使用运动作为预防或治疗阻断高脂饮食蛋白质组学表型

  • Sergio F.Martinez-Huenchulan
    隶属关系
    科学学院,查尔斯珀金斯中心,澳大利亚新南威尔士州新南威尔士大学生活与环境科学学院

    澳大利亚新南威尔士大学中央临床学院医学与健康学院

    医学院,智利南部的南澳大利亚州的物理治疗学院
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  • Isaac Shipsey.
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    科学学院,查尔斯珀金斯中心,澳大利亚新南威尔士州新南威尔士大学生活与环境科学学院
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  • Luke Hatchwell.
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    科学学院,查尔斯珀金斯中心,澳大利亚新南威尔士州新南威尔士大学生活与环境科学学院
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  • 丹清闵
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    科学学院,查尔斯珀金斯中心,澳大利亚新南威尔士州新南威尔士大学生活与环境科学学院

    澳大利亚新南威尔士大学中央临床学院医学与健康学院
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  • 斯蒂芬米德格格
    一致
    对于通信:斯蒂芬米的Twigg;克服
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    科学学院,查尔斯珀金斯中心,澳大利亚新南威尔士州新南威尔士大学生活与环境科学学院

    澳大利亚新南威尔士大学中央临床学院医学与健康学院

    澳大利亚新南威尔士州皇家阿尔弗雷德医院内分泌科部
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  • 克服
    一致
    对于通信:斯蒂芬米的Twigg;克服
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    科学学院,查尔斯珀金斯中心,澳大利亚新南威尔士州新南威尔士大学生活与环境科学学院
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开放访问发布:2020年12月18日DOI://doi.org/10.1074/mcp.TIR120.002343

      强调

      • 血浆蛋白质组学揭示了30%的蛋白质响应高脂饮食(HFD)而变化。
      • 从HFD开头应用的运行锻炼还原了一些这些更改。
      • 高强度间隔训练和耐力培训提供了类似的益处。
      • 一些蛋白质通过HFD过度分量或饮食脂肪概况调节。
      越来越多的高脂肪食物的消费结合缺乏运动是人类肥胖负担的主要贡献者。已知有氧运动如跑步提供代谢益处,但高脂饮食(HFD)和锻炼相互作用的过度广告如何在分子水平上表征。在这里,我们检查了小鼠中的血浆蛋白质组,以使有氧运动的影响作为治疗和作为动物的预防方案对HFD或健康的对照饮食。该分析检测了HFD诱导的血浆蛋白质组的大变化,例如苏普纳1e和补体因子D的血清体积7,Aldob和下调的丰度和下调(CFD; Adipsin)。其中一些变化使用练习作为预防措施显着恢复,但不是作为治疗方案。为了确定运动的强度或持续时间是否影响了结果,我们比较了高强度间隔训练和耐力运行。耐力运行略高于高强度间隔训练锻炼,但总体而言,除了HFD,包括Serpina7,载脂蛋白E,Serpina1e和CFD的血浆蛋白质的丰富等离子体蛋白质的相似逆转。最后,我们比较了通过从喂养异蜂理高饱和脂肪酸或多不饱和脂肪酸饮食的小鼠与小鼠的先前数据过度发育HFD诱导的变化。这鉴定了几种常见变化,包括不仅增加了载脂蛋白C-II和载脂蛋白E,而且还强调了对HFD的过度限制(果糖 - 双磷酸醛糖酶B,Serpina7和CFD),饱和脂肪酸基饮食(Serpina1e)的变化而突出显示的变化,或多不饱和脂肪酸基饮食(哈达福蛋白)。这些数据共同突出了早期干预与运动的重要性,以还原HFD诱导的表型,并提出一些分子机制,导致HFD消耗产生的血浆蛋白质组的变化。为此数据集提供基于Web的交互式可视化(larancelab.com/hfd-exercise.),它对饮食的洞察力和运动表型相互作用进行血浆蛋白质组。

      图形概要

      关键词

      缩写:

