游泳运动对糖尿病小鼠骨骼肌AMPK/SIRT1/NF-κB炎症信号通路的影响

张 坦，崔 迪，张 喆，孙 易，丁树哲



游泳运动对糖尿病小鼠骨骼肌AMPK/SIRT1/NF-κB炎症信号通路的影响

张 坦1,2，崔 迪1,2，张 喆1,2，孙 易1,2，丁树哲1,2

目的：探讨耐力运动对糖尿病小鼠骨骼肌AMPK/SIRT1/NF-κB炎症信号通路及相关炎症因子的影响，以其从骨骼肌慢性炎症的角度为肥胖、糖尿病等代谢类疾病的防治提供新的研究靶向。方法：采用4周高脂膳食喂养加注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)的方法构建糖尿病小鼠模型，建模成功后随机分为安静对照组(C)、运动对照组(E)、糖尿病安静组(D)、糖尿病运动组(DE)。E组和DE组进行6周游泳耐力运动，1 h/天，5天/周。末次运动结束，空腹12 h后处死小鼠并采样。RT-PCR及Western Blotting技术检测相关基因的mRNA及蛋白表达水平。结果：1)与C组相比，D组小鼠体重极显著降低(P<0.01)，空腹血糖显著升高(P<0.01)；与C组相比，E组小鼠体重显著降低(P<0.05)；与D组相比，DE组小鼠空腹血糖显著降低(P<0.05)；与E组相比，DE组小鼠体重极显著性降低(P<0.01)，空腹血糖极显著性升高(P<0.01)。2)与C组相比，D组小鼠IL-10mRNA表达极显著性降低(P<0.01)，E组IL-6 mRNA表达显著性升高(P<0.05)，IL-10 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)；与D组相比，DE组TNF-α mRNA表达显著降低(P<0.05)，IL-10 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)；与E组相比，DE组IL-6 mRNA表达显著性下降(P<0.05)。3)与C组相比，D组 AMPK蛋白表达和AMPK活性显著性下降(P<0.05)，NF-κBp65 mRNA表达显著性升高(P<0.05)；与D组相比，DE组AMPKα2及SIRT1 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)，AMPK及p-AMPK蛋白表达和AMPK活性显著性升高(P<0.05)，NF-κBp65蛋白表达极显著性下降(P<0.01)；与E组相比，DE组SIRT1 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)。结论：长期耐力运动可抑制糖尿病小鼠骨骼肌中促炎因子的基因表达，促进抗炎因子的基因表达，同时，AMPK/SIRT1/NF-κB炎症信号通路的被抑制效应得到缓解。

耐力运动；糖尿病；骨骼肌；炎症；AMPK/SIRT1/NF-кB

现代社会的不断进步已成功抵御了多种疾病，极大地延长了人类寿命，改善了人类生活质量。然而，与此同时，长期高热量膳食与缺乏运动导致以胰岛素抵抗为主要病理特征的肥胖、糖尿病等代谢类疾病的发病率在全世界范围内逐年攀升。针对肥胖导致胰岛素抵抗的分子机制，人们提出了包括氧化应激、线粒体功能障碍、缺氧等在内的多种假说[30]。自1999年，慢性炎症学说逐渐得到认可[40]。哈佛医学院的Bruce M.Spiegelman首次提出“胰岛素抵抗的核心是炎症”这一概念。肥胖时机体常处于慢性炎症状态，主要特征是促炎症因子，如(tumour necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、转化生长因子(transforming growth factor,TGF-β)、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1/CCL2)等水平升高，同时炎症信号通路，如氨基末端激酶(Jun N-terminal kinase,JNK)、核因子κB (nuclear factor-κB,NF-κB)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)等被激活。越来越多的证据表明，肥胖相关的慢性炎症是肥胖诱发的胰岛素抵抗的主要机制[20,27]。目前，炎症在运动、健康和疾病中的作用备受关注，被列为2014年ACSM年会主题(http://www.acsm.org/attend-a-meeting/2014-annual-meeting)。近年来国内运动人体科学领域对慢性炎症的关注也逐渐增多，但研究基本停留在检测炎症因子表达等水平，对相关的分子机制研究尚不够深入。

