脂肪因子chemerin在飲食和運動調控小鼠骨骼肌脂質沉積中的作用*

王雯靖， 張榮榮， 曲靜， 尹利軍， 王曉慧

脂肪因子chemerin在飲食和運動調控小鼠骨骼肌脂質沉積中的作用*

王雯靖， 張榮榮， 曲靜， 尹利軍， 王曉慧△

（上海體育學院運動健康學院，上海 200438）

探討維甲酸受體應答基因2（retinoic acid receptor responder 2，）編碼的脂肪因子chemerin在飲食和運動調控小鼠骨骼肌脂質沉積中的作用。將8周齡野生型（wild-type， WT）小鼠、脂肪特異性基因敲除（adipose-specificgene knockout， adipo--/-）小鼠和全身性基因敲除（globalgene knockout，-/-）小鼠隨機分為普通飲食（normal diet， ND）組和高脂飲食（high-fat diet， HFD）組，即ND+WT組、ND+adipo--/-組、ND+-/-組、HFD+WT組、HFD+adipo--/-組和HFD+-/-組，共6組，每組6只。此外，讓HFD組的3種小鼠完成6周的中等強度跑臺運動，即WT+運動（exercise， Exe）組、adipo--/-+Exe組和-/-+Exe組，每組6只。油紅O染色及骨骼肌內甘油三酯（triglyceride， TG）和游離脂肪酸（free fatty acid， FFA）定量檢測小鼠骨骼肌脂質沉積；胰島素耐量實驗和葡萄糖耐量實驗檢測胰島素敏感性；Western blot檢測骨骼肌脂肪酸轉位酶（fatty acid translocase， FAT/CD36）、肉堿棕櫚酰基轉移酶1（carnitine palmitoyltransferase 1， CPT1）、過氧化物酶體增殖物激活受體α（peroxisome proliferator-activated receptor α， PPARα）、硬脂酰輔酶A去飽和酶1（stearoyl-coenzyme A desaturase 1， SCD1）和葡萄糖轉運蛋白4（glucose transporter 4， GLUT4）的蛋白水平。（1）ND+-/-組和HFD+-/-組小鼠骨骼肌脂質沉積均加重（<0.01），胰島素敏感性均下降（<0.05）；但HFD+adipo--/-組小鼠骨骼肌脂質沉積卻顯著減輕（<0.01）。（2）ND+-/-組和HFD+-/-組小鼠骨骼肌CPT1和GLUT4蛋白水平均下調（<0.05），SCD1水平上調（僅HFD+-/-組，<0.01）；但HFD+adipo--/-組小鼠骨骼肌CPT1和GLUT4蛋白水平上調（<0.01），CD36蛋白水平下調（<0.01）。（3）HFD下，與WT+Exe組相比，adipo--/-+Exe組和-/-+Exe組小鼠中運動對骨骼肌脂質沉積的抑制作用減弱，以-/-+Exe組減弱得更顯著。編碼chemerin的基因敲除不僅影響HFD小鼠骨骼肌脂質沉積，而且還減弱運動對HFD小鼠骨骼肌脂質沉積的抑制作用；該作用與基因敲除改變骨骼肌糖脂代謝相關蛋白水平有關。

chemerin；高脂飲食；運動；骨骼肌；脂質；胰島素抵抗

肥胖導致糖脂代謝紊亂的同時，還可使多余的脂質在脂肪組織以外的器官組織（肝臟、骨骼肌、腎臟等）中過度沉積，影響組織器官正常生理功能，產生脂毒性［1-3］。骨骼肌是最大的代謝器官，也是胰島素刺激下對糖耐量進行調節的主要器官［4］。國內外多項研究證實了骨骼肌脂質沉積與胰島素抵抗（insulin resistance， IR）的密切關系，一方面高脂飲食（high-fat diet， HFD）導致IR時骨骼肌細胞內脂質沉積增加［5-6］，另一方面骨骼肌脂質沉積會抑制葡萄糖的攝取和利用，導致骨骼肌IR［7-8］。骨骼肌IR已被證實是2型糖尿病發生發展的先兆，減少骨骼肌異位脂質沉積是改善機體胰島素敏感性的重要途徑。

