研究目的衰老过程中,骨骼肌质量与力量的下降(Sarcopenia)往往伴随着骨骼肌中脂肪含量的增加。骨骼肌中脂肪含量的增加不仅仅能够引发胰岛素抵抗而且能够干扰到骨骼肌的功能,但是骨骼肌中的脂肪累积所导致骨骼肌质量和力量下降的机制目前还不是很清楚。已有研究表明,运动可以缓解衰老过程中脂肪在骨骼肌的沉积,同时能够改善骨骼肌的功能。本研究通过选用自然衰老C57/BL6J小鼠模型,探讨衰老C57/BL6J小鼠骨骼肌中脂滴相关蛋白、脂滴合成和分解代谢的酶类、线粒体的变化对脂滴的影响以及在脂滴代谢过程的底物对骨骼肌中影响到骨骼肌蛋白质合成IGF/Akt/mTOR细胞信号通路的影响,阐明脂肪在骨骼肌中的变化情况以及对骨骼肌质量变化的影响。同时采取3周跑台耐力训练这个外部因素作用于骨骼肌系统,观察骨骼肌中脂肪的变化对骨骼肌蛋白质合成IGF/Akt/mTOR细胞信号通路的影响,了解脂肪累积效应对骨骼肌功能蛋白合成的影响,从而阐明Sarcopenia与骨骼肌中脂肪累积关系的分子生物学机制。研究方法本研究采用2月龄和24月龄C57/BL6J雄性小鼠为实验对象,以自然衰老的动物模型探讨3周的耐力运动训练对小鼠骨骼肌中脂滴代谢的影响,2月龄的C57/BL6J小鼠随机分成青年安静组(YC)和青年耐力运动组(YE),每组各8只,24月龄的C57/BL6J小鼠随机分成老年安静组(OC)和老年耐力运动组(OE),每组各7只。利用DEXA的方法对小鼠的身体成分进行检测,并同时采用实时荧光定量PCR (Quantitative Real-time PCR)和蛋白免疫印迹方法(Western blotting)对小鼠骨骼肌脂滴的相关蛋白ADRP和OXPAT,脂滴相关水解酶ATGL和HSL,脂滴相关合成酶DGAT1,线粒体相关的PGC-1α、Mfn和Drp1,调节脂肪酸进入线粒体氧化关键酶AMPK和ACC,骨骼肌蛋白合成信号通路中的IGF-1、Akt和mTOR以及影响信号通路的PP2A中的相关基因和蛋白进行检测。研究结果1)老年组小鼠体内脂肪质量升高,瘦体重有下降的趋势,3周耐力运动没有改善老年组和青年组小鼠身体成分。2)衰老过程中,小鼠骨骼肌中脂滴相关蛋白对脂滴有双向调节作用；脂滴分解和合成动态平衡趋向合成；线粒体生物发生降低,融合和分裂的动态平衡趋向分裂导致功能障碍的线粒体增多；而衰老过程中骨骼肌中脂肪酸的氧化不依赖AMPK/ACC2的调节。3)在衰老过程中,骨骼肌中蛋白质合成信号通路各功能蛋白的基因和蛋白表达下调,导致骨骼肌中蛋白质合成降低；老年组小鼠骨骼肌中脂肪代谢的产物诱导的磷酸酶PP2A mRNA和蛋白表达的上调,是脂代谢干扰骨骼肌蛋白质合成信号通路的执行分子。4)3周耐力运动导致OXPAT表达上调增加脂滴的氧化利用, ADRP mRNA的表达有运动时间的依赖性；对脂滴合成与降解动态平衡的影响是通过上调小鼠骨骼中脂滴水解酶ATGL和HSL mRNA表达趋向分解过程,降低脂滴在骨骼肌中的沉积。5)3周的耐力运动能够诱导线粒体的生物发生,但对于线粒体融合和分裂的动态平衡没有产生影响；同时对骨骼肌中脂肪酸进入线粒体进行氧化的调节蛋白没有产生影响。6)3周的耐力没有影响到骨骼肌中蛋白合成信号通路,但是通过抑制骨骼肌中PP2A的表达,间接的保护了衰老过程中骨骼肌蛋白质合成。结论1)老年组小鼠身体成分的改变以体脂的增多为主要特征。2)衰老过程中,脂滴的分解和合成代谢趋向合成,造成骨骼肌中脂肪的异位沉积增加。3)衰老过程中,脂代谢干扰骨骼肌中蛋白质合成的信号通路。4)3周的耐力运动使老年组和青年组小鼠骨骼中的脂滴合成和分解平衡趋向分解,降低脂滴在骨骼肌中的累积5)3周的耐力运动能够诱导线粒体的生物发生。6)3周的耐力运动通过抑制脂代谢的底物缓解衰老过程中骨骼肌中蛋白质合成的下降。