骨骼肌是机体最大的代谢器官，在维持整个机体代谢平衡中扮演着极为重要的角色，同时胰岛素介导的葡萄糖摄取80%由骨骼肌完成。近年的研究结果证实，除脂肪组织和肝脏组织[2]外，骨骼肌是机体慢性炎症发生、发展的又一重要组织，骨骼肌慢性炎症是肥胖和T2DM发病的早期分子事件[9]，可导致骨骼肌稳态失调，蛋白水解活性和骨骼肌再生能力减弱[8]。但肥胖导致骨骼肌慢性炎症的机制并不完全明了，其中炎症信号通路腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)/沉默信息因子2相关酶1(silent mating type information regulation 2 homolog1,SIRT1)/NF-кB[16,32]信号通路可能参与其中，但目前关于运动对骨骼肌AMPK/SIRT1/NF-кB通路介导的炎症反应影响的研究甚少。鉴于此，本研究拟通过构建糖尿病小鼠模型并施以运动干预，探究AMPK/SIRT1/NF-кB信号通路与骨骼肌炎症反应的内在联系及其与代谢性疾病的相关机制，以期为肥胖、糖尿病等代谢类疾病的运动防治提供理论依据及数据支持。

1 材料与方法

1.1 实验动物

清洁级4周龄C57BL/6雄性小鼠共39只，体重为16.49±1.50 g，均由上海斯莱克实验动物有限公司提供。实验动物生产许可证号：SCXK(沪)2007-0005实验动物的使用许可证号：SYXK(沪)2004-0001。所有小鼠适应性喂养1周后随机分为正常对照组(n=16)和糖尿病建模组(n=23)，其中正常对照组饲喂普通饲料，糖尿病建模组为高脂饲料(基础饲料54.6%，猪油16.9%，蔗糖14%，酪蛋白10.2%，预饲料2.1%，麦芽糊精2.2%)。实验小鼠自由饮食、饮水，1～2天更换一次垫料。小鼠饲养环境温度为20℃～24℃，相对湿度维持在50%～70%，自然光照，通风流畅。

1.2 糖尿病小鼠模型的建立

将糖尿病建模组小鼠持续高脂膳食喂养4周后注射STZ构建糖尿病小鼠模型，其中STZ的注射剂量为50 mg/天/kg体重，注射持续5天，根据空腹血糖水平确定是否造模成功，以空腹血糖大于11.1 mmol/L为造模成功判定标准[12]。如表1所示，4周高脂膳食联合STZ给药干预后，糖尿病组小鼠空腹血糖显著高于正常对照组(P<0.01)，提示糖尿病小鼠模型建立成功。最终共有16只小鼠符合糖尿病建模标准。

表1 小鼠的空腹血糖

建模成功后将两组小鼠再进一步分组，其中正常对照组随机分为安静对照组(C，n=8)和运动对照组(E，n=8)，糖尿病建模组随机分为糖尿病安静组(D，n=8)和糖尿病运动组(DE，n=8)。

1.3 实验动物的运动方案

鉴于与其它运动类型相比，游泳运动是一种对动物创伤及痛苦极小的运动。此外，6周游泳运动足以增强老年糖尿病大鼠骨骼肌抗氧化能力[31]，且糖尿病小鼠无负重游泳的强度相当于未经训练个体最大摄氧量的40%～60%[37]。因此本实验中E组和DE组的运动方案为：6周无负重的游泳耐力运动，每天1 h(4：30 pm-5：30 pm)，每周5天(周1～周5)。末次运动结束，实验小鼠空腹12 h后处死。取右侧股四头肌，迅速装入已经标记好的冻存管中，立即置于液氮中速冻，之后转入-80℃冰箱保存，待测。

1.4 Real-Time PCR

主要包括4个过程：1)骨骼肌中RNA提取。冰上称取一侧股四头肌约60 mg，根据Invitrogen TRIZOL方法提取骨骼肌RNA；2)RNA浓度和纯度的检测。超微紫外/可见光分光光度计来测所提RNA的浓度和纯度；3)RNA反转录。将提取的RNA用TOYOBO FSQ101试剂盒反转录为cDNA；4)RT-PCR扩增，ABI StepOne 型实时荧光定量PCR仪检测相关炎症因子基因以及AMPK/SIRT1/NF-κB信号通路基因相对含量，扩增所用的荧光染料为TOYOBO QPK201 SYBR GREEN，实验所用引物均由上海生物工程有限公司合成。

