从以下几个方面进行研究，（1）FTO基因在机体能量代谢中的作用。该研究通过游泳运动和跑台不同强度对大鼠进行刺激，结果发现，随着运动强度的增加，下丘脑FTO基因表达量急剧上升，而骨骼肌、胃组织和肝组织中FTO基因表达量下调；（2）研究不同饮食构成对幼年大鼠施加影响后成年期肥胖的情况。该研究通过高脂肪、高蔗糖和高蛋白质饮食分别对大鼠施加影响，结果发现，给予高脂饮食的一段时间内下丘脑FTO表达量显著下降，肝组织中FTO基因亦出现下调，胃组织和肌肉组织FTO基因表达量显著升高；高蔗糖饮食与高脂肪饮食对大鼠FTO基因表达有相似的规律，但效果不如高脂饮食明显；高蛋白饮食可上调大鼠肝脏FTO基因表达水平，下调下丘脑FTO基因表达水平，其它则无显著影响；维生素A和维生素D、钙、铁和锌对下丘脑、胃组织、骨骼肌和肝脏中FTO基因表达均没有显著作用。（3）研究FTO基因在摄食调节和能量代谢途径中的关键作用。大鼠禁食72小时后，下丘脑、胃组织、肝组织和骨骼肌的FTO表达量均下降显著，其中下丘脑中下降最为明显，骨骼肌下降幅度最小。结论：（1）FTO基因在下丘脑、骨骼肌、胃和肝脏中广泛表达；（2）以上研究表明FTO基因是一个瞬时表达的基因，且在能量调控中起到重要作用；（3）FTO基因通过影响下丘脑进而调节体内能量代谢，FTO基因在下丘脑的高表达，可以加快体内能量代谢进而减少体脂含量；(4)没有发现生命早期有氧运动和饮食可以给FTO基因表达产生记忆作用进而影响成年后的体脂含量。研究意义：该研究明确了大鼠FTO基因在能量调节中的重要作用，为进一步了解FTO基因在肥胖形成过程中的重要作用奠定基础。