运动通过调控microRNA(miRNA)改善高脂饮食诱导的肾脏损伤的作用与机制

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Renal Failure 3

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  本研究发现,8周中等强度跑步机运动可显著改善高脂饮食(HFD)诱导的小鼠肾脏损伤,表现为肾功能指标(如尿蛋白、尿微量白蛋白、肌酐)及损伤标志物(NGAL、Cys-C、Kim-1)的恢复,并减轻肾小球肥大、纤维化和细胞凋亡。机制上,运动下调了促肾损伤miRNA(miR-150-5p和miR-182-5p),抑制炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)和氧化应激(MDA↑, GSH/GST/SOD↓),凸显了运动通过miRNA调控发挥肾脏保护作用的非药理策略潜力。

  
运动对高脂饮食诱导肾脏损伤的保护作用
动物实验设计与运动干预方案
研究使用3周龄雄性C57BL/6小鼠(n=48),随机分为四组:标准饮食组(C)、标准饮食加运动组(CE)、高脂饮食组(H)及高脂饮食加运动组(HE)。高脂饮食(60 kcal%脂肪)持续21周,运动干预在饮食开始12周后启动,采用跑步机训练,强度为60% VO2 max,包括1周适应性训练(7 m/min,10 min/天)和8周正式训练(5天/周,45 min/次),速度从13 m/min逐步增至17 m/min。
运动改善肾功能与减轻结构损伤
高脂饮食导致小鼠体重显著增加,而运动干预(HE组)有效减轻了体重增长。肾功能方面,H组尿总蛋白(TP)、尿微量白蛋白(mALB)、尿肌酐(Ucr)及血清肌酐(Scr)分别上升67.7%、53%、26.5%和12.6%,表明肾滤过功能受损;运动干预使这些指标显著降低(TP降15.1%,mALB降14.3%,Ucr降12.6%,Scr降13.9%)。肾损伤标志物胱抑素C(Cys-C)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)和肾损伤分子1(Kim-1)mRNA在H组分别升高27.4%、24.6%和132.6%,运动后则下降12.8%、8.2%和30.7%。
组织学分析显示,H组肾小球面积增大54.8%,伴有肾小球肥大、鲍曼囊扩张、系膜基质扩增;Masson染色显示纤维化面积增加339.6%,TUNEL染色显示凋亡细胞比例上升425.1%。运动干预部分逆转这些变化,肾小球面积减少16.8%,纤维化面积降低40%,凋亡比例下降30.8%,表明运动有效 preserved 肾脏结构完整性。
运动缓解氧化应激与炎症反应
高脂饮食诱发肾脏氧化应激,表现为抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)和超氧化物歧化酶(SOD)水平分别下降38.8%、45.5%和33.9%,而脂质过氧化标志物丙二醛(MDA)上升79%。运动干预后,GSH、GST和SOD分别恢复36.5%、35.5%和26.4%,MDA降低20%。同时,H组炎症因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)和白细胞介素1β(IL-1β)mRNA表达显著上调(分别增加356%、600%和333.3%),运动使它们下降44.3%、41.2%和27%,证实运动具有抗氧化和抗炎效应。
运动调控肾脏microRNA表达
miRNA测序分析发现,C组与H组比较有90个差异表达miRNA(41个上调,49个下调),H组与HE组比较有50个差异表达miRNA(22个上调,28个下调)。在C vs H中,top10差异miRNA包括miR-101a-3p、miR-542-3p、miR-378b、miR-30a-5p等;在H vs HE中,top10包括miR-148a-5p、miR-150-5p、miR-34c-5p、miR-182-5p等。其中,miR-150-5p和miR-182-5p在H组显著上调,运动干预后下调,经qPCR验证。文献表明,miR-150-5p通过抑制细胞因子信号抑制因子1(SOCS1)促进纤维化,miR-182-5p通过抑制谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)和溶质载体家族7成员11(SLC7A11)加剧铁死亡和氧化损伤,运动可能通过下调这些miRNA缓解肾损伤。
讨论与结论
研究证实高脂饮食导致肾功能障碍、结构重塑、炎症和氧化应激,而运动干预能多方面改善这些异常。分子机制上,运动调控miRNA表达(如下调miR-150-5p和miR-182-5p),可能通过影响纤维化、凋亡和氧化应激通路发挥保护作用。局限性包括仅使用雄性小鼠、未验证miRNA靶基因功能,未来需多组学整合和功能实验。结论强调运动作为非药物策略,通过miRNA介导的机制缓解肥胖相关肾损伤,具有治疗潜力。
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