運動與IL－6shRNA干擾影響胰島素抵抗發(fā)生的作用及其機(jī)制研究

唐 暉，雷 雨，周 亮，蔡建光

(1.湖南科技大學(xué)體育學(xué)院，湖南 湘潭 411201;2.銅仁學(xué)院體育系，貴州 銅仁 554300)

運動與IL－6shRNA干擾影響胰島素抵抗發(fā)生的作用及其機(jī)制研究

唐 暉1，雷 雨2，周 亮1，蔡建光1

(1.湖南科技大學(xué)體育學(xué)院，湖南 湘潭 411201;2.銅仁學(xué)院體育系，貴州 銅仁 554300)

目的:探討運動是否通過IL－6抑制胰島素抵抗的發(fā)生，以及p38MAPK信號蛋白在此的可能作用。方法:大鼠高脂飲食8周以形成胰島素抵抗，通過葡萄糖鉗夾實驗確定胰島素抵抗是否發(fā)生;在此過程中采用8周跑臺運動和/或IL－6shRNA載體注射干預(yù)，檢測血清IL－6、空腹胰島素、空腹血糖、葡萄糖輸注率、各組織IL－6基因表達(dá)水平及磷酸化p38活性等指標(biāo)。結(jié)果:高脂飲食8周形成胰島素抵抗，IL－6shRNA注射組各組織IL－6mRNA水平與對照組相比顯著降低(P＜0.05，或P＜0.01);8周有氧運動顯著降低胰島素抵抗發(fā)生，但是運動注射IL－6shRNA組的胰島素抵抗與運動不注射注射IL－6shRNA組相比葡萄糖輸注率顯著降低(P＜0.05，或P＜0.01)，高脂飲食大鼠磷酸化p38顯著升高，運動高脂飲食大鼠與之相比顯著降低(P＜0.05，或 P＜0.01)，但是運動注射IL－6shRNA組大鼠磷酸化p38的變化卻沒有明顯規(guī)律。結(jié)論:運動抑制胰島素抵抗的發(fā)生可能通過激活I(lǐng)L－6和/或下調(diào)p38MAPK信號通路而起作用。

p38MAPK;運動;IL－6shRNA;胰島素抵抗

運動可以抑制胰島素抵抗發(fā)生，改善肥胖、糖尿病等代謝綜合癥的癥狀，然而其分子機(jī)制仍然不太清楚。根據(jù)以下文獻(xiàn)報道:(1)運動導(dǎo)致機(jī)體不同組織，特別是骨骼肌IL－6基因表達(dá)和循環(huán)血IL－6濃度顯著增加［1］;(2)IL－6 基因敲除大鼠會形成繼發(fā)性肥胖［2］;(3)肥胖及糖尿病人靜息血清IL－6濃度與正常人相比顯著升高［3］;(4)IL－6具有激素樣作用，從組織釋放出來后進(jìn)入血液循環(huán)，調(diào)節(jié)機(jī)體的糖代謝和脂代謝［4］，我們認(rèn)為運動可能通過IL－6抑制胰島素抵抗的發(fā)生。為此，我們采用RNA干擾技術(shù)，通過在體注射IL－6shRNA載體的方法導(dǎo)致IL－6基因沉默，以此來研究運動抑制胰島素抵抗發(fā)生是否通過IL－6起作用。

p38MAPK是與IL－6及胰島素抵抗關(guān)系密切的一條信號通路。p38MAPK在不同刺激引起機(jī)體釋放IL－6中具有重要作用［5］，同時IL－6從組織釋放出來以后調(diào)節(jié)靶組織的信號途徑又與激活p38MAPK有關(guān)［6］。Hemi的結(jié)果表明，肝臟p38MAPK在各種應(yīng)激刺激下激活，而它的上調(diào)在應(yīng)激引起的胰島素受體底物1絲氨酸磷酸化和胰島素抵抗中具有重要作用［7］。因此本研究通過分析運動及RNA干擾抑制IL－6基因表達(dá)時機(jī)體不同組織的p38MAPK激活來探討p38MAPK在胰島素抵抗發(fā)生的作用。