1.5 Western-Blotting

取股四头肌约50 mg冰上剪碎置于研磨管中，加入0.35 ml裂解液(裂解液构成为10 ml WB&IP lysis 裂解液+100 μl PMSF+1片磷酸酶抑制剂)，OMINI Bead Ruptor 24 型磁珠匀浆仪匀浆，12 000 g离心20 min，转上清液于离心管中，BCA法测定蛋白浓度后变性。蛋白变性并调平浓度后即可进行SDS-PAGE凝胶电泳实验。本实验采用12%分离胶电泳，湿转法将蛋白转至PDVF膜上，5%脱脂牛奶封闭1 h，弃掉封闭液加入对应一抗4℃孵育过夜，1ⅹTBST洗膜3次，10 min/次，根据一抗加入相应稀释的二抗，室温避光孵育2 h，再次洗膜，Millipore ECL超敏试剂盒显影，Alpha FC2 型凝胶成像系统扫膜并进行灰度值分析。其中AMPK、SIRT1、NF-κBp65抗体购于Santa Cruz公司，Phospho-AMPKα(Thr172)抗体购于CST公司，NF-κBp65(acetyl K310)购于abcam公司。

1.6 统计分析

2 实验结果

2.1 耐力运动对小鼠体重及空腹血糖的影响

本研究发现，与正常对照组相比，糖尿病组小鼠体重极显著性降低，空腹血糖极显著性升高，而运动可以显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖。

如图1所示，与C组相比，D组小鼠体重极显著性降低(P<0.01)，空腹血糖极显著性升高(P<0.01)；与C组相比，E组小鼠体重显著性降低(P<0.05)；与D组相比，DE组小鼠空腹血糖显著性降低(P<0.05)；与E组相比，DE组小鼠体重极显著性降低(P<0.01)，空腹血糖极显著性升高(P<0.01)。

图1 运动对小鼠体重及空腹血糖的影响示意图

2.2 耐力运动对小鼠骨骼肌内炎症因子mRNA表达的影响

本研究共检测了小鼠骨骼肌中TNF-α、CCL2、IL-6、白介素10(IL-10)4种炎症相关因子的基因表达，结果显示，与C组相比，D组小鼠IL-10 mRNA表达极显著性降低(P<0.01)，E组IL-6 mRNA表达显著性升高(P<0.05)，IL-10 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)；与D组相比，DE组TNF-α mRNA表达显著降低(P<0.05)，IL-10 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)；与E组相比，DE组IL-6 mRNA表达显著性下降(P<0.05)。

2.3 耐力对小鼠骨骼肌内AMPK/SIRT1/NF-κB炎症信号通路的影响

与C组相比，D组 AMPK蛋白表达和AMPK活性显著性下降(P<0.05)，NF-κBp65 mRNA表达显著性升高(P<0.05)；与D组相比，DE组AMPKα2及SIRT1 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)，AMPK及p-AMPK蛋白表达和AMPK活性显著性升高(P<0.05)，NF-κBp65蛋白表达极显著性下降(P<0.01)；与E组相比，DE组SIRT1 mRNA表达极显著性升高(P<0.01)。

图2 运动对小鼠骨骼肌炎症因子mRNA表达影响的示意图

图3 运动对小鼠骨骼肌AMPK/SIRT1/NF-κB炎症信号通路的影响示意图

3 分析与讨论

3.1 耐力运动对小鼠体重与空腹血糖的影响

体重在生物体的生长、发育、成熟、衰老等过程中呈现规律性变化，而糖尿病伴随有“三多一少”的典型症状，因此，及时检测糖尿病小鼠体重的变化可反映其生长发育情况。本研究发现，与正常组相比，糖尿病小鼠体重显著降低，主要表现为，与C组相比，D组小鼠体重显著降低(P<0.01)；同样地，与E组相比，DE组小鼠体重显著降低(P<0.01)。然而遗憾的是，6周耐力运动对糖尿病小鼠体重的影响不大，其中与C组相比，E组小鼠体重显著降低(P<0.05)，但与D组相比，DE组小鼠体重无变化。推测可能有多方面原因，首先，大量的研究发现，耐力运动可通过降低蛋白质的合成以及增加蛋白质的降解，进而抑制肌肉肥大[15]。因此，本实验中的游泳耐力运动未能增加糖尿病小鼠的体重，其次，游泳的运动强度具有不可操纵性，而且运动首先引起分子机制层面的变化，即炎症的发生是运动激活的早期信号，随后才有体重等的整体变化。

