运动激活PGC-1a/FNDC5/BDNF通路延缓APP/PS1小鼠病理进程的机制研究

探讨PGC-1a/FNDC5/BDNF信号通路在运动改善APP/PS1小鼠认知功能障碍中的作用机制。选用12只4月龄APPswe/PS1转基因雄性小鼠和12只同窝野生型小鼠,随机分AD对照组(AD-C,n=6)、AD运动组(AD-E,n=6)、野生对照组(WT-C,n=6)和野生运动组(WT-E,n=6)。WT-C组和ADC组小鼠安静饲养,WT-E组和AD-E组进行10周中等强度跑台运动干预。采用Western blot法检测实验小鼠海马PGC-1a、FNDC5、BDNF和Aβ蛋白表达情况。结果表明:与AD-C组小鼠相比,AD-E组小鼠海马内Aβ蛋白表达水平显著下(P<0.01),PGC-1a蛋白表达水平显著上升(P<0.01),FNDC5蛋白表达水平显著上升(P<0.01),BDNF蛋白表达显著上升(P<0.01),Aβ蛋白含量显著下降(P<0.01)。由此得到如下结论:长期中等强度的有氧运动激活APP/PS1小鼠海马PGC-1a/FNDC5/BDNF信号通路,降低海马区Aβ蛋白表达,改善APP/PS1小鼠空间学习记忆能力。

多囊卵巢综合征患者血清FNDC5 CK-18 mRNA的表达及临床诊断价值

目的探讨多囊卵巢综合征(PCOS)患者血清Ⅲ型纤维连接蛋白域蛋白5(FNDC5)、细胞角蛋白-18(CK-18)的表达及临床诊断价值。方法采用实时荧光定量PCR技术检测60例PCOS患者(研究组)、50例女性库欣综合征患者(对照组)的血清FNDC5、CK-18 mRNA表达。比较两组患者低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、空腹血糖(FPG)、促黄体生成素(LH)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、卵泡刺激素(FSH)、胰岛素水平(FINS)、稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。采用Pearson法分析PCOS患者血清FNDC5与血清CK-18 mRNA表达的相关性,以及二者与体质量指数(BMI)及糖脂代谢的关系;采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血清FNDC5、CK-18mRNA对PCOS的诊断价值。结果研究组患者BMI、LDL-C、FPG、LH、TC、FINS水平及HOMA-IR均高于对照组(P<0.05或0.01),血清FNDC5 mRNA表达低于对照组,血清CK-18 mRNA表达高于对照组(P<0.01)。PCOS患者血清FNDC5 mRNA表达与CK-18 mRNA表达呈显著负相关(P<0.05),血清FNDC5 mRNA表达与BMI、LDL-C、FPG、LH、TC、FINS、HOMA-IR均呈显著负相关(P<0.01),血清CK-18 mRNA表达与BMI、LDL-C、FPG、LH、TC、FINS、HOMA-IR均呈显著正相关(P<0.01);血清FNDC5、CK-18 mRNA联合诊断PCOS的曲线下面积(AUC)大于二者单独诊断(P<0.05)。结论PCOS患者血清FNDC5 mRNA表达降低,CK-18 mRNA表达升高,两者联合检测可作为PCOS临床诊治的基础依据。

左归丸通过FNDC5/Wnt3a/β-catenin通路治疗绝经后骨质疏松症的机制研究

目的对左归丸治疗绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)的机制进行研究。方法通过体外实验制备左归丸低、中、高剂量对应的含药血清,对培养的MC3T3-E1进行药物干预,分为空白对照组、成骨诱导组(OGI组)、OGI+左归丸低、中、高浓度组;对培养的MC3T3-E1细胞进行FNDC5转染后成骨诱导,分为空白对照组、OGI+转染组、OGI+转染+左归丸低、中、高浓度组。对上述细胞培养液进行ALP活力检测及染色。在体内实验中将野生型小鼠随机分为野生型对照组、野生型卵巢切除(OVX)组、野生型治疗组,将FNDC5基因敲除(KO)小鼠随机分为KO对照组、KO-OVX组、KO治疗组,采用OVX方式造模,给予治疗组小鼠灌胃左归丸12周。12周灌胃结束后检测各组股骨骨密度(bone mineral density,BMD),HE染色股骨切片,ELISA检测血清E2、PINP、Irisin含量,实时荧光定量PCR检测FNDC5、Runx2、OPN、OCN、OSX mRNA表达,Western Blot检测FNDC5、Wnt3a、β-catenin蛋白表达。结果左归丸含药血清增加了MC3T3-E1的ALP表达,FNDC5转染后ALP表达下降;左归丸可以显著改善野生型小鼠OVX术后导致的BMD降低及股骨骨小梁损害,缓解E2、PINP、Irisin表达降低,而对于KO小鼠无显著差异;左归丸抑制了OPN的表达,提高了Runx2、OSX、OCN的mRNA表达。对比KO-OVX组,KO治疗组的OPN、Runx2、OSX、OCN等均没有明显差异。左归丸可以上调Wnt3a和β-catenin的表达,当FNDC5被敲除后这种上调效果被显著抑制。结论左归丸可能通过FNDC5/Wnt3a/β-catenin通路治疗PMOP。