      APOA4 (载脂蛋白A-IV), APOC2 (载脂蛋白C-II), 舆传 (载脂蛋白E.), 差价合约 (补充因素D.), Ctrl. (控制饮食), DIA (独立数据的收购), 结尾 (耐力培训), FDR. (假发现率 ), HFD. (高脂饮食), hiit (高强度间隔训练), 生命值 (Haptoglobin.), LIFR. (白血病抑制因子受体), MRC. (最大运行能力), NAFLD. (非酒精性脂肪肝病), PUFA. (多不饱和脂肪酸), SFA (饱和脂肪酸)
      肥胖是在发达国家的疫情水平,许多西方国家拥有>他们的人口的25%被归类为肥胖(
      • Bluher M.
      肥胖症:全局流行病学和发病机制。
      )。肥胖促进器官功能障碍和循环代谢疾病措施的变化(
      • 捷克M.P.
      胰岛素作用和肥胖症抗性和2型糖尿病。
      )。例如,肥胖通常与非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD)和相关的过早死亡率有关,最终与心血管疾病联系,一些癌症和2型糖尿病(
      • Bluher M.
      肥胖症:全局流行病学和发病机制。
      )。肥胖通常是通过提供高脂饮食(HFDS)等动物在动物如啮齿动物中进行建模 自由。这使得由于HFD的高能量密度和高脂肪食物的高能量密度,而且与正常的食物饮食相比,这允许自愿消费过量的卡路里
      • 西D.B.
      • 约克B.
      膳食脂肪,遗传易感性和肥胖:动物模型的课程。
      )。在老鼠中, 自由 HFD的消耗1周足以诱导肝胰岛素抵抗(
      • 特纳。
      • 等等。
      高脂肪饲料诱导小鼠胰岛素耐药过程中的组织特异性脂质积累的明显模式。
      )。通常超过3周 自由 HFD足以还诱导肌肉和脂肪组织胰岛素抵抗(
      • 特纳。
      • 等等。
      高脂肪饲料诱导小鼠胰岛素耐药过程中的组织特异性脂质积累的明显模式。
      ),这是诱导2型糖尿病的关键途径。然而,最近的研究表明,如果小鼠通过用味道喂养动物配对,则通过对喂养动物的配对方式提供HFD,则给予异蜂科HFD的动物快速适应改变的营养比例并与给定的动物相比显示改善的代谢表型。咸肉(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。这表明它是卡路里的过度消耗,而不仅仅是饮食的高脂肪含量,这负责代谢健康的负面结果。这与研究结果研究致酮含量非常高的研究,但提供代谢益处(
      • 她的t.
      • 拉加罗卡州W.S.
      • 棕色M.R.
      • lebrasseur n.k.
      • rakshit K.
      • Matveyenko A.
      膳食碳水化合物调节代谢性和β细胞适应高脂肪饮食诱导的肥胖症。
      )。
      鉴于通过高速度诱导的卡路里诱导肥胖的影响,旨在预防和/或治疗肥胖相关功能障碍的策略对令人感兴趣增加。运动可以衰减各种疾病背景下的不利代谢变化(
      • Pedersen B.K.
      肌电筒在肌肉脂肪交叉中的身体不活动和体外的作用。
      )。目前,最有效的运动处方(例如在肥胖存在下使用的强度,持续时间,频率)尚不清楚。为了解决这一点,在不同代谢条件下,恒定中等耐久性(终端)和高强度间隔训练(HIIT)协议之间的比较已经提供了信息,并表明这两个运动方案诱导了总体质量和腰围的相似减少(
      • Wewege M.
      • van den berg r.
      • 病房r.e.
      • Keech A.
      高强度间隔训练与中等强度连续训练对体重减轻肥胖成人身体成分的影响:系统评价与荟萃分析。
      )。然而,HIIT需要约40%的培训时间承诺,以促进这些变化(
      • Wewege M.
      • van den berg r.
      • 病房r.e.
      • Keech A.
      高强度间隔训练与中等强度连续训练对体重减轻肥胖成人身体成分的影响:系统评价与荟萃分析。
      )。少数研究旨在阐明运动途径和运动背后的机制,尤其是在高脂肪的进气环境中。最近,克罗巴斯 等等。 (
      • Groussard C.
      • 等等。
      锻炼组织特异性氧化应激调节:肥胖大鼠模型中的MICT和HIIT的比较。
      ),当研究10周结束和HIIT的影响,描述了在白色脂肪组织和骨骼肌氧化应激调节剂上的肥胖Zucker大鼠中的组织特异性效果。耐久性运动增加了脂肪组织中的过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性,而HIIT特别增加了谷胱甘肽过氧化物酶活性(
      • Groussard C.
      • 等等。
      锻炼组织特异性氧化应激调节:肥胖大鼠模型中的MICT和HIIT的比较。
      )。这些结果与我们在高脂肪喂养小鼠的研究中对齐,其中10周结束 相对 HIIT对肝脏,白色脂肪组织和Quaddriceps肌肉进行差异差异代谢效果,并在肝脏中特别降低纤维化标记,而HIIT增加脂肪组织中的解偶蛋白1(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      )突出显示这些程序可能在肥胖环境中具有特定的代谢效应。虽然大多数相关文献表明,在任何形式中锻炼在肥胖症中施加代谢益处,但目前尚不清楚预防性运动,同时肥胖在肥胖的个体中发展或运动治疗,具有类似的效果或如果某些运动处方具有代谢优势(
      • Boutcher S.H.
      • Dunn S.L.
      可能妨碍基于运动的干预措施的减肥响应的因素。
      )。
      在这项研究中,我们研究了在治疗方案或预防性方案中提供的两种有氧运动方法(终端和HIIT)的血浆蛋白质蛋白质组,用于动物提供食物 自由 这是HFD或健康的控制饮食(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      ,
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      )。我们鉴定了对HFD响应血浆蛋白质组的许多显着变化,并显示了锻炼制度只能阻止这些少量比例。我们表明,预防性运动方案需要具有显着影响,耐久性和高度运动模式都提供了类似的益处。通过与先前的数据集进行比较,我们可以识别特定于我们模型中HFD的过度公共收集的HFD诱导的血浆蛋白丰度变化。此外,我们可以使用这种比较来描绘产生这些变化所需的所需的脂肪酸饱和度。这些数据提供了HFD暴露产生的血浆蛋白质组学表型及其与几种有氧运动方案的相互作用,其作为在线资源(larancelab.com/hfd-exercise.)。

      实验步骤

       化学品和试剂

      乙腈(最佳级),丙酮,水(OPTAMA等级),氨,甲酸和异丙醇(OPTIMA等级)来自Thermo Fisher Scientific。乙酸乙酯LC-MS等级来自Millipore。 3-(4-羧基苯甲酰基)喹啉-2-羧醛试剂来自施用的生物软管。蛋白质组学级胰蛋白酶(目录号:T6567)和所有其他试剂来自Sigma-Aldrich。

       动物细节

      本研究中使用的样品来自于对小鼠的之前的生理研究(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      ,
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      )。简而言之,雄性C57BL / 6J小鼠购自所有动物资源中心(珀斯,澳大利亚),并在玉米棒床上用玉米棒床上用品(床上o'cobs 1/8“,安德森)。 n =每笼4只小鼠,至少在进入实验模型前至少1周。将小鼠保持在温度控制的房间(22°C±1°C)中,具有12小时光/暗循环(0600/1800小时) 自由 进入水和食物,即标准的食物饮食(从脂肪的12%卡路里衍生出来,来自蛋白质的23%,来自碳水化合物的65%的卡路里;特种饲料,Glen Forrest)或根据公式制成的卫生间内部研究饮食,INC(目录NO:D12451; 45%卡路里衍生自脂肪,蛋白质的20%卡路里,碳水化合物的35%卡路里)。在澳大利亚国家卫生和医学研究委员会之后,悉尼动物伦理委员会(2015/816)批准,审批所有实验 在体内 实验指南。来自不同笼子的小鼠用于否定笼式特异性效果。
      在第一项研究中(运动处理)(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      ),将10周龄的小鼠随机分配给食物或HFD组(n 每组= 36)。在没有运动的情况下饮食10周后,然后将每个膳食组的小鼠随机分为三种运动组中的一种:没有运动培训(无),耐力跑步机运行,或HIIT跑步机运行(n 每组12个),持续10周。
      在第二项研究中(预防锻炼)(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      ),将10周龄的小鼠随机分配给食物或HFD组(n 每组= 36),然后立即随机化为三个运动组中的一个:没有运动训练(无),耐力跑步机运行,或HIIT跑步机运行(n 每组12个),持续10周。

       基于跑步机的锻炼制度

      小鼠适应跑步机1周,然后对每只动物进行最大运行能力(MRC)测试(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      ,
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      )。使用动物的MRC计算两种不同培训计划(耐久性或HIIT)的运动强度。重要的是,锻炼计划旨在在每次会议上涵盖的运动量和距离方面具有可比性。对于耐久性运动,使用70%MRC(17m / min)的恒定运行息息,而对于HIIT,八个(每次2.5分钟),在八个MRC(22米/分钟)的90%以上使用有效休息时间(2.5分钟)50%的MRC(12米/分钟)(每次40分钟)。每项培训计划在早上进行,每周三次进行10周。非异常的动物没有暴露于额外的运动。