糖尿病是一种由于胰岛素分泌功能完全/部分丧失或胰岛素受体数目减少和(或)敏感性下降所导致的代谢类疾病。由于胰岛素调节血糖水平，所以，糖尿病患者的血糖水平升高，当血糖水平超过肾糖阈，则使葡萄糖从尿液中排出，因此，糖尿病的特征为高血糖和糖尿。本研究中发现，糖尿病小鼠的空腹血糖有所升高，表现为D组小鼠的空腹血糖显著高于C组(P<0.01)，同时DE组小鼠的空腹血糖也显著高于E组(P<0.01)。这是因为糖尿病小鼠由于缺乏胰岛素分泌或者胰岛素敏感性下降，无法指引葡萄糖载体4(glucose transport 4,GLUT4)蛋白转移至肌细胞膜表面，或者肌细胞中的GLUT4不听从胰岛素的指导。而6周耐力运动可显著降低小鼠空腹血糖，表现为DE组小鼠血糖显著低于D组(P<0.05)，这是因为运动时胰岛β细胞分泌胰岛素减少，血浆胰岛素浓度减低，但由于血液重新分配，流到骨骼肌的血量相对增加很多，因此即使血浆胰岛素浓度降低，运输到骨骼肌中的胰岛素仍然较多。由于血量增多，一些在休息状态下未开放的骨骼肌毛细血管开放，血液中的胰岛素可能与一些在休息状态下不能接触的胰岛素受体结合，提高了结合受体的数目，因此胰岛素的敏感性也得以上调[5]。胰岛素敏感性上升能够指引更多的GLUT4转移至肌细胞膜表面，使得机体对葡萄糖的摄取量增加，从而降低血糖。

3.2 耐力运动对小鼠骨骼肌内炎症因子mRNA表达的影响

TNF-α、CCL2、IL-6、IL-10等是衡量骨骼肌炎症反应水平的关键指标，其中TNF-α是首个被报道与肥胖诱导的胰岛素抵抗有关的炎症因子。1993年哈佛大学医学院Spiegelman等人首次报道TNF-α缺失可显著增加胰岛素刺激的葡萄糖摄取，提示TNF-α是肥胖引起胰岛素抵抗的重要介质[22]。该团队随后进一步揭示了TNF-α的促炎机制，即TNF-α通过诱导IRS-1丝氨酸位点磷酸化，抑制IR酪氨酸激酶活性，从而阻碍胰岛素信号，形成负反馈调节[21]。趋化因子能够诱导细胞到达炎症区域，从而调控炎症反应。其中研究较广泛且与胰岛素抵抗关系最为密切的是CCL2。CCL2又称MCP-1，是趋化因子原型，主要由脂肪细胞合成分泌，特异性结合受体CC类趋化因子受体2(CC chemokine receptor 2,CCR2)发挥生理功能。研究者发现，MCP-1及其受体CCR2在肥胖诱导的胰岛素抵抗中起关键作用。MCP-1/ CCR2基因过表达可引起ATMs浸润增多，巨噬细胞数量显著增加，并出现胰岛素抵抗症状。相反，MCP-1/ CCR2基因缺失可降低肥胖引起的巨噬细胞数量增加和炎症水平升高，从而有效预防肥胖引起的胰岛素抵抗。遗憾的是，本研究实验结果未能检测到糖尿病小鼠骨骼肌中CCL2 mRNA表达的明显变化，同样，6周规律性耐力运动对小鼠骨骼肌中CCL2 mRNA表达也无明显影响，推测原因可能是因为CCL2作为趋化因子在骨骼肌慢性炎症中的研究还不成熟，其在慢性炎症中所扮演的角色有待进一步的深入研究。骨骼肌除参与物质与能量代谢外，还可合成与分泌一系列的“肌肉因子”，其中IL-6是迄今为止研究最为广泛的成员之一[29]。骨骼肌中合成分泌的IL-6可通过抑制促炎因子TNF-α、IL-1β等的释放而发挥抗炎作用[28]。此外，IL-6还是机体重要的能量感受器，通过激活AMPK增加葡萄糖摄取、促进脂肪分解[11]。本研究发现，糖尿病小鼠骨骼肌中IL-6 mRNA表达降低，而6周规律性耐力运动能够适度上调小鼠骨骼肌中IL-6 mRNA表达。IL-6作为骨骼肌的重要抗炎因子，其表达水平的变化趋势与TNF-α、CCL2相反，由此反向证明，糖尿病能够降低小鼠骨骼肌中抗炎因子的表达来进一步加重炎症反应，形成恶性循环，而长期有规律运动可通过增加骨骼肌中抗炎因子的表达来适度缓解炎症状况。IL-10是目前公认的炎症与免疫抑制因子，体内IL-10主要来源于巨噬细胞和T细胞，内外性刺激(高脂等)首先激活NF-кB信号通路，进而引起巨噬细胞生成下游靶基因IL-10。本研究表明，糖尿病小鼠骨骼肌中IL- 10 mRNA表达下降，这再次证明了IL-10在骨骼肌中的抗炎效应。令人惊喜的是，6周耐力运动可显著上调小鼠骨骼肌中IL-10 mRNA表达。