川芎嗪通过FNDC5治疗小鼠急性心肌缺血的作用研究

目的:研究FNDC5基因敲除对急性心肌缺血小鼠的影响并探讨川芎嗪对FNDC5基因敲除小鼠(FNDC5-/-)急性心肌缺血的治疗作用。方法:将45只野生型小鼠和45只FNDC5-/-小鼠随机分为野生型正常对照组、野生型模型组、野生型川芎嗪组、FNDC5-/-正常对照组、FNDC5-/-模型组、FNDC5-/-川芎嗪组,通过对小鼠皮下注射异丙肾上腺素(ISO)诱导心肌缺血模型并用川芎嗪进行治疗。造模结束后记录小鼠心电图,测定血清LDH、CK-MB、SOD、MDA、Irisin水平,计算小鼠HM/TL、HM/BM;通过HE和Masson染色确定心肌组织病理学变化,QPCR检测FNDC5、TGF-β1、FN1、COL3A1、COL1A1 mRNA表达。结果:与相应正常对照组比较,模型组小鼠心肌组织可见明显的梗死、炎性浸润及纤维化,心肌组织FNDC5 mRNA表达及血清Irisin水平显著降低,ST段偏移值、HM/BM、HM/TL及血清CK-MB、LDH水平显著升高(P<0.05~P<0.001)。与相应模型组比较,川芎嗪组小鼠心肌组织梗死、炎性浸润及纤维化明显改善,心肌组织FNDC5 mRNA表达及血清Irisin水平显著升高,ST段偏移值显著降低,野生型川芎嗪组小鼠HM/BM、HM/TL及血清CK-MB、LDH、MDA水平和心肌组织TGF-β1、FN1、COL1A1、COL3A1 mRNA表达显著降低,血清SOD水平显著升高(P<0.05~P<0.001)。与野生型模型组比较,FNDC5-/-模型组小鼠心肌组织FNDC5 mRNA表达及血清Irisin水平显著降低,ST段偏移值、HM/BM、HM/TL及血清CK-MB、LDH水平显著升高(P<0.05~P<0.001)。结论:FNDC5基因敲除会加重小鼠急性心肌缺血损伤,FNDC5可能是川芎嗪治疗急性心肌缺血损伤的重要途径。

2型糖尿病患者血清FNDC5水平与左室舒张功能参数的关系

目的:观察2型糖尿病(T2DM)患者血清III型纤维蛋白结构域结合蛋白5 (FNDC5)水平与正常组的差异,以及T2DM患者血清FNDC5水平与左心室舒张功能的关系,探讨其临床应用价值。方法:选取T2DM患者158例作为实验组,非2型糖尿病患者作为对照组37例。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检验患者血清FNDC5水平。结果:T2DM患者血清FNDC5水平较正常组血清FNDC5水平明显降低(P < 0.001)。相关系数分析显示,2型糖尿病患者中血清FNDC5浓度与E峰呈正相关(r = 0.363, P = 0.005),与E/A呈正相关(r = 0.291, P = 0.006),与E/二尖瓣瓣环间隔e’呈负相关(r = −0.495, P = 0.000),与E/二尖瓣瓣环侧壁e’呈负相关(r = −0.595, P = 0.000),与E/平均e’呈负相关(r = −0.610, P = 0.000),与左房前后径呈负相关(r = −0.304, P = 0.002)。多元有序Logistic回归分析,结果显示年龄及FNDC5水平为影响左室充盈压的独立影响因素(P < 0.05)。结论:2型糖尿病患者血清FNDC5水平显著降低,低水平FNDC5可能与2型糖尿病患者早期左室舒张功能障碍有关。