1 材料與方法

1.1 shRNA載體構(gòu)建及在體注射

在預(yù)實驗中，我們選擇了4段IL－6核苷酸序列作為干預(yù)靶序列:IL－6－rat－356、IL－6－rat－410、IL－6－rat－479、IL－6－rat－578，并設(shè)計一條亂序非編碼片段作為空白對照。成功建立這四個片段的shRNA載體后，培養(yǎng)大鼠骨骼肌原代細(xì)胞，待細(xì)胞融合至70%后，用建立的四種shRNA載體轉(zhuǎn)染細(xì)胞，結(jié)果表明，4個干預(yù)片段的轉(zhuǎn)染率都在80%以上。進(jìn)行RT－PCR和Western blotting檢測，結(jié)果表明，骨骼肌細(xì)胞 IL－6mRNA水平分別為:正常對照(18.2±3.4)、空白載體對照(17.1±2.8)、IL－6－rat－356(8.4±1.6)、IL－6－rat－410(2.5±0.6)、IL－6－rat－479(5.2±1.9)、IL－6－rat－578(6.1±1.7)，骨骼肌IL－6蛋白濃度分別為:正常對照(131.2±35.7)、空白載體對照(120.3±39.1)、IL－6－rat－356(60.2±19.7)、IL－6－rat－410(20.6±11.3)、IL－6－rat－479(30.9±18.7)、IL－6－rat－578(51.4±16.5)。該結(jié)果表明載體IL－6－410封閉目的基因效果最好，因此我們選擇它作為正式試驗的干預(yù)載體。

按以下程序制備和注射shRNA載體和空白載體(參照Crosswhite［8］的方法并進(jìn)行適當(dāng)修改)。

(1)以250ul Opti－MEM(r)I稀釋5ul Lipofectamine(tm)2000，輕輕混勻，室溫下孵育5分鐘。

(2)以250ul Opti－MEM(r)I分別稀釋20ul shRNA或陰性shRNA，輕輕混勻。

(3)孵育5分鐘后，混合稀釋的shRNA(或陰性shRNA)和稀釋的Lipofectamine(tm)2000，輕輕混合，在室溫下孵育20分鐘，以形成復(fù)合物。

(4)在正式實驗開始后的第一、三、五、七周的星期一上午8點，根據(jù)分組，各大鼠分別尾靜脈注射一次300ul shRNA復(fù)合物、陰性shRNA復(fù)合物或生理鹽水。

1.2 試驗動物與分組

從中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院實驗動物中心購買中南72只雄性 Sprague－Dawley(SD)大鼠，3周齡，體重110±10g，分籠飼養(yǎng)，每籠5只，正式實驗前自由飲食。飼養(yǎng)籠采用大小鼠獨立通風(fēng)籠IVC，該設(shè)備購于蘇州市蘇杭科技器材有限公司，設(shè)備采用自動通風(fēng)模式。實驗動物許可證號:SYXK(湘)2010－0103.動物房恒溫24℃，相對濕度55%，自然光照。

適應(yīng)1周后，72只大鼠隨機(jī)分為3大組:安靜普通飼料組(RN)、安靜高脂飼料組(RH)、運動高脂飼料組(EH)，每一大組又分為注射生理鹽水(SRN，SRH or SEH)、注射空白載體和(BRN，BRH or BEH)注射shRNA載體3個小組(PRN，PRH or PEH)，每小組8只。

1.3 動物運動方案

動物適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，運動組大鼠在跑臺上適應(yīng)性運動2天。兩天后運動組大鼠進(jìn)行8周遞增負(fù)荷的有氧訓(xùn)練。訓(xùn)練方案參照J(rèn)ung的報道并進(jìn)行改進(jìn)［9］，跑臺坡度為0，每周訓(xùn)練6天，休息一天，每天訓(xùn)練一次(見表1)。

表1 大鼠8周跑臺運動負(fù)荷

1.4 動物飲食方案

動物適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后(適應(yīng)期所有大鼠喂食標(biāo)準(zhǔn)嚙齒動物飼料)，安靜普通飼料大組大鼠喂食標(biāo)準(zhǔn)嚙齒動物飼料，安靜高脂飼料和運動高脂飼料組大鼠喂食高脂飼料。所有飼料均購自于中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院實驗動物中心。高脂飼料配方參照 Zhang的報道［10］并進(jìn)行適當(dāng)修改。高脂飼料具體配方為:豬油20%、蔗糖20%、蛋黃粉10%、食鹽5%、豬膽鹽0.3%、標(biāo)準(zhǔn)飼料 44.7%，能量為 4.9kcal/g。