       组织收藏

      在用异氟烷(3%)在氧气中喂养过夜喂养后,在氧气中喂养过夜,从0900小时开始,所有动物都被安乐死1100小时。收集等离子体 通过 心脏穿刺进入含0.5米EDTA的管,以10%回收血容量。全血保存在冰上,然后旋转1500×g 在4℃下持续15分钟,在储存在-80℃之前,用收集的血浆卡斯在液氮中冷冻。

       使用Stirdyivinylbenene - 反相磺酸盐酸液的血浆样品制备

      如前所述进行血浆样品制剂(
      • 哈尼迪夫。
      • 哈迪森A.T.
      • Hatchwell L.
      • Humphrey S.J.
      • 詹姆斯D.E.
      • Hocking S.
      • Heilbronn L.K.
      • 在努力硕士
      间歇禁食期间人血浆的蛋白质组学分析。
      )。简而言之,将1μl等离子体(70μg蛋白质)加入到24μl脱氧胆酸钠缓冲液(1%脱氧胆酸钠,10mM Tris(2-羧乙基)膦,40mM氯乙酰胺和100mM Tris-HCl,pH 8.5)中并加热至95℃10分钟。一旦冷却到室温,将样品用水稀释10倍。然后在1:100比(μg/μg)下加入LysC和胰蛋白酶,并在37℃下消化16小时。将相同的体积(250μL)的99%乙酸乙酯/ 1%TFA加入到消化的肽并涡旋中。使用Styrenyivinyleny-Revers-Revers-Revers-Revers-Revers-Revers-逆相磺酸盐酸液和如所述纯化消化的肽(
      • 哈尼迪夫。
      • 哈迪森A.T.
      • Hatchwell L.
      • Humphrey S.J.
      • 詹姆斯D.E.
      • Hocking S.
      • Heilbronn L.K.
      • 在努力硕士
      间歇禁食期间人血浆的蛋白质组学分析。
      )。将干肽重悬于30μl5%甲酸中并在4℃下储存直至通过LC-MS分析。

       LC-MS / MS和光谱分析

      使用Thermo Fisher RSLCNANO超高性能液相色谱法,将5%(Vol /体积)甲酸(注射体积为3μl)的肽直接注入15cm×150μmC18AQ(Maisch;1.9μm)熔融二氧化硅分析柱上使用~10μm拉动尖端,耦合到纳米Pray电喷雾电离源。在25分钟内超过5%乙腈在5%乙腈中的梯度分解梯度,流速为1200 nL min−1 (毛细血管)。通过电喷雾电离在2.3kV下电离肽。使用数据无关的采集(DIA)在Q-辐射HFX质谱仪(Thermo Fisher)上进行串联质谱分析。如前所述使用用于不同M / Z范围的可变隔离宽度进行的DIA进行(
      • 布鲁德尔R.
      • 伯恩哈德特O.M.
      • Gandhi T.
      • Miladinovic S.M.
      • 郑;
      • Messner S.
      • Ehrenberger T.
      • Zanotelli V.
      • Butscheid Y.
      • eScher C.
      • Vitek O.
      • rinner o.
      • 重新勒
      将定量蛋白质组分析的限制与乙酰氨基酚处理的三维肝脏微发布延伸到对乙酰氨基酚处理的三维肝脏微发布。
      )。对于所有DIAC谱采集,使用25±10%的阶梯归一化碰撞能量。
      使用定量蛋白质组学软件Spectronaut pulsar X进行分析原始数据(版本12.0.20491.11.25225 [Jocelyn])。 DirectDIA分析用于鉴定肽(
      • Tsou C.C.
      • Avtonomov D.
      • 拉森B.
      • Tucholska M.
      • Choi H.
      • Gingras A.c.
      • nesvizhskii a.i.
      DIA-UMPIRE:数据无关的采集蛋白质组学的综合计算框架。
      )。提供给肽标识的搜索引擎的数据库是2019年7月15日下载的鼠标UniProt数据库,其中包含63,439个蛋白质序列条目。将酶特异性设定为半特异性的N-ragged胰蛋白酶(C末端切割到Lys和Arg),最多允许两种错过的裂解。设定为Asn和Gln的脱酰胺,氧化溶解,吡喃 - glu(用肽N-末端Gln)和蛋白质N-末端乙酰化被设定为可变修饰。 Cys上的核酰亚胺甲基被搜索为固定修改。为了重新校准峰值的保留漂移和强度分配,使用索引保留时间分析工作流程(
      • muntel J.
      • Kirkpatrick J.
      • 布鲁德尔R.
      • 黄T.
      • Vitek O.
      • ori A.
      • 重新勒
      用固定仪器时间对复杂背景中蛋白质定量的比较。
      )。对于峰值列表生成,如果存在干扰信号的存在,则启用干扰(MS1和MS2)校正,从潜在的定量中移除片段/同位素,同时保持至少三个以进行定量。基于RT Apex距离和M / Z间距来解剖光谱,不需要多路分解。每个观察到的片段离子只能分配给单个前体峰值列表(
      • Tsou C.C.
      • Avtonomov D.
      • 拉森B.
      • Tucholska M.
      • Choi H.
      • Gingras A.c.
      • nesvizhskii a.i.
      DIA-UMPIRE:数据无关的采集蛋白质组学的综合计算框架。
      )。使用目标诱饵方法将假发现率(FDR)设定为1%。 Spectronaut为每种前体离子及其产物离子产生定制质量耐受性和保留时间耐受性。接受前体的阈值被设置为Q值<0.01,每个前体必须有>3片段离子。所有其他设置都是出厂默认设置。

       实验设计与统计理由

      每治疗组使用的动物数量是从先前的小鼠肌肉高分子量脂肪蛋白的研究中建立(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      )。我们使用了高分子量脂联素的值作为导频数据,为功率计算提供合适的值。在90%的功率下,具有最坏情况的情况下的200个,即200的代表标准偏差为130,I型误差概率为0.05,并使用单向ANOVA测试,所需的观察结果 n = 10,因此我们每治疗组使用10只动物。对于所有数据集,使用R(3.4.3版)执行统计分析,并使用Tableau(2019.2)绘制处理数据,其中,间口范围超过1.5倍的异常范围可能被排除在图中以帮助可视化。使用每组中的中值计算蛋白质丰度的折叠变化。饮食条件诱导的变化的统计学意义(周 相对 HFD),运动(无 相对 耐力 相对 HIIT),或者使用双向ANOVA计算这些之间的相互作用。此外,仅使用单通道的ANOVA分析HFD组,以检验单独的运动在该组中的效果。所结果的 p 使用Benjamini-Hochberg校正调整两个测试的值以控制多次测试。意义设定为 p <0.05,对应于ANOVA的FDR为5%。