3.3 耐力运动对骨骼肌AMPK/SIRT1/NF-κB通路的影响

目前研究较多的炎症信号通路有NF-кB介导的炎症信号通路、JNKs介导的炎症信号通路、Janus激酶(Janus kinase,JAK)-信号转导和转录激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)介导的炎症信号通路。

1986年Sen等人首次报道了转录因子NF-кB[33]，认为它是一种能够与活化B细胞的免疫球蛋白к轻链上的增强子特异性结合的核因子，因此被命名为NF-кB。该转录因子广泛存在于真核细胞内，参与细胞的增殖、分化、凋亡、炎症以及免疫应答等重要的病理生理过程[4]。目前发现，NF-кB/Rel家族共有5个成员，即p65(RelA)、RelB、c-Rel、p50的前身p105(NF-кB1)和p52的前身p100(NF-кB2)[19]，功能型NF-кB由上述5个成员以同源或异源二聚体形式组成，其中异源二聚体p50/p65是NF-кB最常见的形式。NF-кB可经经典激活途径和非经典激活途径被活化。在正常生理状态下，NF-кB存在于细胞质中，与核因子кB抑制蛋白α亚基(nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cell inhibitor,IкBα)结合处于无活性状态。当机体受到外界刺激时，IкB激酶(IкB kinase,IKK)被激活，随后IKKβ磷酸化IкBα的32位和36位丝氨酸，磷酸化的IкBα再次被泛素化后在26S蛋白酶体的作用下降解，导致NF-кB复合体的核定位区域暴露，引发NF-кB由细胞质转移到细胞核，在细胞核中NF-кB诱导下游靶促炎因子基因，如TNF-α、IL-6和单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein,MCP-1)等的表达[3,24,26]。该途径反应迅速，5分钟内NF-кB可被激活且达到最大量。多种因素，如炎症因子、病毒、细菌等均可启动该通路。与上述经典途径相对应，NF-кB活化的非经典途径只存在于少数类型的细胞中。AMPK/SIRT1可降低NF-кB的转录激活能力。在运动、热量限制、白藜芦醇等刺激作用下，细胞中AMP/ATP比值升高，AMPK被激活，导致NAD+浓度升高，烟酰胺(nicotinamide,NAM)浓度降低，进而激活SIRT1。SIRT1是一种进化高度保守的NAD+依赖性蛋白去乙酰化酶，其活性受能量变化调控。2004年Yeung等人[38]首次证实，SIRT1可直接与NF-кB复合体的RelA/p65亚基相互作用，去乙酰化P65亚基Lys310位点，而Lys310位点的去乙酰化可降低NF-кB的转录激活能力，最终抑制NF-кB介导的炎症信号通路。AMPK/SIRT1抑制NF-кB的转录激活能力如图4所示。