白藜芦醇促进肥胖小鼠骨骼肌中FNDC5降解的机制

目的研究白藜芦醇通过诱导自噬促进肥胖小鼠骨骼肌组织中纤连蛋白Ⅲ型结构域包含5(FNDC5)降解的机制。方法将6周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为标准饮食(SCD)组、高脂(HFD)组及高脂+白藜芦醇(HFD+RES)组,HFD+RES组在HFD的同时胃饲白藜芦醇(400 mg/kg·d),共持续20周。测定体质量、血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白,HE染色检测骨骼肌的病理学变化。免疫组化、RT-PCR和Western blot分析和纤连蛋白Ⅲ型结构域包含5(FNDC5)、沉默信息调节因子(SIRT)-1、SIRT2、微管相关蛋白1轻链3α(LC3)、选择性自噬接头蛋白(p62)、Bcl-2同源结构域蛋白抗体(Beclin-1)、噬相关5同源物(ATG5)、噬相关7同源物(ATG7)的表达。结果HFD组小鼠体质量增高,血清TG、TC和LDL-C水平显著升高,HDL-C水平下降;骨骼肌纤维间出现脂肪沉积;SIRT1、SIRT2和LC3的蛋白表达水平降低,而FNDC5和p62的蛋白表达升高。FNDC5的表达水平升高,SIRT1、SIRT2、LC3、Atg7和Beclin-1的基因表达水平降低。RES组可逆转HFD的效应,增加SIRT1、SIRT2和自噬相关基因的表达。结论白藜芦醇可减少骨骼肌FNDC5表达的效应,其机制可能与其增加SIRT1和SIRT2的表达,进而促进自噬和FNDC5的降解有关。

FNDC5/Irisin及其与肿瘤关系的研究进展

FNDC5(跨膜蛋白Ⅲ型纤连蛋白结构域5,fibronectin typeⅢdomain-containing protein 5),也称为纤连蛋白III型重复蛋白含蛋白(FRCP2)和过氧化物酶体蛋白(Pep),在2002年由两个独立的实验室分别发现并命名,研究显示该蛋白可在骨骼肌,心脏和大脑中表达。2012年的一项研究揭示了FNDC5的裂解和作用形式,并将其裂解形成的分泌结构域命名为Irisin(鸢尾素)。自Irisin被发现在体内有各种生理作用,引起了世界各地研究人员的兴趣,并得到了广泛的研究,文章综述重点介绍Irisin的结构、表达、功能及其与肿瘤发生发展相关的作用。

达格列净通过miR-140-5p/FNDC5通路调控高糖诱导内皮细胞增殖、凋亡的机制研究

目的探究达格列净(DAPA)调控高糖诱导内皮细胞增殖、凋亡的潜在作用。方法5.5、30 mmol/L葡萄糖处理的内皮细胞设为正常组(NG)、高糖组(HG);达格列净DAPA(20、40、80μmol/L)处理HG细胞。脂质体法将agomiRNA组(转染agomiRNA)、agomiR-140-5p组(转染agomiR-140-5p)、antagomiRNA组(转染antagomiRNA)、antagomiR-140-5p组(转染antagomiR-140-5p)、si-NC组(转染si-NC)、si-FNDC5组(转染si-FNDC5)、pcDNA组(转染pcDNA)、pcDNA-FNDC5组(转染pcDNA-FNDC5)、80μmol/L+agomiRNA组(转染agomiRNA再用80μmol/L处理)、80μmol/L+agomiR-140-5p组(转染agomiR-140-5p再用80μmol/L的DAPA处理)、80μmol/L+agomiR-140-5p+pcDNA组(共转染agomiR-140-5p和pcDNA并用80μmol/L的DAPA处理)、80μmol/L+agomiR-140-5p+pcDNA-FNDC5组(共转染agomiR-140-5p和pcDNA-FNDC5并用80μmol/L的DAPA处理)转染至内皮细胞。实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)实验、蛋白免疫印迹(WB)实验检测细胞miR-140-5p、FNDC5、Ki67、PCNA、caspase-3的表达;细胞计数试剂盒(CCK8)、流式细胞术检测细胞增殖、凋亡;双荧光素酶报告实验检测细胞荧光活性。结果与NG组比较,HG组细胞增殖率显著降低,凋亡率显著升高,Ki67、PCNA蛋白表达显著降低,caspase-3的蛋白表达显著升高,miR-140-5p表达显著升高,FNDC5表达均显著降低(P<0.05)。过表达miR-140-5p或敲减FNDC5具有相似的抑制HG细胞增殖,促进凋亡的作用,而抑制miR-140-5p或过表达FNDC5则具有相反的作用。双荧光素酶报告实验显示,miR-140-5p靶向负调控FNDC5。过表达FNDC5可部分逆转过表达miR-140-5p对HG细胞的增殖、凋亡调控,增强DAPA的作用。结论DAPA可减轻高糖对内皮细胞的增殖抑制和凋亡促进作用,其潜在的作用机制与抑制miR-140-5p/FNDC5通路有关。

