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为探究高强度间歇训练（HIIT）对糖尿病性肌纤维萎缩的影响，伊朗洛雷斯坦大学的研究人员开展相关研究，发现 HIIT 可缓解糖尿病小鼠的肌肉萎缩，该成果或为糖尿病治疗提供新方向。
在糖尿病的众多并发症中，骨骼肌萎缩是一个不容忽视的问题。糖尿病患者的骨骼肌仿佛陷入了一场 “危机”，不仅肌肉质量减少，功能也受到严重影响，这背后的机制却如同迷雾一般，让科研人员不断探寻。以往研究发现，糖尿病会引起骨骼肌的各种变化，像卫星细胞功能障碍、纤维类型转变等，可这些因素与肌肉萎缩之间复杂的联系还未完全明晰。而在糖尿病性肌病的研究领域，有一个关键的谜团 —— 异常的肌核排列和形态是否参与了糖尿病导致的肌纤维萎缩？高强度间歇训练（HIIT）这种被广泛应用于改善代谢的运动方式，又能否对这些问题产生影响呢？为了解开这些谜题，伊朗洛雷斯坦大学的 Masoud Rahmati 等人展开了深入研究。
研究人员为这项研究制定了严谨的计划，采用了多种关键技术方法。他们选用 60 只 10 周龄的 C57BL/6 雄性小鼠，将其随机分为 6 组。通过腹腔注射链脲佐菌素（STZ）诱导小鼠糖尿病，构建糖尿病小鼠模型。为抑制 Kinesin-1 活性，使用 Rose Bengal Lactone（RBL）进行腹腔注射。对小鼠进行 HIIT 训练时，先让小鼠在跑步机上适应一周，随后每周进行 3 次，共持续 4 周。实验中，利用免疫荧光染色、免疫组化分析来检测相关蛋白的表达和定位，借助共聚焦激光扫描显微镜观察肌纤维和细胞核的形态。还通过 Western blotting 技术测定蛋白质的表达水平，从分子层面深入探究机制。
研究结果
- 血糖水平、体重和腓肠肌质量 / 体重变化：与健康对照组（C 组）相比，糖尿病对照组（DC 组）小鼠出现明显的高血糖和体重下降，表明糖尿病诱导成功。抑制 Kinesin-1 活性后，糖尿病 - RBL（D-RBL）组小鼠体重和腓肠肌质量 / 体重进一步降低。而经过 HIIT 训练的糖尿病训练组（DT 组）小鼠，血糖水平显著下降，腓肠肌质量 / 体重增加，但与 C 组相比仍有差距。这初步显示 HIIT 对糖尿病小鼠的代谢和肌肉质量有积极影响，且这种影响与核定位有关。
- HIIT 恢复 STZ 诱导的肌肉萎缩和肌核减少：研究人员用层粘连蛋白和 DAPI 染色观察肌肉纤维横截面积（CSA）和肌核数量。结果发现，STZ 诱导的糖尿病使 DC 组和 D-RBL 组小鼠腓肠肌的肌肉纤维 CSA 和肌核数量显著下降，且 D-RBL 组更为明显。HIIT 能显著增加 T 组和 DT 组小鼠腓肠肌的肌肉纤维 CSA 和肌核数量，但在 DT-RBL 组中，HIIT 无法使肌肉纤维 CSA 和肌核数量恢复正常。这说明 HIIT 可缓解糖尿病引起的肌肉萎缩和肌核减少，不过正常的核定位是 HIIT 发挥增加肌肉 CSA 作用的必要条件。
