运动通过维生素D缺乏小鼠中的VDR/AMPK介导的自噬激活作用，减轻肝脏脂质积累

《Cellular Signalling》：Exercise attenuates hepatic lipid accumulation via VDR/AMPK-mediated autophagy activation in vitamin D-deficient mice

维生素D缺乏（VDD）导致肝脂沉积的机制及运动干预研究。通过构建VDD小鼠模型并实施12周运动干预，发现运动通过上调VDR表达激活AMPK通路介导的自噬，显著减少肝脂沉积。体外实验证实VDR敲低抑制自噬及AMPK磷酸化，而GSK621可逆转此过程。结论：运动通过VDR/AMPK自噬通路缓解VDD引发的肝脂异常。（

　　

Jing-Jing Liu|Yan-Jun Niu|Xiao-Ning Cui|Shi-Qi Lu|Jing-Hua Zhang|Ke Wang|Zheng Zhu|Zhen-Bo Cao

上海体育大学运动与健康学院，中国上海

摘要

维生素D缺乏（VDD）是一个全球性的健康问题，与肝脏脂质积累有关。尽管运动是一种有效的非药物干预措施，用于治疗代谢性疾病，但其分子机制仍不清楚。本研究旨在探讨运动通过何种机制减轻VDD引起的肝脏脂质积累。我们建立了一个VDD小鼠模型，并进行了为期12周的运动干预。为了确认AMPK诱导的自噬是否由维生素D受体（VDR）介导，我们使用慢病毒介导的VDR shRNA在AML12细胞中敲低了VDR，并使用AMPK激活剂GSK621在稳定敲低VDR的细胞中激活了AMPK。体内研究表明，运动通过上调肝脏中的VDR并激活AMPK介导的自噬来减轻VDD引起的肝脏脂质积累。体外实验显示，VDR敲低抑制了AML12细胞中的自噬并阻断了AMPK的磷酸化，而AMPK激活剂GSK621处理则逆转了这些过程。总之，运动通过VDR/AMPK介导的自噬激活有效减轻了VDD引起的肝脏脂质积累。

引言

维生素D缺乏（VDD）定义为25-羟基维生素D [25(OH)D] 水平 <50 nmol/L (< 20 ng/mL)，已成为一个重要的全球公共卫生问题[1,2]。目前，全球有十亿人面临VDD的威胁[3,4]。VDD在多种慢性肝病中普遍存在，如代谢功能障碍相关的脂肪性肝病[5]和慢性乙型肝炎[6]。流行病学证据表明，较低的循环25(OH)D水平与肝脏脂质沉积增加有关[7], [8], [9]。此外，动物模型的研究结果表明，VDD会加剧小鼠的肝脏脂质沉积和炎症[10,11]。肝脏脂质积累是多种肝病的早期病理特征，如果不加以治疗，可能会发展为脂肪肝、肝纤维化、肝硬化和癌症[12]。因此，寻找有效的干预措施对于减少VDD引起的肝脏脂质积累至关重要。

肝细胞中脂滴（LD）的合成与降解之间的不平衡是驱动肝脏脂质积累的关键因素，也是肝脏代谢性疾病中脂毒性的主要原因[13]。新兴证据强调了自噬在调节肝脏LD代谢中的关键作用。脂滴的自噬降解，即脂质吞噬作用，是维持哺乳动物细胞中LD稳态的重要机制[14]。自噬选择性地靶向LD并将其纳入自噬体，在那里甘油三酯（TG）被水解以释放脂肪酸，从而清除多余的脂质并支持脂肪酸代谢[15]。在生理条件下，肝细胞会诱导基础水平的自噬以维持细胞稳态。然而，自噬功能障碍会加剧肝细胞中的LD积累，从而导致肝脏脂肪变性[16]。相反，增强自噬可以加速LD的降解并保护肝细胞免受脂毒性[17]。因此，激活自噬可能是减轻VDD引起的肝脏脂质积累的新策略。

运动被认为是一种有效的非药物干预措施，可以降低代谢性疾病和肝病的风险[18,19]。先前的研究表明，运动通过激活自噬来减少代谢性疾病并保护肝脏，这可能与AMP-激活的蛋白激酶（AMPK）通路有关[20,21]。然而，运动是否能在VDD条件下激活自噬以改善肝脏脂质积累尚不清楚。此外，作为核受体，维生素D受体（VDR）不仅调节维生素D的代谢，还影响LD的代谢[22]。最近，VDR作为自噬的关键转录调节因子受到了关注[23,24]。有报道称，运动可以上调VDR的表达，在包括肌肉[25]、心肌[26]和脂肪组织[27]在内的多种组织中产生有益效果。然而，关于运动是否通过上调肝脏中的VDR来发挥肝保护作用的数据有限。因此，本研究旨在探讨运动干预对VDD引起的肝脏脂质积累的影响及其潜在机制。

实验部分

动物

所有实验均获得了上海体育大学伦理委员会的批准（批准编号：102772023DW001）。来自中国南京GemPharmatech的6周龄雄性C57BL/6J小鼠被随机分配到对照组（Con，n = 6）和维生素D缺乏组（VDD，n = 12）。对照组饮食（AIN-93G饮食，南京谢同医药生物工程有限公司）含有20.30 kcal%的蛋白质、63.95 kcal%的碳水化合物、15.75 kcal%的脂肪以及1000 IU的维生素D₃/kg。

运动减轻VDD引起的肝脏脂质积累

为了研究运动对VDD引起的肝脏脂质积累的影响，我们建立了一个VDD小鼠模型，并进行了12周的运动干预（图1A）。与对照组相比，VDD组的血清25(OH)D水平显著较低，但运动改善了这些水平（补充图S1）。与对照组相比，VDD组的体重增加和肝脏TG含量增加，而在运动后这两种情况都明显减少（图1B, C）。

讨论

持续的或过度的VDD会导致肝脏脂质积累，增加肝病的风险[33,34]。在本研究中，我们证明了12周的运动干预通过激活VDD小鼠中的VDR/AMPK介导的自噬有效减轻了VDD引起的肝脏脂质积累。这些发现为运动如何减轻VDD引起的肝脏脂质积累提供了新的见解。

先前的研究表明，自噬功能障碍在其中起着关键作用

作者贡献声明

Jing-Jing Liu：撰写 – 原始草稿、方法学、实验设计、数据分析、数据整理。Yan-Jun Niu：方法学、数据分析。Xiao-Ning Cui：方法学、实验设计。Shi-Qi Lu：方法学、实验设计。Jing-Hua Zhang：实验设计。Ke Wang：实验设计。Zheng Zhu：方法学、实验设计、数据分析。Zhen-Bo Cao：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、方法学、资金获取。

伦理批准

所有实验均获得了上海体育大学伦理委员会的批准（批准编号：102772023DW001）。

资金来源

本研究得到了上海自然科学基金（编号：20ZR1454400）的支持。

利益冲突声明

作者声明与本文内容无利益冲突。