由維甲酸受體應答基因2（retinoic acid receptor responder 2，）編碼的chemerin作為一種脂肪因子，參與炎癥反應、并調節糖脂代謝，在肥胖與肥胖相關疾病（如2型糖尿病、代謝綜合征等）的發生發展中發揮重要作用［9-10］。肥胖及肥胖相關疾病的人和小鼠的血清和脂肪組織chemerin水平顯著上升［11-12］，且血清chemerin水平和糖脂代謝紊亂的嚴重程度以及胰島素敏感性具有顯著相關性［13］。本課題組的前期研究顯示，外源補充chemerin會降低外周組織對葡萄糖的攝取和利用，而脂肪特異性基因敲除可改善HFD小鼠的體脂率和葡萄糖耐量［14］。運動改善肥胖、糖尿病等小鼠糖脂代謝的作用與其降低血清、肝、骨骼肌和脂肪組織的chemerin水平有關［14-15］。不僅如此，本課題組前期研究結果還顯示chemerin影響HFD肥胖小鼠的肝臟脂質沉積等，但chemerin對骨骼肌脂質沉積的作用還不明確。因此，本項工作用脂肪特異性基因敲除（adipose-specificgene knockout， adipo--/-）和全身性基因敲除（globalgene knockout，-/-）小鼠研究基因敲除對飲食和運動影響骨骼肌脂質沉積的作用，并進一步探討可能的分子機制。本研究有利于深入理解chemerin調控糖脂代謝和骨骼肌脂質沉積的作用機制，并為糖尿病的預防提供參考資料。

材料和方法

1　實驗動物

采用Cre-LoxP系統構建adipo--/-小鼠和-/-小鼠，品系為C57BL，由集萃藥康生物科技有限公司提供。小鼠于上海體育學院SPF級實驗室飼養至干預完成，期間自由飲水攝食，燈照明暗周期為12 h/12 h，室溫（22±2） ℃，濕度（55±5）%。本研究所涉及的動物實驗均獲得動物倫理委員會授權（倫理號：102772021DW009）。

2　主要試劑及儀器

脂肪酸轉位酶（fatty acid translocase， FAT/CD36）抗體（貨號：ab133625）、肉堿棕櫚酰基轉移酶1（carnitine palmitoyltransferase 1， CPT1）抗體（貨號：ab128568）、過氧化物酶體增殖物激活受體α（peroxisome proliferator-activated receptor α， PPARα）抗體（貨號：ab3484）購自Abcam；硬脂酰輔酶A去飽和酶1（stearoyl-coenzyme A desaturase 1， SCD1）抗體（貨號：sc-515844）購自Santa Cruz；葡萄糖轉運體4（glucose transporter 4， GLUT4）抗體購自南京諾唯贊生物公司；β-actin抗體購自Cell Signaling Technology；BCA蛋白定量檢測試劑盒（貨號：P0010）、油紅O染色試劑盒（貨號：C0157M）和ECL發光液（貨號：P10010）購自上海碧云天生物技術有限公司；甘油三酯（triglyceride， TG）試劑盒（貨號：A110-1-1）和游離脂肪酸（free fatty acid， FFA）試劑盒（貨號：A042-2-1）購自南京建成生物工程研究所。