1.5 高胰島素－正糖鉗夾實驗

本實驗所采取的高胰島素－正糖鉗夾實驗方案是根據(jù)已有的報道進(jìn)行的［11］。8周實驗完成后，所有動物禁食12小時，然后腹腔注射異戊巴比妥鈉(25 mg/kg)麻醉，將大鼠放在微熱的實驗桌上以保持正常體溫。大鼠右頸靜脈置一插管以注射葡萄糖和胰島素，左頸動脈置另一插管以提取血樣。葡萄糖和胰島素溶液儲存在兩個數(shù)字注射泵內(nèi)，這兩個注射泵通過“Y”連接頭與頸靜脈插管相連。胰島素(Novolin R，Novo Nordisk Pharmaceuticals，Denmark)以 mU·kg－1·min－1的速率通過頸靜脈插管注射，血糖水平通過血糖儀(Surestep，Johnson，USA)連續(xù)監(jiān)測，每隔5分鐘調(diào)整葡萄糖輸注率(glucose infusion rates，GIR)以維持血糖在較高的水平((5.0±0.5)mmol/L)。鉗夾在90分鐘內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)并維持30分鐘的時間，最后60分鐘的平均GIR(Mean GIR60－120min)認(rèn)為是評價機(jī)體整體利用葡萄糖水平的重要指標(biāo)。

1.6 動物宰殺

將鉗夾實驗時注射葡萄糖和胰島素前的動脈血樣10ml置于一管內(nèi)，以1000×g的速度離心15分鐘以分離血清，分裝后放入液氮待測。鉗夾實驗結(jié)束后立即對大鼠斷頭處死，迅速剪除小塊股四頭肌、肝臟和腹部白色脂肪組織，放入液氮待測。

1.7 血樣測定

空腹血糖采用葡萄糖－過氧化物酶法進(jìn)行(試劑盒購于南京建成生物有限公司)?？崭寡葝u素與IL－6濃度利用酶聯(lián)免疫法法測定(試劑盒購于上?？党缮镉邢薰?。

1.8 Real－ time PCR

各組大鼠的IL－6 mRNA水平通過實時定量PCR方法測定。3種組織的總RNA提取使用Trizol試劑盒(購于美國Invitrogen公司，產(chǎn)品編號:#15596－026)。每個樣品的2ug RNA通過反轉(zhuǎn)錄成cDNA(試劑盒購于MBI Fermentas公司，編號:#K1631)。RT－PCR的基因擴(kuò)增試劑盒購于美國 ABI公司，產(chǎn)品編號:4309155。RT－PCR擴(kuò)增程序為:首先在95°C下變性5min，再 72°C5min，然后是 94°C，58°C，72°C 時各20s40次循環(huán)，最后55°C下10s。沒有cDNA的樣品作為陰性對照，每個樣品點樣三孔。IL－6的前引物序列為:5'TCGAGCCCACCAGGAACGAAA3'，后引物序列為:5'TGGCTGGAAGTCTCTTGCGGAGA 3'(84bp)。GAPDH作為看家基因，其前引物序列為:5'CTCATGACCACAGTCCATGC3'，后 引 物 序 列 為 5'TTCAGCTCTGGGATGACCTT3'(155bp)。

1.9 Western blotting

總蛋白抽提試劑盒購于美國ProMab公司，產(chǎn)品編號:SJ－200501。用剪刀剪取約0.5mg組織，置于組織勻漿器中，加入1ml總蛋白提取液，勻漿5min～20min直到組織充分破碎，然后冰上放置10～20min后，再勻漿5min～20min，將勻漿液吸出放到1.5ml離心管中。超聲3次，每次3s。然后9000rpm離心10min，取適量上清置于新的1.5ml離心管中，－20℃凍存。測定每個樣品的總蛋白含量。