金匮肾气丸调控FNDC5、BMP2对BMSCs成骨分化的作用

目的研究金匮肾气丸通过调控FNDC5、BMP2基因对BMSCs成骨分化的影响。方法采用全骨髓贴壁法培养BMSCs,分别用大鼠空白血清和高、低剂量金匮肾气丸干预BMSCs成骨分化过程。采用CCK8检测金匮肾气丸对BMSCs的增殖、毒性作用;AKP活性检测细胞上清成骨分化活性;ALP染色检测细胞成骨分化能力;反转录-实时荧光定量技术(RT-q PCR)检测FNDC5、BMP2 mRNA表达;Western-blotting检测FNDC5、BMP2蛋白表达。结果 CCK8结果示,从第1天到第7天,各组细胞增殖整体呈上升趋势,7天后各组细胞增殖呈下降趋势,且各组增殖(OD值)无统计学差异。含药血清干预BMSCs 3天时,SG组AKP活性明显高于CON(P<0.01),SD组与CON组差异虽无统计学意义,但高于CON组;7天时,SG和SD两组AKP活性均高于CON组(P<0.05);ALP染色结果示:SG组和SD组ALP染色阳性率均高于CON组,而SG组ALP染色率高于SD组。干预3天时,SD组FNDC5 mRNA表达较CON、SG组显著上调(P<0.05);7天时,SD、SG组FNDC5mRNA表达均较CON组显著上调(P<0.05),SD组高于SG组(P<0.05)。3、7天时SG、SD组BMP2 mRNA表达均较CON组显著上调(P<0.01)。干预第3、7天时,SG、SD组FNDC5、BMP2蛋白水平均明显高于CON组(P<0.05)。结论金匮肾气丸含药血清可能通过上调FNDC5、BMP2基因水平来促进BMSCs成骨增殖、分化。

不同运动方式对肥胖大鼠骨骼肌PGC-1α/FNDC5/PPARγ信号通路的影响

目的:通过高脂膳食诱导肥胖大鼠模型,观察抗阻运动、有氧运动以及抗阻运动与有氧运动相结合3种运动方式对肥胖大鼠骨骼肌PGC-1α/FNDC5/PPARγ信号通路的影响,以及该通路在运动调控体重中的作用机制。方法:8周龄雄性SD大鼠适应性喂养1周后,随机分为正常对照组(CON组,8只)和肥胖造模组,肥胖组造模成功后,从中随机选取32只分为肥胖对照组(OC组)、肥胖有氧运动组(OAE组)、肥胖抗阻运动组(ORE组)、肥胖抗阻运动+有氧运动组(OARE组),每组8只。有氧运动采用跑台方式进行,最大强度20m/min。抗阻运动采用负重爬梯方式,适应性训练1周后,以大鼠体重的20%为初始负重,逐渐递增,最大负重量达大鼠体重的100%,隔天训练,总训练时间为12周。OARE组采用跑台和爬梯交替进行,强度与OAE组和ORE组相同。采用实时荧光定量PCR测定骨骼肌PGC-1α、FNDC5及PPARγ的mR NA相对表达量;WesternBlot法测定骨骼肌PGC-1α、FNDC5以及PPARγ蛋白的表达量。结果:1)经过12周的运动干预后,肥胖抗阻运动组、肥胖有氧运动组、肥胖抗阻运动+有氧运动组大鼠的体重都显著低于肥胖对照组(P<0.05),并且肥胖有氧运动组和肥胖抗阻运动+有氧运动组大鼠的体重显著低于肥胖抗阻运动组(P<0.05);2)肥胖有氧运动组大鼠的体脂率显著低于肥胖对照组(P<0.05),肥胖抗阻运动组以及肥胖抗阻运动+有氧运动组大鼠的体脂率低于肥胖对照组,高于肥胖有氧运动组,但都没有显著性差异(P>0.05);3)肥胖抗阻运动组、肥胖有氧运动组以及肥胖抗阻运动+有氧运动组骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARγ的mR NA和蛋白表达量都显著高于肥胖对照组(P<0.05);肥胖有氧运动组骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARγ的mR NA和蛋白表达量显著高于肥胖抗阻运动组以及肥胖抗阻运动+有氧运动组(P<0.05),肥胖抗阻运动+有氧运动组骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARγ的mR NA和蛋白表达量显著高于肥胖抗阻运动组(P<0.05);4)大鼠骨骼肌PGC-1α、FNDC5及PPARγ的mR NA及蛋白表达量与大鼠体重、体脂重量、体脂百分比呈负相关,且都具有显著性差异(P<0.05,P<0.01)。结论:抗阻运动、有氧运动以及抗阻运动与有氧运动相结合虽然运动方式不同,但均能上调肥胖大鼠骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARγ的mR NA和蛋白表达量,促进白色脂肪"棕色化",进而达到减脂的目的。研究所采用的抗阻运动以及抗阻运动与有氧运动相结合方式对肥胖大鼠骨骼肌PGC-1α/FNDC5/PPARγ信号通路的上调程度及减脂效果,虽然没有有氧运动效果好,但从时间效益上来说抗阻运动以及抗阻运动与有氧运动相结合方式所用时间短,效果也相当明显,运动强度等参数可能是导致这一现象的关键因素。