動物跑臺（杭州錢江科工貿公司）；電泳儀和轉膜槽（BIO-RAD）；BX53F光學生物顯微鏡（OLYMPUS）；冰凍切片機（LEICA）。

3　方法

3.1小鼠基因型的鑒定取鼠尾0.5 cm，加入鼠尾裂解液和蛋白酶K，提取基因組DNA，用PCR擴增后進行瓊脂糖凝膠電泳，以篩選出上述兩種基因敲除的純合子小鼠和野生型小鼠。其中flox的上游引物序列為5'-GGGTCCTCCTAAAGAAACTT-3'，下游引物序列為5'-TCACCAGTATAATCCAGTCT-3'；adiponectin-Cre的上游引物序列為5'-TCGATGCAACGAGTGATGAG-3'，下游引物序列為5'-TCCATGAGTGAACGAACCTG-3'；DDx4-Cre的上游引物序列為5'-TCACTTAGGATGCGGACCTC-3'，下游引物序列為5'-GTGCCTGCGTTAATGTGCAA-3'。

3.2實驗分組為研究基因敲除對不同飲食［普通飲食（normal diet， ND）和HFD］小鼠骨骼肌脂質沉積的影響，將8周齡的野生型（wild-type， WT）小鼠、adipo--/-小鼠和-/-小鼠分為ND組和HFD組，即ND+WT組、ND+adipo--/-組、ND+-/-組、HFD+WT組、HFD+adipo--/-組和HFD+-/-組，每組6只，共6組。為研究基因敲除在運動調控HFD小鼠骨骼肌脂質沉積中的作用，讓HFD組的3種小鼠完成6周的中等強度跑臺運動，即WT+運動（Exe）組、adipo--/-+Exe組和-/-+Exe組，每組6只。

3.3飲食和運動方案ND組小鼠喂以普通飼料（含10%脂肪和20%蛋白質，3.85 kcal/g），HFD組小鼠喂以高脂飼料（含60%脂肪和20%蛋白質，5.24 kcal/g），各自喂養12周；HFD運動組從第6周起開始逐漸遞增的中等強度有氧運動干預［15］，運動頻率為每周6次，持續6周，具體運動方案見表1。

表1　運動方案

3.4取材和樣本處理腹腔注射10%的水合氯醛麻醉小鼠后處死，收集脛骨前肌標本兩份，一份置于-80 ℃冰箱保存，一份置于4%的多聚甲醛中固定，分別用于Western blot實驗和油紅O染色。

3.5口服葡萄糖耐量實驗（oral glucose tolerance test， OGTT）（1）小鼠禁食16 h，測0 min時的空腹血糖；（2）用25%的葡萄糖，根據體重按照2 g/kg的劑量給小鼠灌胃；（3）用小鼠尾尖血檢測15、30、60、90和120 min時的血糖值。

3.6胰島素耐量實驗（insulin tolerance test， ITT）（1）小鼠禁食6 h，注射胰島素前，測0 min時的空腹血糖；（2）用人胰島素，根據體重按照1 U/kg的劑量給小鼠腹腔注射；（3）用小鼠尾尖血檢測15、30、60、90和120 min時的血糖值。

3.7油紅O染色4%多聚甲醛固定后的脛骨前肌用冰凍切片機制備厚度為10 μm的冰凍切片，按照油紅O染色試劑盒說明書滴加油紅O染料，10 min后自來水洗片，滴加蘇木素染料20 s，洗片后用中性樹膠封片。

3.8骨骼肌TG和FFA測定按照重量（g）∶體積（mL）=1∶9的比例，剪取30 mg骨骼肌組織，加入9×的勻漿介質；剪碎組織進行組織勻漿后取上清液；按照TG試劑盒和FFA試劑盒說明書檢測骨骼肌中TG和FFA含量。

3.9Western blot實驗取40 mg脛骨前肌加入200 μL裂解液，用高通量研磨器進行組織勻漿；取其上清根據BCA試劑盒說明書進行蛋白濃度測定。電泳時電壓為先恒壓70 V、40 min，然后恒壓110 V、60 min；轉膜條件為恒流250 mA、60 min；轉膜結束后用5%脫脂牛奶封閉1 h；后將PVDF膜放入盛有Ⅰ抗試劑的抗體孵育盒中，4 ℃搖床過夜；Ⅱ抗室溫孵育1 h；用ECL化學顯色發光液進行顯影，使用ImageJ軟件對條帶進行灰度值分析。