將樣品體積與樣品緩沖液按5:1的比率混勻，樣品緩沖液的組成為:0.6ml 1mol/L的Tris－HCl(Ph6.8)、5ml 50%的甘油、2ml 10%的 SDS、0.5ml 2 － 巰基乙醇、1ml 1%溴酚藍(lán)和0.9ml蒸餾水。在100℃加熱3分鐘以使蛋白質(zhì)變性。將樣品進(jìn)行sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel(SDS－PAGE)電泳，再電轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上。電轉(zhuǎn)完畢后，將電轉(zhuǎn)膜置于5%的脫脂奶粉(PBS配制)中封閉，4℃過夜。封閉的膜用PBST漂洗2次。然后用磷酸化p38MAPK抗體(在PBST中用5%牛血清蛋白按1:400的比率稀釋，抗體購于美國Santa cruz公司，產(chǎn)品編號:sc－166182)搖床哺育，4℃過夜。換液，PBST洗滌4次。然后加入二抗(羊抗鼠IgG抗體/HRP，在PBST中用5%牛血清蛋白按1:5000的比率稀釋)室溫下?lián)u床哺育1小時。換液，PBST洗滌4次。將膜風(fēng)干，貼在玻璃紙上，加底物，做化學(xué)發(fā)光得到膠片。將背景較高的底片片放入PIERCE公司X光片背景去除液中。樣品的蛋白含量以與GAPDH的相對量表示。GAPDH一抗在PBST中用5%牛血清蛋白按1:1000的比率稀釋，抗體購于美國ProMab公司，產(chǎn)品編號:Mab－2005079。

1.10 統(tǒng)計學(xué)分析

所有統(tǒng)計分析均利用Sigma Plot 10.0軟件完成。數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。統(tǒng)計學(xué)差別用單因素方差分析(ANOVA)進(jìn)行檢驗。兩組之間的顯著性差異進(jìn)行t檢驗，3組及多組之間的顯著性差異進(jìn)行post hoc比較。顯著性水平定為P＜0.05。

2 實驗結(jié)果與分析

各空白載體注射組與各生理鹽水組相比均沒有顯著性差異，表明注射空白載體對機(jī)體沒有顯著性影響。因此下面各組的數(shù)據(jù)均省略了空白載體注射組。

2.1 運動和/或RNA干擾IL－6基因?qū)σ葝u素抵抗發(fā)生的影響

方差分析表明(表2)，與各自生理鹽水注射組(S－)相比，IL－6shRNA載體注射組(P－)的空腹血糖顯著升高(安靜高脂組，即RH組除外)、空腹胰島素濃度顯著升高(運動高脂組，即EH組除外)、葡萄糖輸注率顯著降低(P＜0.05或P＜0.01)。與各自安靜對照組相比，安靜高脂組與運動高脂組的空腹血糖均顯著升高(P＜0.05或 P＜0.01);安靜高脂組的空腹胰島素濃度顯著升高(P＜0.05)，但運動高脂組的空腹胰島素濃度卻沒有顯著性差異(P＞0.05);除了生理鹽水運動高脂組外，其余各組的葡萄糖輸注率均顯著降低(P＜0.01)。運動高脂組與各自的安靜高脂組相比，空腹血糖均顯著降低(P＜0.01);空腹胰島素濃度只有IL－6shRNA載體注射組顯著降低(P＜0.05);葡萄糖輸注率顯著升高(P＜0.05或P＜0.01)。

表2 各組大鼠空腹血糖(mmol/L)、空腹胰島素(mIU/L)和葡萄糖輸注率(Mean GIR60－120min，mg/kg/min)的比較一覽表(n=8)

2.2 運動和/或RNA干擾IL－6基因?qū)C(jī)體血清IL－6蛋白濃度與各組織IL－6基因表達(dá)的影響

方差分析表明(表3)，與各自生理鹽水注射組(S－)相比，IL－6shRNA載體注射組(P－)的血清IL－6及各組織IL－6mRNA水平均顯著降低(P＜0.05或P＜0.01)。與各自安靜對照組相比，安靜高脂組與運動高脂組的的血清IL－6與各組織IL－6mRNA水平均顯著升高(P＜0.01)。運動高脂組與各自的安靜高脂組相比，血清IL－6與各組織IL－6mRNA水平均顯著升高(P ＜0.01)。

