有氧运动上调miR-146a改善糖尿病大鼠肾脏炎症的机制研究

研究目的:观察游泳和跑台运动改善糖尿病肾脏炎症的效果,探讨miR-146a在其中发挥的作用,为有氧运动改善糖尿病肾脏炎症提供实验依据。研究方法:56只SD大鼠随机选取12只作为正常对照组(NC组),以高脂、高糖饲料喂养其余大鼠14周,根据体重腹腔注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)。将造模成功的36只糖尿病大鼠随机分为三组:糖尿病模型组(DM,12只)、糖尿病跑台运动组(MR,12只)和糖尿病游泳运动组(MS,12只)。MR组大鼠先行3天适应性跑台运动,逐渐增加到15m/min(60min,0°),连续运动8周,每天1次,每周5天。MS组大鼠先行3天适应性游泳运动,逐渐增加到60min,连续运动8周,每天1次,每周5天。在此期间,NC组和DM组均未给予任何运动干预。每周日固定时间地点监测各组大鼠的体重和空腹血糖。8周有氧运动干预结束后取晨尿、血和肾脏,将肾脏洗净去除外包裹后称重分装,采用ELISA法测血清IL-1β、IL-6和TNF-α炎症因子的表达水平,通过HE、PAS、Masson染色和透射电镜观察大鼠肾脏的形态学变化,使用生化试剂盒分析大鼠血肌酐和尿蛋白肌酐比(protein/creatinine ratio,P/CR),WB法检测肾脏炎症相关蛋白(AGE,TLR4,NF-κB)和焦亡相关蛋白(NLRP3,Caspase-1,GSDMD-N)的表达水平,q RT-PCR检测肾脏miR-146a的表达。研究结果:1.一般指标体重:组内比较,NC组和DM组大鼠体重8周时比0周均显著升高(P<0.01)。组间比较,DM组大鼠体重在6周、8周时显著低于NC组(P<0.05或P<0.01);有氧运动干预8周后,MR组和MS组大鼠平均体重高于DM组,但无显著性差异。血糖:组内比较:第4周Galunisertib核磁以后DM组空腹血糖和第0周比较显著上升(P<0.05或P<0.01);运动干预第4周时MR组血糖水平较第0周显著下降(P<0.05)。组间比较:从第0到第8周,模型组和运动组的空腹血糖显著高于NC组(P<0.01)。双肾重:DM组和运动组双肾重水平显著高于NC组(P<0.01或P<0.05)。有氧运动干预8周后,MR组及MS组双肾重水平显著低于DM组(P<0.01或P<0.05)。肾脏系数:DM组和运动组肾脏系数水平显著高于NC组(P<0.01)。有氧运动干预8周后,MR组及MS组肾脏系数水平显著低于DM组(P<0.01)。2.形态学指标HE染色结果:NC组肾小球和肾小管形态完整,结构清晰。DM组肾小球增大,肾间质炎症细胞浸润,肾小球囊腔明显紧缩,肾小管扩张肿胀、部分出现空泡变性,管壁间隙扩大。运动干预selleckchem MLN49248周后,与DM组比较,MR组及MS病变程度明显减轻。PAS染色结果:NC组肾小球未见明显紫红色糖原沉积。与NC组比较,DM组部分肾小球系膜、肾小管基膜均有PAS阳性反应,可见红色糖原颗粒。有氧运动干预8周后,与DM组比较,MR组及MS组PAS阳性反应有不同程度的恢复。Masson染色结果:NC组肾组织基本正常,胶原纤维染色正常。与NC组比较,DM组肾小球基底膜和肾间质胶原纤维蓝染加深,存在纤维增生(P<0.01)。有氧运动干预8周后,与DM组比较,MR组及MS组肾小球及肾间质胶原纤维蓝染变浅(P<0.01)。电镜结果:NC组大鼠的肾小球基底膜结构清晰,均一平整,没有明显的增厚。足突均匀分布,排列整齐;与NC组比较,DM组肾小球的基底膜呈弥散性增厚,结构欠清晰,足细胞的足突广泛融合,足突消失增加;有氧运动干预8周后,MR、MS两组大鼠的肾小球基底膜呈节段性增厚,足细胞的足突少部分融合。3.肾损伤指标血肌酐:DM组大鼠的血肌酐水平显著高于NC组(P<0.01);有氧运动干预8周后,MR组和MS组血肌酐水平显著低于DM组(P<0.05)。尿蛋白肌酐比:DM组的尿P/CR水平比显著高于NC组(P<0.01);有氧运动干预8周后,MR组和MS组尿P/CR水平显著低于DM组(P<0.01)。4.PCR指标肾脏miR-146a的结果:有氧运动干预8周后,MR组和MS组miR-146a的表达水平显著高于DM组(P<0.05)。5.循环炎症因子ELISA指标DM组的IL-1β、IL-6、TNF-α蛋白表达水平显著高于NC组(P<0.01);有氧运动干预8周后,MR组和MS组IL-1β、IL-6、TNF-α蛋白表达水平显著低于DM组(P<0.05或P<0.01)。6.肾脏WB指标DM组的AGE、TLR4、NF-κB、NLRP3、Caspase-1、GSDMD-N蛋白表达水平显著高于NC组(P<0.01);有氧运动干预8周后,MR组和MS组AGE、TLR4、NF-κB、NLRP3、Caspase-1、GSDMD-N蛋白表达水平显著低于DM组(P<0.05或P<0Anti-hepatocarcinoma effect.01)。各个组的GSDMD蛋白均无显著性差异。研究结论:1.游泳和跑台运动均可通过减轻焦亡改善糖尿病大鼠肾脏组织炎症,且两者效果没有显著差异。2.游泳和跑台运动对糖尿病大鼠肾脏的保护作用可能与干预后肾脏miR-146a表达升高及TLR4/NF-κB表达降低有关。