大鼠一次性下坡跑运动后FNDC5和Irisin水平变化特点

目的:探讨大鼠一次性下坡跑运动后FNDC5和Irisin随时间的变化特点及意义。方法:30只8周龄Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组(n=5)和一次性下坡跑运动组(n=25)。运动组大鼠在坡度为-16度的跑台上以17米/分的速度跑90分钟。在运动结束后的1天、3天、5天、7天和14天分别选取5只大鼠采集尾静脉血和比目鱼肌。通过ELISA检测大鼠血清Irisin水平;采用实时荧光定量PCR检测骨骼肌中FNDC5的表达;应用Western Blot检测骨骼肌中PGC1-α蛋白水平以及AMPK的磷酸化。结果:大鼠一次性下坡跑运动引起CK活性增加(运动后第5天,P<0.05)和PGC1-α水平显著增加;FNDC5的m RNA水平在运动后的第1天和第3天升高(P<0.05),随后降低;血清Irisin水平在运动后第1天增加(P<0.05);同时,骨骼肌中AMPK激活。结论:一次性下坡跑运动引起PGC1-α表达增加,并在运动后初期通过调控大鼠骨骼肌表达FNDC5引起血清中Irisin含量增加,进而通过激活AMPK在运动后的骨骼肌能量代谢中发挥作用。

8周爬梯负重训练诱导大鼠比目鱼肌和趾长伸肌PGC1α/FNDC5/MSTN差异表达

目的:观察8周爬梯负重训练对SD大鼠比目鱼肌和趾长伸肌PGC1α/FNDC5/MSTN表达及血清Irisin浓度的影响。方法:20只SD大鼠随机平均分为对照组(Con组,n=10)和爬梯训练组(Lad组,n=10),Lad组采用改进的爬梯负重抗阻力量训练模型,3天训练1轮,共进行8周。训练结束后48小时取比目鱼肌和趾长伸肌,用定量PCR和Western Blot法检测肌肉组织中PGC1α/FNDC5/MSTN的基因和蛋白表达,用Elisa法检测血清Irisin浓度。结果:与Con组相比,Lad组比目鱼肌PGC1α表达显著降低(P<0.05)、FNDC5表达有降低趋势,MSTN表达显著增加(P<0.05);而趾长伸肌PGC1α表达显著增加(P<0.05)、FNDC5表达有增加趋势,MSTN表达显著降低(P<0.05);血清Irisin浓度无明显差异(P>0.05)。结论:8周爬梯负重训练诱导SD大鼠比目鱼肌和趾长伸肌PGC1α/FNDC5/MSTN差异表达但不影响血清Irisin浓度,提示长期抗阻力量训练后机体可能存在复杂的平衡拮抗机制。