4　統計學處理

實驗數據用SPSS 26.0軟件進行統計分析，結果均采用均值±標準差（mean±SD）表示。基因敲除對ND或HFD小鼠各實驗指標的影響，采用單因素方差分析；基因敲除對運動的HFD小鼠各實驗指標的影響，采用雙因素方差分析。以<0.05為差異有統計學顯著性。

結果

1　Rarres2基因敲除小鼠的構建

采用Cre-LoxP系統構建adipo--/-小鼠和-/-小鼠，先在基因第1～3外顯子兩端插入LoxP序列以構建基因敲除的flox（flanked by LoxP）小鼠，然后與脂肪特異性敲除和全身性敲除的Cre工具鼠（分別是adiponectin-Cre和DDx4-Cre）雜交得到adipo--/-小鼠和-/-小鼠，見圖1A。瓊脂糖凝膠電泳結果顯示，adipo--/-小鼠在386 bp和403 bp處各有一條帶，-/-小鼠僅在858 bp處有一條帶，而WT小鼠僅在244 bp處有一條帶，見圖1B、C。

Figure 1.　Construction of Rarres2 knockout mice. WT： wild-type. A： schematic diagram of the construction of Rarres2 knockout mice； B： genotyping of adipose-specific Rarres2 knockout mice （WT mice have one band at 244 bp， and adipose-specific Rarres2 knockout mice have two bands at 386 and 403 bp）； C： genotyping of global Rarres2 knockout mice （WT mice have one band at 244 bp， and global Rarres2 knockout mice have one band at 858 bp）.

2　Rarres2基因敲除對不同飲食小鼠骨骼肌脂質沉積的影響及機制

2.1各飲食組小鼠骨骼肌脂質沉積情況骨骼肌油紅O染色及TG和FFA定量結果顯示，與ND+WT組相比，ND+-/-組小鼠骨骼肌脂質沉積顯著增加（<0.01），但ND+adipo--/-組小鼠骨骼肌脂質沉積無顯著變化（>0.05），見圖2A、C、D；與HFD+WT組相比，HFD+adipo--/-組小鼠骨骼肌脂質沉積減少（<0.01），但HFD+-/-組小鼠骨骼肌脂質沉積顯著增加（<0.01），見圖2B、E、F。

Figure 2.　Lipid deposition in skeletal muscles of the mice in each diet group. A： under normal diet （ND）， lipid deposition in skeletal muscles was unchanged in adipo-Rarres2-/- mice but increased in Rarres2-/- mice （oil red O staining， scale bar=50 μm）； B： under high-fat diet （HFD）， lipid deposition in skeletal muscles decreased in adipo-Rarres2-/- mice but increased in Rarres2-/- mice （oil red O staining， scale bar=50 μm）； C and D： under ND， only triglyceride （TG） content in skeletal muscles was increased in Rarres2-/- mice； E and F： under HFD， the levels of TG and free fatty acid （FFA） in skeletal muscles decreased in adipo-Rarres2-/- mice but increased in Rarres2-/- mice. Mean±SD. n=6. **P<0.01 vs ND+WT or HFD+WT group； ##P<0.01 vs ND+adipo-Rarres2-/- or HFD+adipo-Rarres2-/- group.