表3 各組大鼠血清IL－6濃度(pg/ml)、各組織IL－6mRNA水平(/GAPDH)的比較一覽表(n=8)

2.3 P38MAPK在運動和/或RNA干擾IL－6基因?qū)σ葝u素抵抗發(fā)生的影響

方差分析表明(表3)，與各自生理鹽水注射組(S－)相比，IL－6shRNA載體注射組(P－)的p－p38水平一般顯著降低(P＜0.05或P＜0.01)，但是PEH組與SHE組相比的骨骼肌p－p38及PRN組與SRN組相比的肝臟p－p38沒有顯著性差異(P＞0.05)，并且PEH組與SHE組相比的肝臟p－p38及PRN組與SRN組相比的脂肪p－p38卻顯著增加(P＜0.05或P＜0.01)。與各自安靜對照組(RN組)相比，安靜高脂組(SRH組)與運動高脂組(SEH組)的的骨骼肌pp38均沒有顯著性差異(P＞0.05)，SRH組的肝臟與脂肪p－p38顯著降低(P＜0.01)，SRH組的肝臟pp38顯著降低(P＜0.01)，脂肪組織的p－p38顯著升高(P＜0.01)。運動高脂組(EH組)與各自的安靜高脂組相比(RH組)，各生理鹽水注射的運動高脂組(SEH)的 p－p38均顯著降低(P＜0.05或 P＜0.01)，但是IL－6shTNA注射的動高脂組(PEH組)的pp38卻沒有顯著性差異(P＞0.05)。

表4 各組大鼠各組織磷酸化p38MAPK水平(/GAPDH)的比較一覽表(n=8)

3 討論

從表2可以看出，與對照組相比，安靜高脂飲食組空腹血糖與胰島素濃度顯著升高，葡萄糖輸注率顯著降低，并且空腹血糖濃度的平均值達(dá)到13.86 mmol/L，說明8周的高脂飲食確實形成了胰島素抵抗。雖然高脂運動組與安靜對照組相比，空腹血糖仍然顯著升高，葡萄糖輸注率仍然顯著降低，但是高脂運動組與安靜高脂組相比，空腹血糖顯著降低，葡萄糖輸注率顯著升高，其空腹血糖濃度的平均值為8.26 mmol/L，該結(jié)果表明，運動只能一定程度地抑制高脂飲食形成的IR，并不能完全抑制高脂飲食所形成的胰島素抵抗。本實驗結(jié)果也表明生活方式(降低高脂飲食攝入)與適度的運動兩者的結(jié)合對于預(yù)防胰島素抵抗的發(fā)生的重要性。

雖然學(xué)者們對于運動抑制或改善胰島素抵抗的機(jī)制進(jìn)行了較多的研究，但是，它的確切機(jī)制仍然沒有闡明。作為一種運動時釋放最快，釋放量最多的一種細(xì)胞因子［12］，IL－6在安靜時主要釋放于脂肪組織，運動時主要釋放于骨骼?。?3］。IL－6從組織釋放后進(jìn)入血液，以激素樣作用于靶組織而調(diào)節(jié)物質(zhì)與能量代謝［14］，并且 IL－6 基因敲除鼠會形成繼發(fā)性肥胖［2］。所有這些報道使我們相信，運動在抑制胰島素抵抗形成或改善胰島素抵抗的癥狀時很有可能通過IL－6而起作用。

為了消除IL－6的影響，我們采用了RNA干擾技術(shù)。自從1998年Fire［15］等發(fā)現(xiàn)RNA干擾技術(shù)以來，它已經(jīng)成為廣泛用于在體或離體沉默某特定基因的一種重要實驗方法［16］。Lu［17］給大鼠在體注射 p65 siRNA(0.25 μmol/kg)，對照組則注射生理鹽水。他認(rèn)為RNA干擾治療是癌癥治療中一種較新的轉(zhuǎn)染方法，可以避免一些副作用。Crosswhite［8］將腺病毒轉(zhuǎn)染的IL－6 shRNA給大鼠尾靜脈注射一次，結(jié)果與對照組相比，其組織內(nèi)的IL－6基因表達(dá)顯著降低。我們用真核細(xì)胞轉(zhuǎn)染的shRNA給大鼠尾靜脈注射4次，結(jié)果表明(如表3所示)，各shRNA注射組與對照組相比，其骨骼肌、肝臟與脂肪組織的IL－6基因表達(dá)顯著降低說明采用我們的方法，能夠顯著抑制大鼠機(jī)體組織內(nèi)IL－6基因的表達(dá)。