- HIIT 消除 STZ 诱导的肌纤维类型转换：评估不同类型腓肠肌纤维中肌球蛋白重链（MyHC）的分布和 CSA 变化发现，STZ 诱导的糖尿病使 DC 组和 D-RBL 组小鼠腓肠肌中 MyHC IIa 减少，MyHC IIb 和 IIx 增加。HIIT 可使 DT 组小鼠的 Ila 和 Ilb 纤维数量恢复正常，但与 T 组仍有差异。此外，糖尿病使 MyHC IIa、IIx 和 IIb 纤维 CSA 减小，HIIT 能增加 T 组和 DT 组这些纤维的 CSA，但对 DT-RBL 组无影响。这表明糖尿病会导致肌纤维类型从 MyHC IIa 转换为 MyHC IIb 和 IIx，而 HIIT 可促使其向 MyHC IIa 转换，且核定位在其中起到关键作用。
- HIIT 改善糖尿病分离肌纤维中的肌核形态计量学损伤：对腓肠肌分离肌纤维进行形态计量分析，发现 DC 组和 D-RBL 组的 CSA 和肌核数量显著低于 C 组，抑制 Kinesin-1 活性使 D-RBL 组的情况更糟。HIIT 能增加 T 组和 DT 组的 CSA 和肌核数量，但在 DT-RBL 组中这种作用消失。同时，糖尿病使 DC 组和 D-RBL 组的核体积、最大直径减小，HIIT 可使 T 组和 DT 组的这些指标增加，但在 DT-RBL 组中效果被抑制。这表明 HIIT 对糖尿病动物腓肠肌分离肌纤维的核特性有保护作用，正常核定位对 HIIT 引起的糖尿病动物肌核形态计量学变化至关重要。
- HIIT 改善糖尿病分离肌纤维中的核定位：计算肌核最大直径角度的正弦值和相邻肌核间距离来评估核定位。结果显示，DC 组和 D-RBL 组的正弦值降低，相邻肌核间距离增加，而 HIIT 能使 DT 组的正弦值恢复正常，相邻肌核间距离减小。但在 DT-RBL 组中，HIIT 对相邻肌核间距离无影响。这说明糖尿病会导致肌纤维中核空间组织异常，HIIT 可恢复正常的核定位。
- HIIT 减弱糖尿病诱导的核定位相关蛋白异常：检测参与核定位的运动蛋白（KIF5B 和动力蛋白）和将细胞核与细胞骨架连接的蛋白（Nesprin1 和 SUN1）的表达，发现 DC 组中 KIF5B、动力蛋白和 Nesprin1 的数量显著低于 C 组，HIIT 能增加 T 组和 DT 组这些蛋白的表达，但在 DT-RBL 组中，HIIT 的作用被抑制。而 SUN1 的表达不受糖尿病和 HIIT 的影响。这表明糖尿病会负面影响肌肉核定位机制，HIIT 可使其表达恢复正常。
- HIIT 有效恢复糖尿病肌纤维中较低的卫星细胞含量：量化卫星细胞数量发现，DC 组和 D-RBL 组小鼠腓肠肌中 Pax7+细胞数量显著低于 C 组，HIIT 能增加 T 组和 DT 组的 Pax7+细胞数量，但对 DT-RBL 组无影响。这说明糖尿病小鼠腓肠肌萎缩与卫星细胞核融合失败导致的核数量减少有关，HIIT 可通过恢复卫星细胞数量产生肌肉肥大刺激。
研究结论与意义
这项研究揭示了 STZ 诱导的糖尿病会引起肌核减少、肌核形态计量学损伤和核定位紊乱，进而导致肌肉萎缩。而 HIIT 能够成功恢复这些损伤，促进肌肉肥大，且 HIIT 诱导的肌肉肥大是通过改善核定位实现的。这一研究成果为糖尿病性肌病的治疗提供了新的方向，HIIT 或许可以作为糖尿病治疗的辅助手段。不过，该研究也存在一定的局限性，只在雄性糖尿病小鼠上进行实验，缺乏在雌性小鼠中的研究，且没有体外实验来深入探究分子和细胞机制。未来的研究需要进一步拓展到雌性小鼠，并结合体外实验，更全面地揭示 HIIT 影响肌肉再生和重塑的机制，为糖尿病患者带来更多的治疗希望。