      结果

       血浆蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶分析,运动作为治疗

      血浆蛋白质组含有来自身体的许多器官/组织的大量循环因子,特别是肝脏。血浆中最丰富的蛋白质富含抗脂代谢和脂质转运的因素,这对HFD研究特别感到特别令人兴趣。为了分析HFD和有氧运动的相互作用,我们从先前描述的标准运动处理模型开始使用血浆样本(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      )。在该模型中,使用C57BL / 6J雄性小鼠,干预在10周龄的时间开始。将动物喂食HFD(45%Kcal,脂肪)或正常的食物(12%Kcal作为脂肪)10周,而无需任何运动处理,然后在血浆之前10周转换为后续10周的组合HFD和运动治疗方案收藏 (Fig. 1A)。该治疗包括没有运动培训(无),跑步机的高利兹或踏车的结束。每周重复40分钟的运动偏出3次。每组治疗组有8至12只动物。我们以收获的每种动物的特征表征血浆 自由 美联储状态与未征收的血浆蛋白质组学(
      • 哈尼迪夫。
      • 哈迪森A.T.
      • Hatchwell L.
      • Humphrey S.J.
      • 詹姆斯D.E.
      • Hocking S.
      • Heilbronn L.K.
      • 在努力硕士
      间歇禁食期间人血浆的蛋白质组学分析。
      )使用胰蛋白酶消化和LC-MS / MS分析DIA。这产生了273个蛋白质组的鉴定(补充表S1)总共>5100 peptides (补充表S2S3)每次饮食中的六个动物群体(周 相对 HFD)结合运动治疗(无 相对 hiit 相对 END).
      图缩略图GR1.
      Fig. 1高脂饮食(HFD)的血浆蛋白质组学和运动处理相互作用。 小鼠提供味道饮食或HFD, 自由 10周。此后,来自每种饮食组的动物被随机分配到行使无,耐久性(终端)或高强度间隔训练(HIIT)的处理。 A,饮食的示意图和运动时间表与血液等离子体收集的时序。 B,检测到所有血浆蛋白的火山图,带有日志2 折叠变化(HFD / CHOW)绘制在 x-轴 相对 Benjamini-Hochberg纠正了-Log10(p)从所示的双向ANOVA中的饮食效果 y-轴。这 深灰色 地区亮点不可思议 p values (>0.05)。点的尺寸和颜色代表了单独的HFD组内任何运动效应的重要性,如传说所示。 C,通过双向ANOVA分析的血浆蛋白质组的热图,其中 蓝色 表明高蛋白质丰富和 红色的 表明低蛋白质丰富。每列代表单个鼠标。 D用于特定蛋白质的盒子和晶须图。每个点代表来自个体鼠标的蛋白质丰度。 星号 放置在任何绘图的顶部代表统计学意义(p <如图1所示,在治疗变量上的0.05或5%的假发现率(n 每组= 12)。 LFQ,无标签量化。
      为了通过饮食或运动处理来确定哪些蛋白质显着改变,我们将双向ANOVA施加到该蛋白质组学数据集中检测到的每种蛋白质。这 p 使用本杰尼尼-Hochberg的方法校正了从该测试的值校正了多次测试。该分析还允许我们确定饮食变量与运动处理变量之间是否存在显着的相互作用。这种分析检测到82个蛋白质有一个 p < 0.05 (<5%FDR)对于HFD和CHOW喂养动物之间的显着差异,无论运动如何(Fig. 1B)。这构成了检测到的血浆蛋白质组的〜40%,并表现出HFD对哺乳动物生理学的强烈影响。比较不同的运动方案,我们只检测到通过运动处理显着调节的四种蛋白质。最后,没有蛋白质显示饮食和运动变量之间的显着相互作用。详细分析在仅氢化氢化动物的锻炼治疗组中使用单向ANOVA的分析表明耐久性运动,但不是HIIT,对2种蛋白质的HFD变化进行了很小但重要的效果:Clusterin和Transthyretin。
      为了概述所有动物治疗诱导的变化,我们绘制了用显着分组分离的蛋白质检测到的所有蛋白质的归一化标记的无标记定量强度的热图(Fig. 1C)。这证实了对每种治疗组的反应的一致性以及运动作为已经暴露于HFD的动物的次要效果为10周的动物。一些具有最大倍差变化的蛋白质响应于HFD响应的含甲状腺蛋白结合球蛋白(Serpina7),载脂蛋白C-II(Apoc2),赤脂蛋白(HP),载脂蛋白E(ApoE),载脂蛋白A-IV( ApoA4)和果糖 - 双磷酸醛酶B(Aldob,肝脏同种型)(Fig. 1, BD)。在最显着的下调蛋白质中是补体因子D(CFD-Adipsin),主要小鼠α1-抗酸酐同种型(Serpina1e),补体组分C8β/γ链(C8b / g)和白血病抑制因子受体的可溶形式(LIFR)(Fig. 1, BD)。 HFD显着改变的大多数蛋白质是从肝脏分泌的(
      • Uniprot C.
      Uniprot:蛋白质知识的全球中心。
      ),突出了这种组织在对HFD的反应中的重要性和肝脏在生产大多数丰富的血浆蛋白中的作用。对此的例外情况包括CFD和APOA4,分别主要是脂肪和肠道衍生的蛋白质。通过HFD显着改变的10个蛋白质的小亚蛋白被遗传地被分泌,包括AlboB,PSMA2,SNX13,HSP1A1和ERN1,由于肝细胞死亡,这可能已被释放到循环中。最后,在这种运动治疗队列中,只有两种蛋白质,Transthyretin和Clusterin,具有较小但统计学显着的运动诱导的效果,以纠正HFD诱导的变化。重要的是,在耐久性运动后,这两种蛋白质的运动效果仅为显着,但不均匀。