图4 SIRT1通过去乙酰化RelA/p65亚基来抑制NF-κB的转录激活能力[13]

研究表明，肥胖可激活NF-кB信号通路，且当NF-кB/IKK依赖的炎症通路被抑制后，肥胖导致的胰岛素抵抗症状得到明显改善[39]。Austin等人[7]实验结果证实，沉默人体骨骼肌细胞的IKKβ基因可提高糖摄取能力，进而缓解TNF-α所导致的机体骨骼肌胰岛素抵抗症状。Green 和Andreasen等人[6,17]研究发现，糖尿病患者肌细胞中NF-кB活性增强，而AMPK能够削弱该升高趋势。Coll等人[14]进一步研究表明，C2C12骨骼肌细胞中NF-кB的促炎作用与PPARδ密切相关，即PPARδ激动剂可扭转由脂肪酸引发的NF-кB活性升高，同时伴随有胰岛素抵抗症状的改善。本研究发现，糖尿病小鼠骨骼肌中NF-κBp65 mRNA表达显著性升高(P<0.05)，同时AMPK蛋白表达和AMPK活性显著性下降(P<0.05)，提示AMPK/SIRT1/NF-кB通路参与小鼠骨骼肌慢性炎症的发生发展。

活性氧可通过激活NF-κB诱导促炎因子的基因表达，促炎因子如TNF-α和IL-1通过活性氧激活NF-κB，诱导包括TNF-α和IL-1在内的促炎因子基因表达，因此，活性氧和促炎因子之间通过NF-κB形成恶性循环，加重炎症反应[1]。最近研究发现，AMPK可通过抑制ROS-NF-κB通路来缓解慢性炎症[18]。运动中机体所生成的活性氧可激活NF-κB信号通路，而NF-κB活性及通路相关基因的表达与运动强度、运动时间和运动频率有关。其中Vella等人[36]研究发现，急性运动大鼠其骨骼肌中NF-κB DNA结合能力与p50蛋白含量均增加，而细胞质中IκB与IKK的磷酸化水平均降低，这说明急性运动能够激活NF-κB信号通路，而且可能是通过氧化还原的方式来完成的。与Vella等人的研究相似，Ji等人[23]实验结果也表明，急性高强度抗阻运动能够激活大鼠骨骼肌中NF-κB信号通路。然而，与急性运动不同，大量研究证实，长期规律性运动可降低由衰老和慢性炎症反应所导致的NF-κB活性上调。其中，Sriwijitkamol等人[35]发现，糖尿病个体其骨骼肌中IκB蛋白含量降低，同时IκB/NF-κB通路被激活，而8周有氧运动可明显上调IκB蛋白含量，减少TNF-α合成分泌，增加胰岛素介导的葡萄糖摄取。Brooks 等人[10]报道，8周跑台运动降低小鼠骨骼肌中ROS浓度和NF-κB活性，说明运动能够减少骨骼肌中ROS的生成，进而保护机体免受ROS攻击。本研究发现，耐力运动可显著上调AMPK的mRNA、蛋白表达及活性，同时NF-κBp65蛋白表达显著降低，提示，耐力运动可通过抑制AMPK/SIRT1/NF-κB通路来缓解骨骼肌慢性炎症。此外，Zhao 等人[41]进一步实验结果证实，长期游泳运动可显著降低NF-κB蛋白表达，而且这种效应在早期的、终生的运动中更加明显。提示应该从小坚持运动，而且树立终生的运动理念是必须的。以上研究提示，NF-κB的适度表达在维持免疫系统稳态中不可或缺，长期规律性运动可通过下调NF-κB活性进而缓解炎症反应。此外，大量的研究表明，长期剧烈运动能够提高NF-κB活性[25,34]，意味着运动强度对NF-κB活性的影响至关重要，因此，应强调运动强度的重要性，在对肥胖、糖尿病等代谢类疾病的病人设计运动处方时，应慎重考虑运动强度。

