抗阻力运动干预MSTN表达在改善胰岛素抵抗中的作用及分子机制

胰岛素抵抗(IR)是代谢综合征的核心，严重危害人类的健康，发生机制尚未完全阐明。有氧运动被认为是改善IR最有效的方式之一，而近年来抗阻力运动对IR的改善作用受到高度关注，但进展缓慢且实验结果报道不一，作用机制仍不清楚。Myostatin(MSTN)是新发现的一种骨骼肌生长发育的关键负调控因子，该基因敲出动物IR症状明显改善，而抗阻力运动可明显下调MSTN表达并抑制其活性，据此，我们推测抗阻力运动可能通过干预 MSTN 表达来改善IR。为了证实理论推测，本课题拟建立一套完善的抗阻力运动改善 IR 的动物训练方案及效果评价体系，通过抗阻力运动干预 MSTN 表达，并分析其参与肌细胞调节的主要信号通路PI3K/Akt及下游信号分子表达和磷酸化水平的变化，从新的角度揭示MSTN分子在抗阻力运动改善IR中的作用及分子机制，为抗阻力运动在改善IR中的深入研究和临床应用提供实验依据。

胰岛素抵抗(IR)是代谢综合征的核心，严重危害人类的健康，发生机制尚未完全阐明。有氧运动被认为是改善IR 最有效的方式之一，而近年来抗阻力运动对IR 的改善作用受到高度关注，但进展缓慢且实验结果报道不一，作用机制仍不清楚。. 本项目围绕骨骼肌关键负调控因子 Myostatin (MSTN)，以确定抗阻力运动通过干预 MSTN 表达在改善 IR 中的作用及分子生物学机制，主要研究内容有：（1）自行研制一套动物抗阻力运动所用爬梯、爬杆和跑台运动负重装置；（2）制备MSTN多克隆抗体；（3）比较抗阻力运动干预 MSTN 表达与 MSTN 抗体抑制 MSTN 活性对高脂饮食诱发的 IR 改善是否具有类似的效果；（4）分析抗阻力运动干预MSTN表达及其参与肌细胞调节的主要信号通路PI3K/Akt及下游信号分子表达和磷酸化水平的变化，从新的角度揭示MSTN分子在抗阻力运动改善IR中的作用机制。. 结果表明：利用自主研发的三种抗阻力运动装置，可满足大、中、小三种强度抗阻力运动干预 MSTN 表达及改善 IR 的效果的差异分析；以基因工程技术表达和纯化的MSTN融合蛋白作为抗原，从免疫大鼠血清中纯化了MSTN特异性多克隆抗体；通过OGTT和IST测试、与糖和脂肪代谢相关的血液生化指标、脂肪细胞因子（TNF-α、IL-6、Leptin、Resistin、Adiponectin等）、细胞形态学和组织形态学指标从分子到宏观水平建立动物胰岛素抵抗改善效果评价体系，充分证明不同强度、不同方式抗阻力运动对高脂饮食诱发的IR均有改善作用；抗阻力运动可下调 IR 大鼠骨骼肌MSTN 的表达，效果与MSTN抗体改善高脂饮食诱发的IR类似，进一步阐明 MSTN 是抗阻力运动改善高脂饮食诱发 IR 的新中介分子；针对 MSTN 参与调控的 PI3K/Akt 信号通路，本项目通过抗阻力运动干预正常饮食和高脂饮食大鼠骨骼肌 MSTN 表达，证实不同抗阻力运动均可不同程度下调MSTN表达，进而调节PI3K/Akt信号通路PI3K、Akt及下游信号分子mTOR表达和磷酸化水平，下调GSK-3β的磷酸化水平，促进了骨骼肌细胞再生和糖原合成，有利于IR的改善。本项目从新的途径揭示了抗阻力运动干预MSTN表达以改善IR的作用及机制，为抗阻力运动在改善IR方面的深入研究提供了实验参考。