運(yùn)動(dòng)對(duì)生長(zhǎng)期大鼠脂肪組織FTO基因表達(dá)的影響①

趙娟 許春艷 段佳妍

(北京體育大學(xué) 北京 100084)

運(yùn)動(dòng)對(duì)生長(zhǎng)期大鼠脂肪組織FTO基因表達(dá)的影響①

趙娟 許春艷 段佳妍

(北京體育大學(xué) 北京 100084)

該文以SD大鼠為研究對(duì)象,采用實(shí)驗(yàn)法,研究有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)生長(zhǎng)期大鼠脂肪組織FTO基因表達(dá)的影響,探討運(yùn)動(dòng)預(yù)防肥胖的可能機(jī)制。研究表明,有氧運(yùn)動(dòng)改善生長(zhǎng)期大鼠體重,顯著升高FTO基因的表達(dá),預(yù)防和控制肥胖的發(fā)生。

生長(zhǎng)期 FTO 運(yùn)動(dòng)

肥胖已經(jīng)被稱為全球最大規(guī)模的慢性病，處于生長(zhǎng)發(fā)育期兒童肥胖的發(fā)生率也在迅速增長(zhǎng)，正成為一個(gè)日趨嚴(yán)重危害健康的問(wèn)題。因此，預(yù)防肥胖就成為迫切需要解決的問(wèn)題。肥胖與遺傳關(guān)系密切。最近研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TO與肥胖關(guān)系密切。FTO基因是非-血紅素加雙氧酶超家族的成員，廣泛表達(dá)于中樞及外周多個(gè)組織(如：SIRT 1下丘腦、脂肪組織、骨骼肌、胰島等)[1]。FTO基因可以通過(guò)脂解作用調(diào)節(jié)身體脂肪重量[2]。目前，關(guān)于FTO基因與肥胖關(guān)系的研究主要集中在運(yùn)動(dòng)干預(yù)FTO基因表達(dá)與攝食量的關(guān)系和FTO基因變異與肥胖的關(guān)系上。也有研究運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體不同F(xiàn)TO基因型體重的影響，結(jié)果并不一致。但耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)處于生長(zhǎng)發(fā)育期的大鼠脂肪組織FTO基因表達(dá)的影響如何，未見(jiàn)報(bào)道。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)生長(zhǎng)期大鼠脂肪組織FTO基因表達(dá)的影響，探討運(yùn)動(dòng)預(yù)防肥胖的可能機(jī)制。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

3周齡SD大鼠20只，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為對(duì)照組(C)和運(yùn)動(dòng)組(E)，兩組大鼠均自由飲食飲水。

圖1 E組與C組體重變化圖

圖2 運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠脂肪組織FTO mRNA含量的影響

1.2 研究方法

E組進(jìn)行4周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，每周測(cè)定1次體重。E組大鼠末次運(yùn)動(dòng)后48 h取材，取材前與C組大鼠均禁食12 h，取兩側(cè)腎周和附睪脂肪墊。RT-PCR測(cè)定脂肪組織FTOmRNA含量，結(jié)果采用2-ΔΔCt處理。

1.3 有氧訓(xùn)練方案

大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1d后進(jìn)行跑臺(tái)訓(xùn)練，訓(xùn)練6d后測(cè)大鼠的最大攝氧量，根據(jù)55%～60%VO2max制定其跑臺(tái)速度，跑速為20m/min，5 d/周，1h/d，訓(xùn)練4周。

1.4 數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，體重比較采用重復(fù)性方差分析，其他數(shù)據(jù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，顯著性定為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

2 研究結(jié)果

2.1 大鼠體重的變化

E組大鼠與C組大鼠初始體重?zé)o顯著性差異，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，從運(yùn)動(dòng)第二周開(kāi)始，E組大鼠體重顯著低于C組，直到第四周運(yùn)動(dòng)結(jié)束。(如圖1)

2.2 大鼠脂肪組織FTO mRNA含量

由圖2可以看出，E組大鼠脂肪組織FTOmRNA的含量顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。

3 分析討論

脂肪的代謝分為脂肪的合成與分解兩個(gè)過(guò)程，機(jī)體在正常生理狀態(tài)下處于一種平衡狀態(tài)，如果分解代謝增強(qiáng)，合成代謝減弱，則體重降低，反之則體重增加。該研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)4周耐力運(yùn)動(dòng)后，在各對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)上，E組大鼠的體重顯著低于對(duì)照組；說(shuō)明有氧運(yùn)動(dòng)使大鼠的能量消耗增加，脂肪的分解代謝增強(qiáng)。