通過表2和3可以發(fā)現(xiàn)，運動高脂IL－6RNA干擾組(PEH)雖然與安靜高脂IL－6RNA干擾組(PRH)相比空腹血糖顯著降低，葡萄糖輸注率顯著升高，但是與對照組(PRN)和運動高脂生理鹽水注射組(SEH)組相比，空腹血糖顯著升高，葡萄糖輸注率顯著降低。表明運動雖然可以一定程度上改善胰島素抵抗，但是運動同時沉默IL－6基因的大鼠其改善胰島素抵抗的作用明顯減弱。因此，高脂形成胰島素抵抗，運動在一定程度上抑制胰島素抵抗的發(fā)生，但是運動+IL－6干擾卻不能抑制胰島素抵抗，反而形成了胰島素抵抗。本結(jié)果充分表明，運動抑制胰島素抵抗發(fā)生在一定程度上是通過IL－6而起作用。

雖然在血清IL－6和組織IL－6基因表達(dá)方面我們得到了和其他人比較一致的結(jié)果，但是我們的研究第一次比較了不同狀態(tài)下不同組織IL－6表達(dá)的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，安靜狀態(tài)時，骨骼肌IL－6 mRNA水平最低，肝臟較高，脂肪組織最高。高脂飲食形成胰島素抵抗和運動干預(yù)抑制胰島素抵抗時，各組織IL－6基因表達(dá)均顯著增加，但依然是骨骼肌IL－6表達(dá)最低，脂肪組織IL－6表達(dá)最高。高脂運動組中各組織IL－6基因表達(dá)也顯著增加，但是骨骼肌中的增加幅度最大。據(jù)此，我們認(rèn)為，安靜狀態(tài)下，相對于骨骼肌而言，在肝臟和脂肪組織中可能存在有強(qiáng)有力的激活I(lǐng)L－6基因表達(dá)的因素存在。而在運動時，運動應(yīng)激則大幅度提高了骨骼肌IL－6的基因表達(dá)。

作為應(yīng)激激活的蛋白激酶，p38MAPK與胰島素抵抗的關(guān)系十分密切。目前對于胰島素抵抗患者機(jī)體內(nèi)的p38信號的激活狀態(tài)與機(jī)制還不太清楚。Hemi［7］的研究發(fā)現(xiàn)，肝臟中p38MAPK被多種刺激因素激活，如游離脂肪酸等。他認(rèn)為p38的激活對于胰島素受體底物1絲氨酸磷酸化和胰島素抵抗具有主要作用。Masharani的報道表明［18］，在胰島素抵抗患者的肌肉組織中，p38沒有激活，但是磷酸化JNK和胰島素受體底物1絲氨酸磷酸化均顯著增加。本次研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，高脂飲食形成胰島素抵抗的大鼠骨骼肌組織的p38沒有明顯改變，但是肝臟和脂肪組織的p38卻顯著激活了。由此可以認(rèn)為，脂肪和肝臟組織中p38MAPK信號通路的激活在胰島素抵抗形成過程中具有重要作用。這可能與胰島素抵抗形成時機(jī)體的慢性炎癥反應(yīng)有關(guān)［19］，因為炎癥反應(yīng)會激活p38MAPK 信號通路［20］。

較多的實驗已經(jīng)證明，運動具有抗炎癥作用［21］。本實驗結(jié)果表明，高脂飲食8周，大鼠形成胰島素抵抗。在這個過程中，運動組大鼠與安靜組相比，胰島素抵抗形成顯著降低，同時，骨骼肌、肝臟與脂肪組織中的磷酸化p38水平也顯著降低。因此，我們推測，運動抑制胰島素抵抗的形成很有可能是通過下調(diào)p38MAPK等信號通路而影響機(jī)體的炎癥反應(yīng)來起作用的。而Bumrungpert［22］等人在研究山竹果的主要活性成分倒捻子素(mangostin，MG)時，發(fā)現(xiàn)MG可以減弱LPS誘導(dǎo)的人脂肪細(xì)胞炎癥反應(yīng)和胰島素抵抗也是可能通過抑制p38MAPK等MAPK信號通路的激活而起作用。