2.2各飲食組小鼠糖耐量和胰島素耐量情況OGTT結果顯示，各ND組小鼠的糖耐量無顯著差異（>0.05），見圖3A；ITT結果顯示，與ND+WT組相比，ND+adipo--/-組小鼠ITT曲線下面積顯著減小（<0.05），即胰島素耐量增強，見圖3B；與HFD+WT組相比，HFD+-/-組小鼠OGTT曲線下面積顯著減小（<0.01），ITT曲線下面積顯著增大（<0.05），即胰島素耐量減弱，而葡萄糖耐量增強，見圖3C、D。

Figure 3.　Glucose and insulin tolerance of the mice in each diet group. A and B： under normal diet （ND）， the area under the curve （AUC） of insulin tolerance test （ITT）， but not that of oral glucose tolerance test （OGTT）， decreased in adipo-Rarres2-/- mice； C and D： under high-fat diet （HFD）， the AUC of OGTT decreased but that of ITT increased in Rarres2-/- mice. Mean±SD. n=6. *P<0.05， **P<0.01 vs WT group.

2.3各飲食組小鼠骨骼肌糖脂代謝相關蛋白表達情況Western blot結果顯示，與ND+WT組相比，ND+adipo--/-組小鼠骨骼肌GLUT4蛋白水平顯著升高（<0.05），ND+-/-組骨骼肌PPARα和CPT1蛋白水平顯著降低（<0.05），見圖4A。與HFD+WT組相比，HFD+adipo--/-組小鼠骨骼肌GLUT4和CPT1蛋白水平顯著升高（<0.01），CD36蛋白水平顯著降低（<0.01），HFD+-/-組小鼠骨骼肌CPT1蛋白水平下降（<0.01），SCD1蛋白水平上升（<0.01）；與HFD+adipo--/-組相比，HFD+-/-組小鼠骨骼肌CD36和SCD1蛋白水平顯著上升（<0.01），GLUT4、CPT1和PPARα蛋白水平顯著下降（<0.01），見圖4B。

Figure 4.　Expression levels of proteins related to glucose and lipid metabolism in skeletal muscles of the mice in each diet group were detected by Western blot. A： under normal diet （ND）； B： under high-fat diet （HFD）. Mean±SD. n=6. **P<0.01 vs ND+WT or HFD+WT group； ##P<0.01 vs ND+adipo-Rarres2-/- or HFD+adipo-Rarres2-/- group.

3　Rarres2基因敲除對運動的HFD小鼠骨骼肌脂質沉積的影響及機制

3.1各運動組小鼠骨骼肌脂質沉積情況HFD下，油紅O染色結果顯示，WT+Exe組小鼠骨骼肌脂質沉積較WT組明顯減輕，而adipo--/-+Exe組小鼠中，運動對骨骼肌脂質沉積的抑制作用顯著減弱，見圖5A；骨骼肌TG定量與油紅O染色結果一致，骨骼肌FFA定量結果在組間無顯著差異，見圖5C、D；與WT+Exe組相比，-/-+Exe組小鼠中運動對骨骼肌脂質沉積的抑制作用減弱，表現為WT+Exe小鼠骨骼肌TG和FFA水平均顯著下降（<0.05），但-/-+Exe組小鼠僅骨骼肌TG水平下降（<0.05），見圖5B、E、F。

Figure 5.　Lipid deposition in skeletal muscles of the mice in each exercise （Exe） group. A and B： lipid deposition in skeletal muscles decreased in WT+Exe mice compared with WT mice， but this beneficial effect of Exe was attenuated in adipo-Rarres2-/- and Rarres2-/- mice （oil red O staining， scale bar=50 μm）； C and D： Exe did not change the levels of triglyceride （TG） and free fatty acid （FFA） in adipo-Rarres2-/- mice； E and F： Exe decreased TG rather than FFA in Rarres2-/- mice. Mean±SD. n=6. *P<0.05， **P<0.01 vs WT group； #P<0.05 vsRarres2-/- group.

3.2各運動組小鼠糖耐量和胰島素耐量情況HFD下，運動對小鼠OGTT結果無顯著影響（>0.05），見圖6A；與-/-組相比，-/-+Exe組小鼠的ITT曲線下面積顯著減小（<0.01），說明運動使-/-小鼠的胰島素耐量增強，見圖6B。

Figure 6.　The glucose tolerance and insulin tolerance of the mice in each exercise （Exe） group. A： Exe exerted no effect on the area under the curve （AUC） of oral glucose tolerance test （OGTT） in Rarres2-/- mice； B： Exe decreased the AUC of insulin tolerance test （ITT） in Rarres2-/- mice. Mean±SD. n=6. *P<0.05， **P<0.01 vs WT group； ##P<0.01 vsRarres2-/- group.