FTO基因在整個(gè)生命周期里與肥胖的關(guān)系已經(jīng)被學(xué)者所研究。在兒童和青少年的研究中，F(xiàn)TO基因與肥胖的相關(guān)性也已被證實(shí)，研究發(fā)現(xiàn)FTOSNPs對(duì)于機(jī)體出生的體重并沒(méi)有影響，在人體的整個(gè)生命過(guò)程中，F(xiàn)TOSNPs開(kāi)始影響體重是在兒童早些時(shí)期，之后影響持續(xù)增加，最大的影響是在成年早期，而后整個(gè)成年時(shí)期隨之減弱[3]。提示，F(xiàn)TO基因主要在兒童青少年時(shí)期對(duì)人類的體重進(jìn)行調(diào)控。

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)可以控制和預(yù)防肥胖已經(jīng)得到大家認(rèn)可，但其生物學(xué)機(jī)制尚不完全清楚。FTO基因的發(fā)現(xiàn)可能為此提供了新的研究靶點(diǎn)。Church[4]等通過(guò)過(guò)表達(dá)FTO基因，進(jìn)一步證實(shí)了FTO基因與肥胖的關(guān)系：FTO基因在下丘腦、脂肪組織、肝臟等組織中的過(guò)量表達(dá)能夠顯著增加大鼠的體重和脂肪重量，而且這種增加與FTO表達(dá)存在著量效關(guān)系，表達(dá)越高，體重及脂肪重量增加越明顯。FTO基因與肥胖及運(yùn)動(dòng)存在密切的關(guān)系，研究表明，長(zhǎng)時(shí)間的有氧運(yùn)動(dòng)可以降低攜帶FTO易肥胖等位基因人類群體的BMI指數(shù)。

該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，4周耐力運(yùn)動(dòng)顯著升高了生長(zhǎng)期大鼠脂肪組織FTO基因的mRNA含量，而Wu等[5]研究表明，F(xiàn)TO可能作為轉(zhuǎn)錄共激活因子，提高C/EBPs與單鏈DNA的結(jié)合能力，從而增強(qiáng)了C/ EBPs基因啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄激活潛力。而C/EBP家族可激活 PPARγ表達(dá)已經(jīng)被證實(shí)，二者協(xié)同作用啟動(dòng)前體脂肪細(xì)胞分化，是重要的脂肪分化相關(guān)基因。提示，耐力運(yùn)動(dòng)升高了FTO基因的表達(dá)，而FTO基因可能作為轉(zhuǎn)錄共激活因子，對(duì)了C/EBPβ和PPARγ基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而對(duì)脂肪細(xì)胞分化及脂肪的合成進(jìn)行調(diào)控，減弱了脂肪的合成，促進(jìn)了脂肪的分解，預(yù)防和控制肥胖的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)期有氧訓(xùn)練改善了生長(zhǎng)期大鼠體重，顯著升高了脂肪組織FTO基因的表達(dá)，減弱了脂肪的合成作用，促進(jìn)脂肪的分解，起到了預(yù)防肥胖發(fā)生的作用。

[1]馬國(guó)棟.耐力訓(xùn)練對(duì)大鼠FTO基因表達(dá)影響及與攝食量關(guān)系研究[J].體育科學(xué)，2012，32(6)：69-73.

[2]徐新祥，劉峰.FTO基因在3T3-L1前體脂肪細(xì)胞成脂分化中的表達(dá)趨勢(shì)[J].實(shí)用臨床醫(yī)藥雜志，2009，13(11)：76-77.

[3]李惠.運(yùn)動(dòng)對(duì)高脂膳食大鼠脂代謝調(diào)節(jié)作用及機(jī)的研究[D].揚(yáng)州大學(xué)，2014.

[4]Church C，Moir L，McMurray F，et al.Overexpression of Fto leads to increased food intake and results in obesity [J].Nature genetics，2010，42(12)：1086-1092.

[5]Wu Q，Saunders R A，Szkudlarek-Mikho M，et al.The obesity-associated Fto gene is a transcriptional coactivator [J].Biochemical and biophysical research communications，2010，401(3)：390-395.

G80-32

A

2095-2813(2017)01(b)-0021-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.02.021

北京高校青年英才計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：YETP1247)。