如上所述，運動抑制胰島素抵抗形成可能通過激活I(lǐng)L－6和/或抑制p38MAPK信號通路，那么在IL－6和p38MAPK之間是否存在一種聯(lián)系?有部分實驗研究了不同因素導(dǎo)致胰島素抵抗時IL－6和p38MAPK的狀態(tài)［23］，但是并沒有對這兩者之間的關(guān)系進(jìn)行探討。通過本次研究，發(fā)現(xiàn)運動導(dǎo)致機(jī)體IL－6基因表達(dá)與蛋白釋放顯著增加，同時p38MAPK信號通路顯著抑制。根據(jù)這個結(jié)果，我們可以推測IL－6基因表達(dá)與蛋白釋放的激活可能會抑制p38MAPK信號通路，因為IL－6具有抗炎癥作用。而大部分抗炎癥作用的因素都可以下調(diào)p38MAPK信號通路。此外，我們通過 IL－6shRNA使 IL－6基因沉默，此時p38MAPK信號通路的激活卻比較復(fù)雜，骨骼肌、肝臟與脂肪組織中p38激活、不變、甚至也會抑制。因此我們得出結(jié)論:IL－6基因表達(dá)與蛋白釋放增加可能抑制p38MAPK信號通路，但是IL－6基因的沉默卻不一定激活p38MAPK信號通路。

4 結(jié)論

(1)運動抑制胰島素抵抗發(fā)生在一定程度上是通過IL－6而起作用的。

(2)安靜和高脂飲食形成胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下，肝臟和脂肪組織中IL－6基因表達(dá)最強(qiáng);而運動應(yīng)激則大幅度提高了骨骼肌IL－6的基因表達(dá)。

(3)高脂飲食形成胰島素抵抗的大鼠肝臟與脂肪組織p38MAPK顯著激活。

(4)運動抑制胰島素抵抗的形成與p38MAPK信號的下調(diào)有關(guān)。

(5)IL－6激活可能抑制p38MAPK，但是IL－6基因的沉默卻不一定激活p38MAPK。

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The effects and mechanism study on the development of insulin resistance intervened by exercise and IL－6shRNA

TANG Hui et al
(Hunan University of Science and Technology，Xiangtan Hunan 411201)

Objective:To probe into whether exercise inhibited the development of insulin resistance(IR)through IL－6 and the possible effects of p38MAPK signal pathway.Methods:Rats were fed by 8 weeks high－fat diets to develop IR，and glucose infusion rates(GIR)were determined by hyperinsulinemic－euglycemic clamping to confirm the development of IR.8 weeks treadmill exercise and/or IL－6shRNA plasmid injection were adopted.The indexes of serum IL－6，fasting blood glucose，fasting serum insulin，GIR，IL－6 gene expression levels and p－p38 in various tissues were determined.Results:Rats fed by 8 weeks high－fat diets were developed IR and the IL－6mRNA levels in various tissues of IL－6shRNA injection groups were significantly lower than those of control group(P ＜0.05，or P ＜0.01).The development of IR in exercise rats significantly decreased，however，compared with that，the GIR of exercise rats injected by IL－6shRNA was lower(P＜0.05，or P ＜0.01).The p－p38 significantly increased in the rats fed by high－fat diets，however，p － p38 in the exercise high － fat diets rats significantly decreased than that(P ＜0.05，or P ＜0.01).The changes of p－p38 in exercise rats injected by IL－6shRNA were irregular.Conclusions:These results suggested that exercise inhibited the development of IR by activating IL－6 and/or inhibiting p38 MAPK signal pathway.The upregulation of IL－6 gene expression possibly inhibited p38 MAPK signal pathway.

p38MAP;exercise;IL－6shRNA;IR

G804.2

A

1001－9154(2012)05－0072－07

G804.2

A

1001－9154(2012)05－0072－07

國家自然科學(xué)基金面上項目(30971413)

唐暉(1973－)，男，湖南洞口人，博士，副教授，主要研究方向為運動內(nèi)分泌。

2012－03－26