4 结论

本研究证实，糖尿病小鼠骨骼肌中促炎因子表达增加，抗炎因子表达减少，同时AMPK/SIRT1/NF-κ B炎症信号通路被抑制，而长期耐力运动可抑制糖尿病小鼠骨骼肌中促炎因子的基因表达，促进抗炎因子的基因表达，且可能是通过AMPK/SIRT1/NF-κB炎症信号通路来实现的。

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The Effect of Swimming Exercise on Inflammation via AMPK/SIRT1/NF-κB Signaling Pathway in the Skeletal Muscles of Diabetic Mice

ZHANG Tan1,2,CUI Di1,2,ZHANG Zhe1,2,SUN Yi1,2,DING Shu-zhe1,2

Objective: The purpose of the present study was to investigate the effect of endurance exercise on inflammatory factors and corresponding signaling pathways AMPK/SIRT1/NF-κB in the skeletal muscles of diabetic mice,hoping to provide new evidence for the prevention and treatment of obesity and diabetes from the perspective of inflammation of the skeletal muscle.Methods: The diabetic mice were established by feeding with high-fat diet for 4 weeks,and then injected with Streptozotocin.All the mice were randomly chosen and assigned to either control group (C,n=8) or exercise group (E,n=8),diabetic group (D,n=8) or diabetic exercise group (DE,n=8),Groups E and DE were then interfered with 6-week swimming exercise of moderate intensity,one hour per day,five days per week.RT-PCR was used to measure the mRNA expression of TNF-α,CCL2,IL-6,IL-10,AMPKα1,AMPKα2,SIRT1 and NF-κBp65.Western Blotting was used to measure the protein level of AMPK,p-AMPK,SIRT1,NF-кBp65 and AC-NF-кBp65.Results: 1) Compared with group C,the weight of mice in group D decreased significantly (P<0.01),meanwhile the fasting blood glucose increased significantly(P<0.01);Compared with group C,the weight of mice in group E decreased significantly(P<0.05);Compared with group D,the fasting blood glucose in group DE decreased significantly(P<0.05);Compared with group E,the weight of mice in group DE decreased significantly,while the fasting blood glucose increased significantly(P<0.01).2) Compared with group C,the IL-10 mRNA expression in group D was decreased significantly(P<0.01);while,the IL-6 mRNA expression in group E was increased significantly (P<0.05);Compared with group D,the TNF-α mRNA in group DE was decreased significantly(P<0.05),the IL-10 mRNA in group DE was increased significantly(P<0.01);Compared with group E,the IL-6 mRNA of group DE was decreased significantly(P<0.05).3) Compared with group C,the protein expression and activity of AMPK were decreased significantly(P<0.05) in group D,while the mRNA of NF-κBp65 was increased significantly(P<0.01) in group D;Compared with group D,the mRNA of AMPKα2 and SIRT1 were increased significantly(P<0.01) in group DE,the protein expression of AMPK、p-AMPK and the activity of AMPK were increased significantly(P<0.05),while the protein expression of NF-κBp65 was decreased significantly (P<0.01);Compared with group E,the mRNA of SIRT1 increased significantly (P<0.01).Conclusions: 6 weeks regular swimming exercise can promote the mRNA expression of anti-inflammatory factors,while the pro-inflammatory factors were repressed in skeletal muscles of diabetic mice.What’s more,exercise can reverse relieve the suppression of AMPK/SIRT1/NF-кB by diabetes.

enduranceexercise;diabetes;skeletalmuscle;inflammation;AMPK/SIRT1/NF-кB

1000-677X(2016)09-0040-08

10.16469/j.css.201609006

2015-12-10；

2016-08-22

国家自然科学基金资助项目(31671241)。

张坦(1987-)，女，河南泌阳人，在读博士研究生，主要研究方向为运动适应与线粒体调控，E-mail：zhangtan9999@126.com；丁树哲(1963-)，男，黑龙江望奎人，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为运动适应与线粒体调控，E-mail：szding@ied.ecnu.edu.cn。

1.华东师范大学 青少年健康评价与运动干预教育部重点实验室，上海 200241；2.华东师范大学 体育与健康学院，上海 200241 1.Key Laboratory of Adolescent Health Assessment and Exercise Intervention，Ministry of Education，East China Normal University，Shanghai 200241，China；2.East China Normal University，Shanghai 200241，China.

G804.7

A