3.3各運動組小鼠骨骼肌糖脂代謝相關蛋白表達情況HFD下，運動下調WT+Exe組小鼠骨骼肌CD36表達（<0.01），上調骨骼肌PPARα（<0.05）、CPT1（<0.01）和GLUT4（<0.05）的蛋白表達；但運動僅顯著上調adipo--/-+Exe組小鼠骨骼肌CPT1和PPARα的蛋白表達（<0.01），見圖7A。與-/-組相比，-/-+Exe組小鼠骨骼肌CPT1和GLUT4蛋白表達上調，SCD1表達下調（<0.05），見圖7B。

Figure 7.　Expression levels of proteins relate to glucose and lipid metabolism in skeletal muscles of the mice in each exercise group were detected by Western blot. A： resluts in WT and Adipo-Rarres2-/- mice； B： resluts in WT and Rarres2-/- mice. Mean±SD. n=6. *P<0.05， **P<0.01 vs WT group； #P<0.05 vs adipo-Rarres2-/- or Rarres2-/- group.

討論

1　chemerin在糖脂代謝和骨骼肌脂質沉積中作用

編碼chemerin的基因敲除可影響小鼠的糖脂代謝和炎癥等，例如脂肪特異性基因敲除可通過調控脂質代謝、炎癥和氧化應激相關代謝途徑改善HFD小鼠的糖脂代謝［16］，皮下脂肪組織特異性敲除可使小鼠脂肪組織巨噬細胞浸潤減少，葡萄糖耐量改善，IR得到緩解［17］。然而，當chemerin水平被降低到很低或缺失水平時，則糖脂代謝等出現了相反的結果。例如HFD下全身性基因敲除小鼠與對照組相比，體重和脂肪組織重量顯著增加，出現肝臟脂質蓄積和胰島β細胞功能障礙，并出現明顯的IR［17-19］。

本研究的結果顯示，脂肪特異性基因敲除減輕了12周HFD喂養小鼠的骨骼肌脂質沉積，而全身性基因敲除卻加重HFD小鼠的骨骼肌脂質沉積，甚至在普通飲食下小鼠骨骼肌就出現脂質沉積。脂肪基因敲除與全身性基因敲除小鼠在體脂率、糖脂代謝和骨骼肌脂質沉積中有相反表現，是因為chemerin參與脂肪和胰島等組織正常生理過程的調控，chemerin或其受體——chemerin趨化因子樣受體1（chemerin chemokine-like receptor 1， CMKLR1）水平缺失會加重糖脂代謝紊亂和骨骼肌脂質沉積；而HFD所致肥胖、糖尿病等肥胖相關疾病中，chemerin水平異常升高，降低異常升高的chemerin水平如運動或脂肪基因敲除，則能改善糖脂代謝并減少骨骼肌脂質沉積。