       血浆蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶分析,采用运动型防治

      我们接下来希望使用来自先前描述的模型的血浆样品分析运动作为预防措施的效果(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      ),动物的同时开始锻炼HFD和运动方案,总共持续10周(Fig. 2A)。我们假设早期开始运动干预应该具有更大的效果来还原HFD诱导的血浆蛋白质组变化。再次,我们使用与治疗模型相同的双向ANOVA。这表明79个蛋白质有显着差异(<8%fdr)与运动(Fig. 2B)。然而,我们现在观察到24种蛋白质通过运动处理和18个蛋白质显着调节,显示饮食变量与运动变量之间具有显着相互作用(Fig. 2B)。在HFD-FED动物中使用单向ANOVA的详细分析仅表明单独对11种蛋白质的耐久性锻炼具有显着影响,仅为1种蛋白质的HII,两者都受到了12种蛋白质的影响耐力和高素质。血浆蛋白质组的热图曲线图显示了通过预防性运动方案类似地改性的HFD改变的蛋白质的几个蛋白质(Fig. 2C)。在该预防模型中响应于HFD的最大倍差变化的蛋白质与治疗模型中观察到的那些非常相似,包括Aldob,Apoe,Apoc2,HP和血清淀粉样蛋白A-4(Fig. 2, BD)。最显着下调的蛋白质也显示出相似性,包括LIFR,表皮生长因子受体,C8B / G,Serpina1e和CFD(Adipsin)(Fig. 2B)。
      图缩略图GR2.
      Fig. 2高脂饮食(HFD)的血浆蛋白质组学和预防性运动相互作用。 小鼠提供味道饮食,或HFD, 自由 分配了10周,同时分配了每种饮食组的行使无,耐久性(终端)或高强度间隔训练(HIIT)。 A,饮食的示意图和运动时间表与血液等离子体收集的时序。 B,检测到所有血浆蛋白的火山图,带有日志2 折叠变化(HFD / CHOW)绘制在 x-轴 相对 Benjamini-Hochberg纠正了-Log10(p)从所示的双向ANOVA中的饮食效果 y-轴。这 深灰色 地区亮点不可思议 p values (>0.05)。点的尺寸和颜色代表了单独的HFD组内任何运动效应的重要性,如传说所示。 C,通过双向ANOVA分析的血浆蛋白质组的热图,其中 蓝色 表明高蛋白质丰富和 红色的 表明低蛋白质丰富。每列代表单个鼠标。 D用于特定蛋白质的盒子和晶须图。每个点代表来自个体鼠标的蛋白质丰度。放置在任何情节顶部的星号代表统计学意义(p <如图1所示,在治疗变量上的0.05或5%的假发现率(n 每组= 12)。 LFQ,无标签量化。
      为了直接比较血浆蛋白质组的HFD响应在治疗和预防锻炼方案之间,我们为所有这些蛋白质产生了散点图,这些蛋白质在运动方法中表现出HFD的显着效果。使用预防和治疗模型的折叠变化用作图 x- 和 y - 分别(Fig. 3A)。显示对HFD相同响应的蛋白质将在45度线上对齐(Fig. 3A灰色虚线)。该曲线表明,大多数由HFD上调的大多数蛋白质在运动模型数据集中具有类似的折叠变化(HFD / Chow)。相反,通过HFD下调的蛋白质通常在可能与HFD的总曝光时间下降相关的预防模型中的折叠变化减少(10 相对 20周)。通过HFD在预防和治疗运动模型数据集中显着上调的蛋白质用于途径富集(补充图。S1A)显示出许多这些蛋白质参与脂质代谢和脂质转运,并且已知几种是直接在脂蛋白颗粒上相互作用,例如高密度脂蛋白。 HFD在预防和治疗运动模型数据集中显着下调的蛋白质(补充图。S1B)显示蛋白酶抑制剂,凝血因子和补体因子的富集,其中许多也已知在蛋白质复合物中相互作用。
      图缩略图GR3.
      Fig. 3预防运动比较 相对 运动处理数据集,用于高脂饮食(HFD)反应运动效能。 A,通过HFD在运动预防和治疗模型中显着调节的蛋白质是绘制的。每个点都显示了日志2 处理模型中HFD / Chow响应的折叠变化(y-轴)和预防模型(x-轴)。点的大小和颜色代表了单独的HFD组预防模型中的任何运动效果的重要性,如图中所示。 B用于特定蛋白质的盒子和晶须图,其患者的特定蛋白显示为锻炼的差异施加施用作为治疗或预防模型。 C,针对特定蛋白质的盒子和晶须图没有显着响应运动。每个点 BC 代表来自个体小鼠的蛋白质丰度。放置在任何情节顶部的星号代表统计学意义(p <如图中所示的处理变量(如图)所示,0.05或5%的假发现率)(n 每组= 12)。 HIIT,高强度间隔训练; LFQ,无标签量化。
      该比较曲线还突出显示预防模型中的蛋白质,显示HFD和运动之间的显着相互作用(Fig. 3A)。对于一些这些蛋白质的箱子图来检查响应HFD的运动介导的逆转的差异突出了运动介导的逆转( Fig. 3B)。例如,在运动处理和预防模型中,APOE蛋白通过单独的HFD诱导~Twofold而单独没有运动。 HIIT或耐久性运行的锻炼治疗表明,APOE蛋白丰度的温和逆转,以便在治疗模型中分解值,但预防模型中的反应显着更大。对于富含组氨酸的糖蛋白也可以看到类似的型材,其运动响应在预防模型中更具标记。相反,可溶性LIFR蛋白和Serpina1e都表现出与预防性运动的强烈恢复,而在缺乏运动或治疗锻炼模型中的缺乏患有HFD的响应响应超过三倍而导致的蛋白质丰富。然而,大多数血浆蛋白质没有显示HFD和预防性运动之间的任何相互作用,两种实例是Apoc2蛋白和幼稚蛋白质(Fig. 3C)。无论实验模型和运动暴露如何,这两种蛋白质都显示出与HFD相似的反应。

