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研究目的:通过建立高脂饮食(high fat diet,HFD)诱导的肥胖小鼠模型和胰岛素抵抗细胞模型,探究长期应用酰基化胃饥饿素(acyl ghrelin,AG)和去酰基化胃饥饿素(des-acyl ghrelin,DAG)对小鼠肌肉胰岛素抵抗的改善作用及其机制。材料和方法:1.动物实验:32只C57BL/6小鼠随机分成正常对照组(normal control,NC)、高脂组(HFD)、HFD+AG组、HFD+DAG组(每组各8只)。NC组采用标准饲料喂养。其余3组采用高脂饲料饲养。分别每天腹腔注射0.9%NaCl 10 ml/kg(NC,HFD)、AG 0.8 mg/kg(HFD+AG)以及 DAG 0.8 mg/kg(HFD+DAG)。干预16周后,进行以下实验:1)禁食12小时后行IPGTT;2)继续原方案饲养1天,禁食12小时后留取血清,采用ELISA方法检测胰岛素、IL-6和TNF-α水平;3)处死小鼠,取出附睾脂肪,称重后计算附睾脂肪指数;4)分离小鼠比目鱼肌,制备H&E染色和PAS染色切片;5)分离小鼠股四头肌,采用糖原检测试剂盒测定肌糖原含量;6)Western Blot 方法检测股四头肌中 PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT、AMPK、p-AMPK蛋白含量。2.细胞实验:采用含10%胎牛血清的DMEM对C2C12细胞进行培养,用2%马血清DMEM培养基诱导分化,待C2C12细胞分化为肌管后,制备细胞IR模型。C2C12细胞依据不同处理分为:①正常对照组(同等剂量PBS),②模型组:PA(0.25mM)组,③PA+AG 组:PA(0.25mM)+AG(1μM),④PA+DAG 组:PA(0.25mM)+DAG(1μM),n=8。各组处理24小时后,进行以下实验:1)GOD-POD法测定葡萄糖消耗量;2)蒽酮法测定细胞内糖原含量。研究结果:1)各组小鼠体重比较:实验期间,各组小鼠体重呈增长趋势。给药6周后,HFD组体重高于NC组(P<0.05)。HFD+AG组和HFD+DAG组体重分别于给药14周和12周后较HFD组明显减轻(P<0.05)。各组平均每周摄食量无明显差异(P>0.05)。2)各组小鼠附睾脂肪质量及其指数的比较:NC组小鼠附睾脂肪质量和附睾脂肪指数均低于其余三组(P<0.05)。与HFD组相比,HFD+DAG组小鼠附睾脂肪质量显著下降(P<0.05)。HFD+AG组和HFD+DAG组小鼠附睾脂肪指数较HFD组无统计学差异。3)各组小鼠血糖及空腹胰岛素水平比较:对各组小鼠进行葡萄糖耐量测试,结果显示,与NC组相比,HFD组小鼠葡萄糖耐量明显降低,表现为注射葡萄糖后0、30、60、120 min的血糖明显升高(P<0.05或P<0.01)。计算曲线下血糖面积(AUC)显示,HFD组曲线下血糖面积显著高于NC组(P<0.01)。HFD组小鼠的空腹血浆胰岛素水平明显升高,IRI明显高于NC组(P<0.01)。与HFD组相比,HFD+AG组和HFD+DAG组小鼠葡萄糖耐量有所改善,表现为注射葡萄糖后0,30,60 min的血糖水平明显降低(P<0.05或P<0.01),且两组小鼠AUC均显著低于HFD组(P<0.01)。相比HFD组,HFD+DAG组小鼠空腹胰岛素水平显著降低(P<0.01),两组小鼠IRI均明显低于HFD组(P<0.05)。4)各组小鼠血清炎症因子水平比较:HFD组IL-6和TNF-α较NC组升高(P<0.001);HFD+AG组和HFD+DAG组IL-6和TNF-α较HFD组明显下降(P<0.05 或P<0.01)。5)各组小鼠股四头肌中肌糖原含量和比目鱼肌细胞形态比较:HFD组肌糖原含量较NC组降低(P<0.001),比目鱼肌的平均横截面积减少(P<0.001);相比HFD组,HFD+AG组和HFD+DAG组小鼠的肌糖原含量明显增加(P<0.01),比目鱼肌的平均横截面积显著增加(P<0.001)。6)各组C2C12细胞葡萄糖消耗量和糖原含量比较:PA组C2C12细胞的葡萄糖消耗量和糖原含量较NC组下降(P<0.01)。PA+AG组和PA+DAG组葡萄糖消耗量和糖原含量较PA组增加(P<0.05或P<0.01)。7)各组小鼠股四头肌中 PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT、AMPK、p-AMPK蛋白含量比较:与NC组相比,HFD组小鼠股四头肌p-PI3K、p-AKT以及p-AMPK含量显著降低(P<0.01)。HFD+AG组和HFD+DAG组小鼠p-PI3K、p-AKT、p-AMPK含量较HFD组显著上升(P<0.05或P<0.01)。结论:AG或DAG均可通过调控PI3K/AKT和AMPK信号通路进而促进肌肉葡萄糖摄取和糖原合成、提高肌肉组织胰岛素敏感性。此外,AG和DAG亦可通过减轻体内炎症水平,一定程度改善机体胰岛素敏感性。