齐墩果酸衍生物DKS26对非酒精性脂肪肝病模型小鼠肝组织Fndc5表达的影响

目的 研究齐墩果酸衍生物DKS26对非酒精性脂肪肝病(NAFLD)模型小鼠肝组织中Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白(Fndc5)表达的影响。方法 40只健康5周龄C57/BL小鼠随机均分为对照组(CON组)、模型组(MOD组)、二甲双胍对照组(MET组)和DKS26组,后3组小鼠用40%四氯化碳皮下注射加高脂饮食喂养、建立小鼠NAFLD模型,MET组和DKS26组小鼠分别给予100 mg/(kg·d)的MET和DKS26灌胃干预、CON组和MOD组小鼠给予100 mg/(kg·d)的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)溶液灌胃干预,1次/d,共6周;末次干预后检测各组小鼠血清ALT、AST及肝组织的TG含量、脂滴沉积及肝组织学变化,Western blot法检测肝组织Fndc5蛋白表达。结果 与CON组相比,MOD组小鼠血清ALT和AST水平明显上升(P<0.01),肝组织TG含量明显上升(P<0.01),肝细胞空泡样变明显、胞质脂质沉积过多,Fndc5表达下调(P<0.05);MET和DKS26干预后,两组小鼠血清ALT、AST水平、肝组织TG含量、肝细胞空泡样变及脂质沉积较MOD组明显下降(P<0.01),且DKS26干预组小鼠血清AST水平低于MET组(P<0.05);MET组和DKS26组干预后,两组小鼠肝组织Fndc5蛋白表达较MOD组上调(P<0.05),且DKS26组比MET组更高(P<0.05)。结论 DKS26对NAFLD小鼠的肝功能指标及肝脂肪沉积有改善作用,其机制可能与调节鸢尾素(irisin)前体Fndc5表达有关。

FNDC5/Irisin、NEDD9在胰腺癌组织中的表达及给予白蛋白结合型紫杉醇联合吉西他滨治疗的预后观察

目的探讨Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5(FNDC5/Irisin)、神经前体细胞表达发育下调9(NEDD9)在胰腺癌组织中的表达及给予白蛋白结合型紫杉醇联合吉西他滨治疗的预后。方法分别采集100份胰腺癌组织、癌旁组织及良性肿瘤组织,检测NEDD9及FNDC5/Irisin阳性表达率,分析与病理的关系。针对胰腺癌给予治疗,观察疗效、不良反应。结果胰腺癌组织FNDC5/Irisin、NEDD9表达阳性率高于癌旁组织、良性肿瘤组织(P<0.05)。不同TNM分期及分化程度胰腺癌组织中NEDD9表达阳性率比较差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,胰腺癌患者FNDC5/Irisin、NEDD9阳性率分别下降至12.0%、15.0%,治疗总有效率为62.0%,但需加强用药不良反应监测。结论FNDC5/Irisin、NEDD9在胰腺癌组织中呈高表达,与病理特征相关;联合用药能降低胰腺癌患者FNDC5/Irisin、NEDD9表达,改善预后。

TALEN构建Fndc5基因敲除小鼠及初步分析

目的通过构建Fndc5基因敲除小鼠,为后续的研究提供动物模型。方法运用TALEN技术在Fndc5基因FNIII domain中造成缺失突变,并通过测序进行基因型鉴定。通过配对建立稳定遗传系并在mRNA和DNA水平鉴定出生小鼠基因型;对不同年龄段出生小鼠进行体重、血糖分析;通过q PCR确定Fndc5在肾脏、肝脏、大脑、肌肉、心脏等组织中的表达情况。结果成功构建并鉴定得到4种不同的Fndc5基因敲除小鼠品系;不同年龄段出生小鼠体重、血糖未见显著性差异;确定Fndc5在肌肉、心脏等组织中高表达。结论本实验在国际上成功构建了Fndc5基因敲除小鼠,并进行了初步分析,为深入研究Fndc5基因在体内中的功能提供了动物模型。

有氧运动抑制胰岛素抵抗小鼠肝脏糖异生及FNDC5/Irisin调控研究

目的 探讨8周有氧运动对IR小鼠肝脏糖异生及FNDC5/Irisin/Akt/FoxO1/PEPCK/G6Pase信号的影响。方法 5周龄C57BL/6雄性小鼠随机分为对照组(Con组,n=16)和高脂膳食组(HFD组,n=34),干预12周建立IR模型。建模成功后,IR模型小鼠随机分为IR安静组(IR-Sed组,n=8)和IR运动组(IR-Ex组,n=8);Con组随机分为Con安静组(Con-Sed组,n=8)和Con运动组(Con-Ex组,n=8)。Con-Ex和IR-Ex组进行8周跑台运动(18 m/min,60 min/天,5 d/周)。12周建模后和末次运动后检测胰岛素敏感性,末次运动48 h后取血和肝脏进行相关检测。结果 与Con组相比,HFD组体质量、FINS、FPG、HOMA-IR和AUC_(BG)均升高(P<0.01),ISI、葡萄糖耐量和胰岛素耐量均下降(P<0.01)。与IR-Sed组相比,8周有氧运动后IR-Ex组体质量、FINS、FPG、HOMA-IR和AUC_(BG)均降低(P<0.01),ISI、葡萄糖耐量和胰岛素耐量均升高(P<0.01)。同时,与Con-Sed组相比,IR-Sed组肝细胞发生脂肪变性,TG和血清ALT、AST含量均增加(P<0.01),PAS染色稀薄并呈不均匀样,肝糖原含量下降(P<0.01),PEPCK、G6Pase和FoxO1含量均增加(P<0.05),FNDC5、Irisin、p-Akt和p-FoxO1水平均降低(P<0.05);与IR-Sed组相比,8周有氧运动后IR-Ex组肝细胞脂肪变性得到改善,TG和血清ALT、AST含量均下降(P<0.01),PAS染色相对饱满均匀,肝糖原含量增加(P<0.05),PEPCK和G6Pase表达下降(P<0.01),FNDC5、Irisin、p-Akt和p-FoxO1水平均增加(P<0.01)。结论 长期有氧运动干预有效抑制肝脏糖异生并改善IR,可能与FNDC5/Irisin促进肝脏组织中Akt蛋白激活,进而促进FoxO1磷酸化使其蛋白失活,抑制糖异生关键酶PEPCK和G6Pase表达并改善肝脏功能有关。