       提供时HFD响应的比较 广告libitum与 一种异蜂理饮食研究

      小鼠提供了HFD 自由 (免费进入)将消耗与食用动物的类似食物,但鉴于HFD的能量密度明显较高,那些小鼠将与饲养的动物相比快速增加重量,如对所检查的两种模型所见这项研究 (
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      ,
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      )(补充图S2)。我们希望确定饮食提供的血浆蛋白质组反应(HFD / Chow)的差异 自由 (本研究)或作为HFD喂养和食用动物的异常配对(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。在具有血浆蛋白酶分析数据的小鼠的先前异孔对进料研究中,将两种不同的HFD与CHOW控制饮食(CTRL)进行比较,其在多不饱和脂肪酸(PUFA)中高于饱和脂肪酸(SFA)或高分子(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。这使我们可以比较饮食过度抑制和饮食成分对血浆蛋白质组的影响。再次,我们生成了散点图,比较LundSgard的研究之间的折叠变化(HFD / Chow) 等等。 (
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )我们对所有这些蛋白质的治疗模型数据显示在我们的数据集中有HFD的显着影响( Fig. 4)。
      图缩略图GR4.
      Fig. 4异蜂理与过度饮食方案之间的血浆蛋白质组反应对高脂饮食(HFD)的比较。 AB,绘制了通过HFD在运动处理模型中显着调节的蛋白质。这 y-轴显示日志2 治疗模型中HFD / Chow响应的折叠变化。 A, 这 x-轴显示日志2 与食物控制饮食(CTRL)相比,折叠变为饱和脂肪酸(SFA) - 饮食,其均以异蜂制方式提供(对馈送)(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。 B, 这 x-轴显示日志2 与分批控制饮食(CTRL)相比,折叠变为多不饱和脂肪酸(PUFA) - 饮食,两者都以异蜂乐方式提供(对联)(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。为了 AB,点的尺寸,形状和颜色代表了一种异定量之间的显着差异 相对 过度收费HFD模型(红点)或SFA 相对 PUFA. diets (坚实的黑色星星),如传说中所示。 C用于特定蛋白质的盒子和晶须图。每个点代表来自个体鼠标的蛋白质丰度。放置在任何情节顶部的星号代表统计学意义(p <如图中所示的处理变量(如图)所示,0.05或5%的假发现率)(n 每组= 12)。 LFQ,无标签量化。
      我们的数据与SFA或PUFA响应的比较显示了许多类似的响应,例如增加的Apoc2,ApoE和ApoA4的丰富。其他常见变化包括可溶性表皮生长因子受体和补体蛋白8组分(C8b / C8g)的降低。因此,这些蛋白质丰富的变化可能是因为无论消耗的能量多少含有高比例的脂肪的食物。过度分区之间的几个脱位差异 相对 异蜂狼酸HFD是Aldob,Serpina7和CFD(Adipsin)(Fig. 4红点)。来自动物的血浆中血浆和Serpina7的血浆均显着增加,而异蜂科HFD动物的反应是非常小(Serpina7)或反应反应(Aldob)。另一种表示反应反应的蛋白质是CFD(Adipsin),其通过过度公共施用HFD显着下调,但在异蜂乐HFD数据集中的丰度略微增加。
      有几种蛋白质,其对脂肪酸组合物的反应是不同的,包括α1-抗抗糖粉(Serpina1e)和HP(Fig. 4黑色明星)。 Serpina1e在我们的过度升级HFD中显示出显着的下调(由饱和和Pufas / Monounsaturated脂肪酸的混合物组成)动物和异蜂乐SFA组(Fig. 4A)。相比之下,异蜂理PUFA组的动物没有显着改变Serpina1e(Fig. 4B)。因此,无论消耗量如何,都可能通过SFA暴露来控制Serpina1e丰度。相反,惠普在我们的过度隆起的HFD动物和异蜂乐PUFA组中都上调(Fig. 4B)但不是SFA集团,表明HP丰度受到PUFA暴露的控制,无论消耗的总高脂肪食物如何。来自这些研究中的每个研究的所选蛋白质的原始数据的比较证实了这些观察结果,并突出了在超出HFD的动物中的Aldob丰度的显着变化(Fig. 4C)。

