有氧运动通过β-羟基丁酸改善衰老小鼠肝脏脂质沉积和炎症的机制研究.pdfVIP

有氧运动通过β-羟基丁酸改善衰老小鼠

肝脏脂质沉积和炎症的机制研究

摘要

研究目的：

目前，随着全球人口老龄化趋势不断加重，老龄化被认为是21世纪最重大的卫生紧急事

件之一。衰老是肝脏脂肪变性的危险因素，其相关的机制涉及肝脏脂代谢紊乱、线粒体功能障

碍和炎症反应等。众所周知，有氧运动可以延缓衰老，防治肝脏脂质沉积，且运动是上调β-羟

基丁酸（β-hydroxybutyrate,β-HB）的有效手段。β-HB作为一种抗衰老代谢物，在多种肝脏

疾病中发挥防治作用。然而，有氧运动对衰老肝脏的保护效应是否由β-HB介导，以及其具体

的作用机制尚未得到充分阐述。因此，本研究旨在：（1）通过16周有氧运动干预，明确运动

对衰老小鼠肝脏脂质沉积、炎症反应及对循环β-HB水平的影响；（2）通过16周外源性补充

β-HB，探究β-HB对衰老小鼠肝脏的保护效应是否与有氧运动类似，及其潜在机制。

研究方法：

采用SPF级雄性C57BL/6小鼠，以4月龄的青年小鼠作为年轻鼠。以自然饲养至15月龄

的小鼠作为自然衰老模型，后随机分组为：青年对照组（YC，n=6），老年对照组（OC，n=6），

老年运动组（OE，n=6），老年注射氯化钠（NACL）组（OIPA，n=6），老年注射β-HB组（OIPB，

n=6），并进行为期16周的干预。运动组的运动方案如下：运动速度为15m/min，60min/次，5

天/周；注射方案如下：外源性补充β-HB以200mg/kg体重的剂量进行腹腔注射，对照组腹腔

注射相同剂量0.9%NACL溶液，5天/周。16周干预结束后取小鼠的肝脏和血清样本进行生化

实验。酶标法检测血清中肝功能指标、血脂四项及肝脏组织中甘油三酯（Triglyceride,TG）水

平；苏木素-伊红染色（HE染色）观察肝脏组织形态及脂滴数量和大小；免疫荧光染色检测

肝脏内线粒体生物动力学、STING蛋白、总巨噬细胞及M1/M2型标志物等指标的表达情况；

qPCR、Westernblot（WB）检测肝脏内脂代谢、线粒体生物合成及动力学、cGAS-STING信号

通路、巨噬细胞标志物及炎症因子等指标的表达情况。

研究结果：

（1）有氧运动改善衰老小鼠体重及体成分

相较于4月龄的YC组小鼠，19月龄的OC组小鼠体重、体脂率均显著上调，瘦体重百分

比显著减少，而16周的有氧运动可以下调小鼠体重、体脂率，瘦体重百分比无显著差异。

（2）有氧运动改善衰老小鼠肝损伤

相较于YC组，OC组小鼠肝功能损伤指标AST、ALT酶活性均显著上调，而OE组的

AST、AST酶活性较OC组显著下调。

（3）有氧运动改善衰老小鼠血脂四项和肝脏脂质沉积

与YC组比较，OC组小鼠血清血脂四项显著上调，伴肝脏TG水平上调，OE组血脂四项

及肝脏TG水平较OC组下调；HE染色结果显示，OC组小鼠肝组织存在大量脂肪空泡，与

OC组相比，OE组小鼠肝组织脂肪空泡数量减少，大小减小；qPCR结果显示，衰老小鼠肝

脏中脂肪酸合成基因（FAS、SCD1）表达水平上调及转运基因表达水平（FABP4、FATP5）下

调，有氧运动下调FAS、SCD1的mRNA表达水平，上调FABP4、FATP5的mRNA表达水平。

（4）有氧运动可改善衰老小鼠肝脏线粒体稳态并减少胞质游离dsDNA

WB和免疫荧光染色结果共同显示，与YC组相比，OC组小鼠线粒体融合蛋白MFN2、

裂变蛋白DRP1均显著上调，有氧运动下调MFN2、DRP1的蛋白表达水平；qPCR检测发现，

与YC组相比，OC组小鼠中融合蛋白（MFN2）、裂变蛋白（DRP1、FIS1）的mRNA表达水

平显著上调，而合成蛋白（TFAM）mRNA表达水平下调，有氧运动下调MFN2、DRP1、FIS1

的mRNA表达水平并上调TFAM的mRNA表达水平；免疫荧光双染显示，OC组小鼠肝脏胞

质中存在游离dsDNA；有氧运动可以减少小鼠胞质中游离的dsDNA。

（5）有氧运动抑制衰老小鼠肝脏cGAS-STING信号通路

qPCR及WB结果显示，与YC组相比，OC组小鼠肝脏cGAS、STING基因及蛋