2　chemerin影響骨骼肌脂質沉積的作用機制

骨骼肌脂質穩態需要脂肪轉運、氧化和合成過程的動態平衡，骨骼肌脂質沉積的發生是其中一條或多條路徑出現異常的亢進或減弱，而這一過程受多種調控糖脂代謝的分子或酶影響。PPARα是脂肪酸感受器，它的激活可以促進脂肪酸氧化，減輕組織脂質蓄積［20］。脂肪酸氧化包括脂肪酸轉運進入骨骼肌細胞、轉運到線粒體內進行氧化等過程。CD36是脂肪酸轉運關鍵代謝酶，主導長鏈脂肪酸的跨膜轉運［21］，肥胖和2型糖尿病患者骨骼肌CD36水平升高［22］。CPT1是脂肪酸轉運進入線粒體進行β氧化的關鍵限速酶［23］，IR會導致骨骼肌CPT1表達下降［24］。本研究中，ND+-/-組和HFD+-/-組小鼠出現骨骼肌脂質沉積（HFD下更嚴重）的同時，小鼠骨骼肌PPARα和CPT1的蛋白水平下降，CD36的蛋白水平上升；而HFD+adipo--/-組小鼠在骨骼肌脂質沉積減輕的同時，骨骼肌CD36蛋白水平下調，CPT1和GLUT4蛋白水平上調，提示chemerin缺失可使骨骼肌PPARα、CPT1和CD36異常，進而導致脂肪酸轉運增加和氧化受限，這可能是全身性基因敲除小鼠在兩種飲食條件下骨骼肌脂質沉積加重的原因；而降低異常增加的chemerin水平可抑制HFD下骨骼肌脂質沉積，該作用與其改善脂肪酸轉運和氧化有關。脂肪合成增加也是造成骨骼肌脂質沉積加劇的原因之一。SCD1是脂肪合成的關鍵限速酶［25］。HFD+-/-組小鼠SCD1蛋白水平顯著上升，提示脂肪合成增加也可能是HFD下全身性基因敲除小鼠骨骼肌脂質沉積加重的機制之一。

此外，GLUT4是骨骼肌葡萄糖轉運的關鍵酶，GLUT4水平降低是導致機體IR發生發展的主要原因。本研究顯示，全身性基因敲除在加重小鼠骨骼肌脂質沉積的同時，機體胰島素敏感性下降，骨骼肌GLUT4蛋白水平下調；而脂肪特異性基因敲除在抑制HFD下小鼠骨骼肌的脂質沉積同時，機體胰島素敏感性顯著改善，血糖血脂水平降低，提示chemerin影響骨骼肌脂質沉積和IR的作用也與其調控GLUT4水平有關。

3　chemerin影響運動對HFD小鼠骨骼肌脂質沉積的抑制作用及其機制

有氧運動可以降低肥胖及肥胖相關疾病患者和大鼠血清、肝臟、骨骼肌和脂肪組織的chemerin水平，同時改善胰島素敏感性，減輕機體炎癥［13-14］。本研究顯示，6周有氧運動可顯著抑制HFD下的WT+Exe組和-/-+Exe組小鼠骨骼肌脂質沉積，改善胰島素敏感性和葡萄糖耐量。運動降低了WT小鼠骨骼肌TG和FFA水平，但運動僅改善了-/-+Exe小鼠骨骼肌TG水平，提示運動效應在-/-+Exe組小鼠減弱；而運動對adipo--/-+Exe組小鼠骨骼肌脂質沉積的影響與WT小鼠相比無顯著差異。分析運動不影響adipo--/-小鼠骨骼肌脂質沉積的原因，其一可能是因為脂肪特異性基因敲除已經使小鼠骨骼肌脂質沉積情況恢復到正常范圍，有氧運動對正常的骨骼肌脂質沒有顯著影響；其二，可能是運動的強度和負荷還不足夠，不足以彰顯運動的效應。

本研究中，WT+Exe和-/-+Exe組小鼠骨骼肌脂質沉積減少和胰島素敏感性改善的同時，骨骼肌CPT1和GLUT4上調，SCD1下調。考慮到基因敲除影響運動對HFD小鼠骨骼肌脂質沉積的作用可能與其對上述骨骼肌糖脂代謝相關蛋白的調控差異有關，包括改變糖脂代謝相關蛋白數量的差異以及改變程度的不同。為此，我們比較了運動效應在adipo--/-+Exe、-/-+Exe和WT+Exe組小鼠間的差異。與WT+Exe組比較，-/-+Exe組小鼠中運動對骨骼肌CD36和PPARα蛋白水平的改善作用被抑制，提示PPARα受抑制及其下游CD36失調可能是全身性基因敲除導致運動對小鼠骨骼肌脂質沉積抑制效應減弱的機制；與WT+Exe組比較，adipo--/-+Exe組小鼠中運動對骨骼肌CD36的抑制作用和對GLUT4的促進作用消失，提示脂肪特異性基因敲除減弱了運動對HFD小鼠骨骼肌脂肪轉運和葡萄糖轉運的改善作用可能是其骨骼肌脂質沉積無顯著改善的潛在原因。