      讨论

      在该研究中,我们使用血浆蛋白质组分析来表征小鼠HFD消费和有氧运动的相互作用。我们的目标是鉴定由HFD调节调节的循环蛋白,并确定运动是否适用于治疗或预防措施,可以纠正那些HFD诱导的变化。本研究提供了四种主要发现。首先,喂养HFD的动物显示出明显的变化>检测到的血浆蛋白的30%与咸味动物相比。其次,从HFD开头应用的运动作为预防措施可以恢复变化<这些蛋白质的20%。相比之下,在HFD上延长期间使用锻炼作为治疗仅显示次要效果。第三,应用的有氧运动的类型并没有产生显着差异,具有少数蛋白质的高利兹和耐久性训练,为大多数蛋白质提供类似的益处。最后,比较我们的 自由 HFD对先前血浆蛋白质组数据集的响应,其中在异蜂科方案中提供HFD的蛋白质鉴定了几种差异调节的蛋白质。这种比较也使我们鉴定了血浆蛋白,其饮食中的SFA或PUFA触发的反应。这些研究结果表明,当尽早提供时,膳食脂消费和有氧运动的相互作用可以恢复与人类疾病的这些小鼠模型相关的重要生理变化。科学界可获得基于网络的可视化,用于科学界( larancelab.com/hfd-exercise.),允许饮食询问小鼠血浆蛋白质组上的饮食和运动表型相互作用。
      长期过度高脂肪,高热量的西方饮食对哺乳动物生理学的显着影响,包括体重增加和肥胖,增加胰岛素抵抗和糖尿病风险,以及癌症和心血管疾病的风险增加(
      • Bluher M.
      肥胖症:全局流行病学和发病机制。
      ,
      • 捷克M.P.
      胰岛素作用和肥胖症抗性和2型糖尿病。
      )。恢复HFD消费的生理结果可以通过食品限制,畜牧手术,运动,药理干预介导(例如,胰高血糖素肽-1受体激动剂),或这些组合(
      • Steinbeck K.S.
      • Lister N.B.
      • gow m.l.
      • BAUR L.A.
      对青少年肥胖的治疗。
      )。虽然单独的运动在对人类中恢复这些影响方面并不常用,但它确实提供了胰岛素敏感性和脂质代谢的重要改进,这可能降低心血管事件风险(
      • 罗斯r.
      • bradshaw a.j.
      肥胖的未来减少:超越减肥。
      )。在本研究中,我们研究了对HFD(治疗)的侮辱或与有害HFD方案(预防)同时施加的运动干预血浆蛋白质组的影响。这些数据清楚地表明预防性运动对〜20%的血浆蛋白质对单独对HFD进行重大反应的影响。相比之下,使用有氧运动作为治疗仅有次要影响。有趣的是,只有~25%的HFD响应蛋白对运动有重大反应。这些蛋白质富集用于补体和凝血相关因素和富集的富集蛋白质,富集基因本体论术语对压力的反应(补充图。S1C)。许多这些锻炼响应蛋白在很大程度上合成并从肝脏分泌。如前所述,锻炼触发到肝脏的偏肌信号,以介导肝功能的调节,这反过来影响肝脏衍生的蛋白质的分泌(
      • Pedersen B.K.
      • febbraio m.a.
      肌肉,运动和肥胖症:骨骼肌作为分泌器官。
      )。单独的预防性运动方案可以为这些蛋白质提供优异的有益变化,可以在这两种模型中看到这些蛋白质的优异的有益变化。这些数据显示,使用作为治疗的运动对由HFD引起的体重增加没有显着影响(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • 禁止L.A.
      • olaya-agudo l.f.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中等和高强度间隔训练对高脂肪小鼠的胰岛素敏感组织具有差异益处。
      )(补充图S2),其不是出乎意料的,并且在人类临床试验中广泛观察使用单独的运动来减肥。然而,预防运动方案对体重增加到饲喂动物和HFD-非异酸的动物之间的中间点具有显着影响(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      )(补充图S2)。因此,由于预防运动,预防动物达到最大重量增益可能是这种效果的强烈贡献因素。预防性运动可能会通过增加的能量消耗,从运动干预本身和其相关的自发活动增加增加(
      • 马丁内斯 - 霍善安S.F.
      • Maharjan B.R.
      • 威廉姆斯P.F.
      • Tam C.S.
      • MCLennan S.V.
      • Twigg S.M.
      恒定中度的差异代谢效应 相对 高脂肪喂养小鼠的高强度间隔训练:肌肉脂联素可能的作用。
      )。
      当基于喂养对照种子饮食的小鼠的小鼠的能量消耗以单焦于时时装提供HFD时,显然移除了HFD的大多数有害影响,动物可能会遇到有益效果(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。例如,肝脏甘油三酯在喂养异蜂粉的小鼠中显着降低,这可能与肝脏丰度降低相关 德诺维 脂肪生成酶(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。对小鼠的本研究中的数据的异蜂狼酸HFD响应血浆蛋白质的比较提供了HFD 自由 表明血浆蛋白质概况存在几个有趣的差异。其中的顶部是我们的血浆中肝脏醛糖酶酶(Aldob)的八倍增加 自由 HFD-FED小鼠与他们的喂养控制相比。然而,在异蜂酸HFD的动物中,与对照中的对照相比,Aldob的丰度不会显着改变(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      )。已知肝脏醛糖酶在通过乙酰氨基酚(CO)的人和小鼠中急性肝损伤后的血浆丰富增加(
      • 秦人
      • 等等。
      鉴定乙酰氨基酚和碳 - 四氯化碳的小鼠模型和乙酰氨基酚过量患者靶向血液靶向血液植物富含急性肝损伤的器官富肝损伤的蛋白质生物标志物。
      ),这可能是因为肝细胞死亡/损伤导致丰富的细胞质酶渗入血液中。类似地,最近的研究表明,血浆中的高肝脏醛曲酶丰度与人和小鼠的NAFLD显着相关(
      • 牛L.
      • 等等。
      血浆蛋白质组分析发现与非酒精脂肪肝病相关的新型蛋白质。
      )。因此,HFD和相关肥胖的过度发布可能导致我们通过肝脏损伤在小鼠中观察到的血浆ALDOB丰富的增加。与这种概念一致,HFD喂食小鼠(pF)在NAFLD的特征的丙氨酸转氨酶酶的血浆丰度显着增加(补充图S2)。虽然我们所观察到的Aldob丰富的变化并未受到预防性运动方案的显着纠正,但是通过锻炼来减少具有最佳矫正效应的培训,这是对丙氨酸转氨酶水平的影响相似的效果(补充图S2)。
      差价合约或Adipsin是一种很大程度上的脂肪细胞衍生的蛋白质(
      • 煮熟K.S.
      • 闵H.Y.
      • 约翰逊D.
      • Chaplinsky r.j.
      • Flier J.S.
      • 狩猎c.r.
      • Spiegelman下午
      Adipsin:由脂肪组织和坐骨神经分泌的循环丝氨酸蛋白质同源物。
      ),我们还观察到通过HFD过度公共进行差异化 相对 Isocaloric HFD数据集。血浆CFD丰度通过三倍在HFD-FED动物中显着降低,而在SFA或PUFA的小鼠中喂养的异大饮食表现出CFD血浆丰富的显着变化。以前的研究表明,CFD在包括HFD的啮齿动物肥胖模型中下调(
      • Asterhholm i.w.
      • 麦当劳J.
      • Blanchard P.G.
      • Sinha M.
      • 萧Q.
      • 朦胧J.
      • Rutkowski J.M.
      • Deshaies Y.
      • BREKKEN R.A.
      • Scherer P.E.
      在代谢挑战动物禁食期间缺乏“免疫健康”。
      • Flier J.S.
      • 煮熟K.S.
      • 迎来P.
      • Spiegelman下午
      在遗传和获得肥胖症中严重受损的副尖表达。
      )它是糖尿病啮齿动物模型和人类的胰腺β细胞的保护分子(
      • Gomez-Banoy N.
      • 等等。
      Adipsin在糖尿病小鼠中保留了β细胞,并与人类中2型糖尿病的保护粘附。
      ,
      • Lo J.C.
      • 等等。
      Adipsin是一种己平,可改善糖尿病中的β细胞功能。
      )。我们的数据显示,作为使用耐久性或HIIT方案的预防方案提供的运动能够仅由于HFD过度限制部分地恢复血浆CFD丰度的降低。这可能反映其脂肪组织来源,以及诸如肌号和代谢物等运动的信号的可能无法改变,以校正CFD的分泌减少。
      本研究中检测到的一些蛋白质是通过脂肪消耗的任何增加而诱导,无论载脂蛋白C1i(Apoc2)如载脂蛋白脂肪酶,其激活脂蛋白脂肪酶并促进来自循环的脂肪酸摄取(
      • Sakurai T.
      • Sakurai A.
      • Vaisman B.L.
      • amar m.j.
      • 刘C.
      • 戈登三
      • 德雷克斯。
      • 普赖尔M.
      • Sampson M.L.
      • 杨L.
      • 弗里曼L.A.
      • Remaley A.T.
      用APOC-II模拟肽产生载脂蛋白C-II(APOC-II)突变小鼠的突变小鼠和校正它们的高甘油三酯血症。
      )。然而,肝脏和脂肪组织可以通过几种转录因子的配体结合特异性来应对不同类别的脂肪酸,包括PPARA / G,SREBP1和HNF4a(
      • 跳D.B.
      • 克拉克斯.D.
      膳食脂肪对基因表达的调节。
      )。我们的分析表明,两种高度丰富的血浆蛋白质,HP和α1-anti rrypsin(Serpina1e),响应于饮食中存在的脂肪酸的饱和度而对其血浆丰富的差异调节。惠普在先前描述的富含PUFA的异丙酸饮食中的八倍(
      • Lundsgaard上午
      • 等等。
      高膳食脂肪摄入期间保持胰岛素作用的机制。
      我们的四倍 自由 含有PUFA的HFD数据集。 HP的主要功能是在血液中无结合血红蛋白,然后可以被肝脏肝脏占用(
      • Giblett E.
      Haptoglobin。血浆蛋白的结构和功能。
      )。 HP也是一种急性期蛋白质,具有多种其他相关功能,包括抗氧化活性,抗菌活性和蛋白酶抑制(
      • Giblett E.
      Haptoglobin。血浆蛋白的结构和功能。
      )。在人类和小鼠中,由于肥胖增加和脂肪HP分泌增加,HP已经显示出血浆丰度增加(
      • 杜瓦尔C.
      • 本身u.
      • Keshtkar S.
      • 围绕B.
      • Stienstra R.
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      • ROSKAMS T.
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      • Muller M.
      脂肪组织功能障碍在C57BL / 6小鼠中对非酒精性脱皮肝炎进行肝脏脂肪变性的进展。
      ,
      • HIGGINS V.
      • omidi A.
      • Tahmasebi H.
      • Asgari S.
      • Gordanifar K.
      • nieuwesteeg M.
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      肥胖对儿童和青少年健康队列实验室生物标志物的影响。
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      • LISI S.
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      • 加里尔
      • 阿里西I.
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      • D'Onofrio M.
      • Pinchera A.
      • Santini F.
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      患有肥胖的肝脏病症和葡萄糖稳定性的损伤是通过颤戈氏蛋白缺乏衰减。
      )。粮食大鼠均已显示在饮食10%N-3 PUFA(
      • Hassanali Z.
      • Ametaj B.N.
      • 领域C.J.
      • Proctor S.D.
      • 藤d.f.
      N-3 PUFA的膳食补充剂可降低体重增加并改善后脂肪血症和肥胖JCR:La-CP大鼠的相关炎症反应。
      )。这与我们对喂养HFD的小鼠中的血浆HP增加的观察结果一致 自由,当动物显着增加脂肪质量时(补充图S2)。 HP在很大程度上被肝脏分泌,并且随着已知毒素如松节子如毒素而言,肝脏合成增加,血浆血浆的增加可能会导致血浆合成增加(
      • Haugen T.H.
      • Hanley J.M.
      • 希思尤。
      Haptoglobin。一种肝脏分泌糖蛋白生物合成的新型模式。
      )。脂肪组织也是HP的另一个来源(
      • Flier J.S.
      • 煮熟K.S.
      • 迎来P.
      • Spiegelman下午
      在遗传和获得肥胖症中严重受损的副尖表达。
      ,
      • Gomez-Banoy N.
      • 等等。
      Adipsin在糖尿病小鼠中保留了β细胞,并与人类中2型糖尿病的保护粘附。
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      • 等等。
      Adipsin是一种己平,可改善糖尿病中的β细胞功能。
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      • Remaley A.T.
      用APOC-II模拟肽产生载脂蛋白C-II(APOC-II)突变小鼠的突变小鼠和校正它们的高甘油三酯血症。
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      • Giblett E.
      Haptoglobin。血浆蛋白的结构和功能。
      ),许多因素增加了其分泌,包括肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6(
      • 做nascimento c.o.
      • 猎人L.
      • 托架P.
      细胞因子,儿茶酚胺和Pparγ的3T3-L1脂肪细胞中Haptoglobin基因表达的调节。
      )。已知这些细胞因子在将动物置于高pufa饮食中时,它们的丰富会增加(
      • Hardardottir I.
      • Kinsella J.E.
      通过膳食N-3多不饱和脂肪酸增强了鼠居民腹膜巨噬细胞的肿瘤坏死因子产生。
      )。已知脂肪细胞中的转录因子过氧化物激素活化受体γ被Pufa结合诱导(
      • 李H.
      • 阮X.Z.
      • Powis S.H.
      • 费尔南多R.
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      • varghese z.
      EPA和DHA降低HK-2细胞中的LPS诱导的炎症反应:PPAR-Gamma依赖机制的证据。
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      • 舍甫佛州
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      • 张继夫
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      氮脂酸:内源性过氧化物体增殖物激活受体γ配体。
      );然而,与噻唑烷二酮如噻唑烷二酮相似的强激动剂治疗脂肪细胞导致HP mRNA水平降低(
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      • Scherer P.E.
      • 农民S.R.
      通过过氧化物体增殖物激活的受体 - γ配体在脂肪细胞中调节抗氧化茄蛋白产生的机制。
      )。这表明将需要进一步的作用来描绘HP的组织来源,其分子机制导致其增加的血浆丰度,以及其增加的血浆丰富对HFD的后果,这可能包括增加心血管疾病的风险增加(
      • 霍尔梅I.
      • aastveit a.h.
      • 哈巴尔州
      • Jungner I.
      • 瓦尔德斯G.
      在载脂蛋白死亡率风险研究(Amoris)的342,125名男性和女性中,赤脂蛋白和心肌梗死,中风和充血性心力衰竭的风险。
      )。
      总之,该研究提供了在小鼠血浆蛋白质组中反映的HFD响应的详细比较,并且这种饮食与若干运动方案之间的相互作用,用于纠正这些变化。该研究的优点包括所使用的无偏蛋白质组学分析方法,其将敏感地检测更丰富的血浆蛋白质的显着变化。此外,C57BL / 6J小鼠模型是人类疾病常用的动物模型,包括常常数膳食组合物的变化的影响,并且通过检查两种不同的运动类型,每种锻炼类型均为预防或治疗方案。研究限制包括分析的时间点是固定的,并且只有在雄性小鼠中进行的研究。本研究表明,预防性耐久性的运动方案提供了抑制HFD诱导的变化的最佳结果。此外,我们能够将HFD响应对比我们的饮食模型和肥胖的含量与异蜂鸟饲养模型进行鉴定,以鉴定几种特异性的蛋白质,用于过度发射HFD。这种比较也使我们能够在饮食中描绘由SFA或PUFA调节的这些变化。未来的研究表征血浆蛋白质周转率的未来,如果这些变化是由于来自原产地的组织的蛋白质分泌或来自血浆的去除/降解速率的变化的变化,则允许我们描绘。我们提出这里鉴定的蛋白质可用作饮食成分和消费历史的标志物,以及关于人类运动干预措施的有效性的信息来源。

