研究目的:肥胖机体常伴随下丘脑瘦素抵抗,减轻瘦素抵抗可恢复下丘脑对能量平衡的调控,改善肥胖。内质网应激是导致下丘脑瘦素抵抗和能量平衡紊乱的主要机制之一。蛋白激酶R样内质网激酶(protein kinase R-like ER kinase,PERK)通路是内质网应激的重要下游通路,参与多种慢性代谢性疾病的发生发展。有氧运动可改善瘦素抵抗、减轻肥胖,但其机制尚未完全阐明。PERK通路是否在有氧运动改善肥胖机体下丘脑瘦素抵抗中发挥作用?值得研究。本研究采用动物和细胞实验,结合运动或药物干预,旨在探讨内质网应激PERK通路在有氧运动改善肥胖机体下丘脑瘦素抵抗中的作用。研究方法:动物实验:72只SPF级6周龄C57BL/6J雄性小鼠适应1周后随机分成两组,分别进行普通饮食(n=12)和高脂饮食(n=60)喂养,喂养16周后将高脂饮食中符合肥胖模型条件的48只小鼠随机分为4组,分别是高脂组(HFD)、高脂加运动组(HFD+E)、高脂加安慰剂组(HFD+P)和高脂加PERK抑制剂组(HFD+G),每组各12只;造模成功后普通饮食小鼠作为安静对照组(NC)预方式不变。HFD+E组小鼠进行10周中等强度的有氧运动干预;HFD+G组小鼠进行5周PERK抑制剂干预。运动和药物干预结束后,各组小鼠放入代谢笼检测其腹腔注射瘦素前后的能量代谢相关指标;尾部取血检测血糖浓度。每组随机选取4只小鼠进行腹腔注射瘦素,30分钟后立即取组织样本;ELISA检测血清瘦素浓度、肝脏H&E染色和油红O染色观察肝脏病理变化、附睾脂肪H&E染色观察脂肪细胞形态变化。Western blot检测下丘脑瘦素信号转导相关蛋白(STAT3、P-STAT3),以及下丘脑内质网应激相关蛋白(GRP78、P-PERK、PERK、P-e IF2α、e IF2α、CHOP、IRE1α、ATF6)表达水平。细胞实验:选取胚胎小鼠下丘脑细胞系N43/5(mouse hypothalam确认细节us cell line N43/5)进行体外实验,分为对照组(N43)、造模组(N43+PA)和抑制剂组(N43+PA+GSK);组内设置了PBS对照组与瘦素激活组。造模组通过棕榈酸(PA)诱导瘦素抵抗模型;抑制剂组在PA基础上予以PERK抑制剂干预,以探讨PERK通路在瘦素抵抗中的作用。Western blot检测下丘脑细胞瘦素信号转导相关蛋白(STAT3、P-STAT3)表达水平,以及内质网应激PERK通路相关蛋白(P-PERK、PERK、P-e IF2α、e IF2α、CHOP)表达水平。采用Graph Pad Prism9.0图表绘制,SPSS26.0对数据进行统计学分析,两组间采用独立样本T检验,多组间采用单因素方差分析,组间前后测采用配对T检验。研究结果:1.有氧运动减轻高脂饮食诱导的肥胖小鼠的肥胖表型并增强其能量代谢:与NC组相比,HFD组小鼠体重、肝重、附睾脂肪量、血糖、血清瘦素浓度、能量消耗、能量摄入显著增加,呼吸商、自发性体力活动、单位能量消耗、单位能量摄入显著减少;与HFD组相比,HFD+E组小鼠体重、血糖、血清瘦素浓度显著降低,自发性体力活动显著增多;与NC组相比,HFD组小鼠肝脏脂质堆积明显增多、脂肪变性;与HFD组相比,HFD+E组小鼠肝脏脂质聚集较少、附睾脂肪细胞体积减小。2.有氧运动改善高脂饮食诱导的肥胖小鼠下丘脑瘦素抵抗:与腹腔注射瘦素前相比,NC组和HFD+E组小鼠腹腔注射瘦素后12小时的能量摄入显著减少,HFD组小鼠无此变化;与HFD组相比,HFD+E组小鼠腹腔注射瘦素后12小时的能量摄入显著减少。腹腔注射瘦素诱导NC组和HFD+E组小鼠下丘脑P-STAT3/STAT3表达显著上调,但HFD组小鼠无此现象。3.有氧运动缓解高脂饮食诱导的肥胖小鼠下丘脑内质网应激:与NC组相比,HFD组小鼠内质网应激相关蛋白P-PERK、P-e IF2α、CHOP、IRE1α表达水平显著升高,P-PERK/PERK和P-e IF2α/e IF2α比例显著增加;与HFD组相比,HFD+E组小鼠P-PERK、P-e IF2α、CHOP、IRE1α表达水平显著降低,P-PERK/PERK、P-e IF2α/e IF2α比例显著减低。4.PERK抑制剂改善高脂饮食诱导的肥胖小鼠下丘脑瘦素抵抗及肥胖表型:与HFD+P组相比,HFD+G组小鼠体重、附睾脂肪量、血清瘦素浓度、能量摄入、单位能量摄入显著减少,自发性体力活动、单位能量消耗显著增加;与HFD+P组相比,HFD+G组小鼠肝脏脂质聚集减少、附睾脂肪细胞体积减小。与HFD+P组相比,HFD+G组小鼠腹腔注射瘦素后12小时的能量摄入显点击此处著性减低。与HFD+P组相比,HFD+G组小鼠腹腔注射瘦素后P-STAT3/STAT3表达显著增加。与HFD+P组比,HFD+G组小鼠P-PERK、PERK、P-e IF2α、e IF2α、IRE1α、CHOP蛋白表达水平及P-e IF2α/e IF2α比例显著减少。5.抑制PERK改善棕榈酸诱导的胚胎小鼠下丘脑细胞瘦素抵抗:用瘦素激活后,对照组和抑制剂组P-STAT3/STAT3比例显著增加,造模组P-STAT3/STAT3比例显著减少;与造模组相比,瘦素激活后抑制剂组P-STAT3/STAT3比例显著增加。此外,与对照组相比,造模组P-PERK、PERK、P-e IF2α、e IF2α、CHOP蛋白比例显著增加;与造模组相比,抑制剂组P-PERK、PERK、P-e IF2α、e IF2α、CHOP蛋白表达显著减低。结论exercise is medicine:1.有氧运动可以抑制肥胖小鼠内质网应激PERK通路,并改善下丘脑瘦素抵抗;PERK通路抑制剂也具有与有氧运动类似的作用。2.有氧运动改善肥胖小鼠下丘脑瘦素抵抗的作用可能与其抑制内质网应激PERK通路有关。