不同强度一次性运动对大鼠睾周白色脂肪FNDC5、UCP-1表达量的影响

目的:探究不同强度一次性运动干预对大鼠睾周白色脂肪中FNDC5和UCP-1表达量的影响。方法:30只SD大鼠随机分为对照组(C组,n=6)和运动组(E组,n=24)。E组大鼠随机分为中等强度运动组(EM组,n=12,15 m/min)和高强度间歇运动组(EH组,n=12,35 m/min,6 min间歇5 min,重复3次),分别在一次性运动后即刻和6 h后取大鼠睾周白色脂肪,利用RT-q PCR法检测睾周白色脂肪组织中细胞外跨膜受体Ⅲ型纤连蛋白域蛋白5(FNDC5)和解偶联蛋白1(UCP-1)m RNA表达水平,Western Blot法检测睾周白色脂肪组织中FNDC5和UCP-1蛋白含量。结果:(1)与C组相比,EH组运动后即刻FNDC5 m RNA表达水平显著升高(P<0.01)。(2)与C组相比,运动组大鼠睾周白色脂肪组织中UCP-1m RNA水平在运动后即刻显著降低(P<0.05);与运动后即刻相比较,运动后6 h显著升高(P<0.05)。(3)与C组相比,EM和EH组FNDC5蛋白含量均有上升趋势,其中EM组显著升高(P<0.05)。(4)与C组相比,EM组和EH组UCP-1蛋白含量均有上升趋势,其中EH组运动后即刻出现显著升高(P<0.05)。结论:(1)一次性运动能够提高大鼠睾周白色脂肪FNDC5和UCP-1蛋白表达水平,促进白色脂肪棕色化,增加脂肪组织产热;(2)一次性运动后FNDC5 m RNA和UCP-1 m RNA的变化具有时效性,其中UCP-1 m RNA在运动后6小时出现显著升高,而FNDC5 m RNA在高强度间歇运动后即刻变化最明显。

人体Irisin前体FNDC5的潜在起始翻译机制

Irisin是FNDC5(III型纤连蛋白域包含蛋白5)经蛋白水解酶水解后分泌的水溶性多肽片段,又称肌因子,可促进脂肪棕色化,与血糖代谢密切相关。重点研究了人类Irisin的起始翻译位点,探讨了Irisin前体FNDC5蛋白(可以形成Irisin的FNDC5)的起始翻译机制。运用进化分析和序列模体识别方法研究了人类FNDC5同源性最高的前20个序列,以确定人Irisin前体的起始翻译位点;采取GO富集、发夹结构与上下文环境分析归纳non-ATG翻译起始密码子的序列及功能的共性,同时解析ATA翻译起始密码子的特性。结果发现:与其他物种FNDC5多序列比对,人Irisin前体FNDC5以ATA为起始密码子;人类全基因组non-ATG起始翻译的上下文偏好-3位嘌呤(A/G)、+4位鸟嘌呤(C)以及特殊位置的发夹结构;不同的起始密码子具有不同的上下文偏好;人类全基因组中non-ATG蛋白富集于代谢过程、生物调节、核苷酸转录因子和连接等功能,多是调节性蛋白。研究结果表明,人体Irisin的前体FNDC5起始翻译具有ATA起始密码子潜在的最优上下文环境,可能存在独特的non-ATG起始翻译机制,且人体non-ATG起始翻译的蛋白可能在人体代谢调控中发挥重要的作用。