      数据可用性

      所有原始MS数据和相应的搜索输出都已寄存在Proteomexchange联盟(http://proteomecentral.proteomexchange.org) 通过 具有DataSet标识符PXD018561的自豪伙伴存储库。科学界可获得基于网络的可视化,用于科学界(larancelab.com/hfd-exercise.)。

      利益冲突

      作者声明没有竞争利益。

      致谢

      我们感谢悉尼质谱,提供本研究中使用的仪器。

      资金和其他信息

      M. L.是癌症学院新南威尔士州未来研究领导人。这项工作得到了澳大利亚国家卫生和医学研究委员会(GNT1120475)的补助金。 S. F. M.-H.通过国家科技研究委员会(Conicyt)支持这项工作,BENAS智利奖学金为外国博士计划(易于易变的EXENTA#2185/2015)。 C57BL / 6J鼠标模型由悉尼皇家阿尔弗雷德医院,悉尼和悉尼大学悉尼医学院基金会的内分泌学信托基金资助。

      作者捐款

      S. M.T.和M. L.监督该项目。 S. F. M.-H.和D. M.进行所有动物实验。 L. H.,I. S.和M. L.进行所有蛋白质组学实验和相关数据分析。 S.F. -H.,L.H.,D. M.,I.,I.,S.,M.T.和M. L.撰写了这篇文章。

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