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目的: Wnt信号通路的异常改变与机体肥胖,胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)和2型糖尿病(Type2 Diabetes Mellitus,T2DM)等代谢性疾病密切相关。通过检测及分析 Wnt信号通路关键信号分子的基因,蛋白及其磷酸化表达的变化,探究Wnt信号通路在IR发生中的作用,有氧运动是否可以增加Wnt信号通路的关键蛋白分子糖原合成激酶(Glycogen Synthase Kinase3β, GSK3β)磷酸化表达水平和降低其下游信号蛋白分子连环蛋白(β-catenin)磷酸化表达水平而改善 IR,并探讨其潜在的分子生物学机制。 方法: (1)动物模型建立:实验采用4周龄雄性 C57BL/6小鼠80只,适应性喂养一周后,随机分为正常对照组(C组)和胰岛素抵抗模型组(IR组),分别喂饲标准饲料和高脂饲料10周以建立小鼠IR模型。随后通过检测口服葡萄糖耐量试验(OGTT)和空腹血清胰岛素值(FINs)鉴定IR模型是否成功;待IR小鼠模型建立成功后,将正常对照组随机分为正常饮食安静组(NC)和正常饮食运动组(NE),继续喂饲标准饲料;IR小鼠随机分为高脂饮食安静组(HC)和高脂饮食运动组(HE),继续喂饲高脂饲料; (2)运动方案:各运动组进行为期6周、75%VO2max强度的有氧跑台运动,60min/次/天,5天/周; (3)检测空腹血清胰岛素值(FINs)、血清总胆固醇(TC)和血清甘油三酯(TG)表达:检测前将小鼠禁食16小时,取留动物血液标本,将血液离心后提取血清,用 ELISA法检测FINs,采用酶法检测 TG和TC表达; (4)口服葡萄糖耐量试验(OGTT):实验前将小鼠禁食16小时,分别称量小鼠体重并记录。由鼠尾静脉取微量血,检测空腹血糖值(T0),随后根据小鼠体重按照10μl/g标准迅速经口腔灌注20%的葡萄糖溶液,分别检测灌注葡萄糖后15、30、60和120 min各时间点血糖值并记录; (5)HE染色观察胰岛β细胞形态:留取小鼠胰腺组织,用4%多聚甲醛固定,进行石蜡包埋和苏木精-伊红(HE)染色,在显微镜下观察胰岛β细胞形态学变化; (6)Real-time PCR方法检测小鼠骨骼肌GSK3β和β-catenin mRNA表达; (7)Western Blot方法检测小鼠骨骼肌GSK3β和β-catenin蛋白及其磷酸化表达。 结果: (1)小鼠体重变化:HC组小鼠体重较NC组增加14.60%;HE组小鼠体重较 HC组降低10.40%; (2)TG和TC值:HE组比HC组TG值降低25.00%;HC组小鼠TC值比 NC组增高31.60%;而HE组比HC组 TC值降低11.80%; (3)FIN:HC组小鼠FIN比NC组增高44.35%;而 HE组比HC组FINs降低20.80%; (4)OGTT变化:比较C组与IR组小鼠OGTT值,发现IR组小鼠OGTT曲线峰值显著升高、峰值出现时间点明显延迟、且其后血糖恢复速度显著减慢;而较HC组小鼠,HE组小鼠OGTT曲线峰值明显下降,但仍高于C组小鼠、峰值出现时间点明显前移、且其后血糖恢复速度明显增加; (5)胰岛β细胞形态学变化:较NC组,HC组小鼠胰岛β细胞团面积显著增加,并出现炎症浸润表现;而 HE组小鼠较HC组胰岛β细胞团面积显著降低,炎症反应症状缓解; (6)骨骼肌GSK3βmRNA表达,GSK3β蛋白及其磷酸化表达:HC组小鼠骨骼肌GSK3β mRNA的表达较NC组降低60.00%;HE组小鼠骨骼肌GSK3β mRNA的表达较 HC组增加37.50%;各组间小鼠骨骼肌 GSK3β蛋白的表达无显著性差异;但HC组小鼠骨骼肌pGSK3βSer9蛋白的表达较NC组降低1.19%;HE组小鼠骨骼肌pGSK3βSer9蛋白的表达较 HC组增加7.60%; (7)骨骼肌β-catenin mRNA表达,β-catenin蛋白及其磷酸化表达:HC组小鼠骨骼肌β-catenin mRNA的表达较NC组增加60.00%;HE组小鼠骨骼肌β-catenin mRNA的表达较 HC组降低61.90%;各组间小鼠骨骼肌β-catenin蛋白的表达无显著性差异;但 HC组小鼠骨骼肌pβ-cateninSer33/37Thr41蛋白的表达较NC组增加19.23%;HE组小鼠骨骼肌pβ-cateninSer33/37Thr41蛋白的表达较HC组降低25.80%。 结论: (1)高脂饮食可通过降低小鼠骨骼肌细胞GSK3β基因和GSK3βSer9蛋白磷酸化表达,及增加小鼠骨骼肌细胞β-catenin基因、β-cateninSer33/37和β-catenin Thr41蛋白磷酸化表达诱导 IR发生。 (2)有氧运动可通过增加小鼠骨骼肌细胞 GSK3β基因和GSK3βSer9蛋白磷酸化表达,及降低小鼠骨骼肌细胞β-catenin基因、β-cateninSer33/37和β-catenin Thr41蛋白磷酸化表达改善IR。