跑台运动通过p38信号上调FNDC5激活Akt改善Ⅱ型糖尿病小鼠认知功能障碍

目的探讨8周跑台运动对db/dbT2DM小鼠认知功能的影响及其分子机制。方法24只8周龄db/dbT2DM小鼠和8只同龄对照m/m小鼠,将db/db小鼠随机分为模型组(db/db)、运动干预组(db+Exe)、运动联合p38抑制剂组(db+Exe+SB203580)。db+Exe组进行8周跑台训练,db+Exe+SB203580组进行8周跑台运动联合SB203580抑制剂灌胃处理(5mg/kg,3d/W,8W)。每周定时检测小鼠的体重和空腹血糖;干预结束后,取全脑及海马组织,免疫组织化学染色观察海马不同区域的神经元损伤状态;Western Blot检测海马组织中AD样病理、神经炎症、突触可塑性、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)/Ⅲ型纤连蛋白组件包含蛋白5(FNDC5)、Akt激酶等蛋白的表达。结果显示(1)跑台运动可明显改善db/db小鼠的认知功能障碍。(2)减轻db/db小鼠的海马神经元损伤。(3)降低海马内AD样病理、神经炎症蛋白的表达,增加突触蛋白的表达水平。(4)通过p38信号上调PGC-1α/FNDC5的表达。(5)跑台运动可激活Akt激酶,而p38抑制剂可降低跑台运动对Akt激酶的激活作用。结论8周跑台运动可明显改善db/db小鼠的认知功能障碍,其机制可能是通过p38上调PGC-1α/FNDC5,激活Akt激酶,减弱AD病理进程,降低炎性反应,增加突触可塑性,改善其空间学习记忆能力。

不同强度耐力运动影响高脂诱导肥胖模型小鼠血清Irisin含量、骨骼肌PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白的表达

背景:研究表明小鼠体内过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α(peroxisome proliferators-activated receptor-γcoactivator-1α,PGC-1α)蛋白、Ⅲ型纤维连接蛋白域蛋白5(fibronectin typeⅢdomain-containing protein 5,FNDC5)蛋白和Irisin组成一条正向调节脂肪分解代谢的通路,并且PGC-1α能调控骨骼肌中调节脂肪代谢相关蛋白PPARδ的表达。耐力运动训练可以有效减轻小鼠体质量,但不同强度耐力运动训练对高脂诱导的肥胖小鼠血清Irisin含量及骨骼肌中PGC-1α、FNDC5、PPARδ蛋白表达的影响尚不清楚。目的:分析不同强度耐力运动训练对高脂诱导肥胖小鼠血液中Irisin含量及骨骼肌中脂肪代谢相关蛋白的影响。方法:4周龄雄性C57BL/6J小鼠经过1周常规饲料适应性喂养后,通过8周高脂饲料喂养建立营养性肥胖小鼠模型,对照小鼠一直使用常规饲料喂养。构建成功的肥胖小鼠经过1周适应性跑台运动后,分为高强度耐力运动组和低强度耐力运动组进行跑台运动,对照小鼠不运动。8周后量小鼠体长、称量体质量并计算Lee’s指数,同时取各组小鼠血清和股四头肌,使用ELISA方法检测小鼠血清中Irisin水平并对比各组变化,使用Western Blot方法检测小鼠股四头肌中PGC-1α、FNDC5和PPARδ蛋白的表达情况并对比各组变化。结果与结论:①高脂诱导能够明显增大小鼠的体长、体质量和Lee’s指数,表明高脂诱导的营养性肥胖小鼠模型是成功的,并且高脂诱导能明显降低小鼠血清Irisin水平,降低小鼠股四头肌脂质代谢相关蛋白PGC-1α、FNDC5和PPARδ的表达;②耐力运动训练尤其是高强度耐力运动训练能有效减小肥胖小鼠体长、体质量和Lee’s指数;③耐力运动训练尤其是高强度耐力运动训练能有效提高肥胖小鼠血清中Irisin水平,明显提高小鼠股四头肌PGC-1α、FNDC5和PPARδ蛋白的表达;④ PGC-1α和FNDC5蛋白与Irisin的变化一致,提示耐力运动训练尤其是高强度耐力运动训练可以诱导骨骼肌高表达PGC-1α蛋白,从而促进FNDC5蛋白高表达,随着FNDC5蛋白在体内被剪切转变成高浓度的Irisin释放到血液中,加速小鼠脂肪代谢水平,达到减肥的目的。