綜上所述，編碼chemerin的基因敲除不僅影響HFD小鼠骨骼肌脂質沉積，而且還減弱運動對HFD小鼠骨骼肌脂質沉積的抑制作用；該作用與基因敲除改變骨骼肌糖脂代謝相關蛋白（如CPT1、CD36、SCD1和GLUT4）水平有關。

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Effects of chemerin on diet- and exercise-regulated lipid deposition in skeletal muscles of mice

WANG Wenjing， ZHANG Rongrong， QU Jing， YIN Lijun， WANG Xiaohui△

（，，200438，）

To explore the role of chemerin， encoded by retinoic acid receptor responder 2 （） gene， in the regulation of skeletal muscle lipid deposition by diet and exercise interventions in mice.Eight-week-old wild-type （WT） mice， adipose-specificgene knockout （adipo--/-） mice and globalgene knockout （-/-） mice were randomly divided into normal diet （ND） and high-fat diet （HFD） groups， namely ND+WT group， ND+adipo--/-group， ND+-/-group， HFD+WT group， HFD+adipo--/-group， and HFD+-/-group， with 6 mice in each group. The mice in HFD groups were divided into 3 groups with 6-week moderate-intensity running （=6）， namely WT+exercise （Exe） group， adipo--/-+Exe group， and-/-+Exe group. Skeletal muscle lipid deposition was analyzed by oil red O staining and quantified by triglyceride （TG） and free fatty acid （FFA） detection. Insulin tolerance and oral glucose tolerance tests were performed to evaluate insulin sensitivity. The protein levels of fatty acid translocase （FAT/CD36）， carnitine palmitoyltransferase 1 （CPT1）， peroxisome proliferator-activated receptor α （PPARα）， stearoyl-coenzyme A desaturase 1 （SCD1） and glucose transporter protein 4 （GLUT4） in skeletal muscles were detected by Western blot.（1） In both ND+-/-and HFD+-/-groups， skeletal muscle lipid deposition was aggravated （<0.01） and the insulin sensitivity decreased （<0.05）. By contrast， skeletal muscle lipid deposition was significantly attenuated in HFD+adipo--/-group （<0.01）. （2） The protein levels of CPT1 and GLUT4 in skeletal muscles decreased in ND+-/-and HFD+-/-groups （<0.05）， and the SCD1 level increased in HFD+-/-group （<0.01）. The protein levels of CPT1 and GLUT4 in skeletal muscles increased， and the CD36 protein level decreased in HFD+adipo--/-group （<0.01）. （3） The inhibitory effect of exercise on skeletal muscle lipid deposition was weakened in adipo--/-+Exe and-/-+Exe groups compared with WT+Exe group， and the effect was more significantly weakened in-/-+Exe group.Knockout of chemerin-encodinggene not only influences skeletal muscle lipid deposition in HFD mice， but also reduces exercise-induced attenuation of lipid deposition in the skeletal muscle of HFD mice. These effects are associated with the changes in glucose and lipid metabolism-related proteins.

chemerin； high-fat diet； exercise； skeletal muscle； lipids； insulin resistance

1000-4718（2023）07-1233-11

2023-04-07

2023-06-14

18602131042； E-mail： wangpan96@126.com

R363.2； R589.2； R455

A

10.3969/j.issn.1000-4718.2023.07.010

［基金項目］國家自然科學基金資助項目（No. 31872801）

（責任編輯：盧萍，羅森）