机械拉伸改善高糖诱导的C2C12成肌细胞 leptin 抵抗并促进葡萄糖摄取的机制研究

本研究针对高糖环境诱导的骨骼肌 leptin 抵抗（LR）及葡萄糖代谢障碍问题，通过体外模拟运动的机械拉伸（15%拉伸强度，0.5 Hz频率）干预C2C12成肌细胞，发现拉伸通过上调STAT3、下调PTP1B和SOCS3改善LR，并激活IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt-GLUT4通路促进葡萄糖摄取。该研究为运动改善肥胖相关代谢紊乱提供了分子机制支持，发表于《Peptides》。

　　

肥胖已成为全球性健康挑战，而 leptin 抵抗（LR）是肥胖发生的关键机制之一。Leptin 作为脂肪细胞分泌的激素，本应通过抑制食欲和增加能量消耗调控体重，但肥胖者常出现高 leptin 血症却对 leptin 信号无反应的矛盾现象，即 LR。既往研究多关注中枢神经系统（如下丘脑）的 LR，但骨骼肌作为人体最大的外周代谢器官，其 LR 与葡萄糖代谢障碍的关系尚不明确。运动被证实可缓解中枢 LR，然而其对骨骼肌 LR 的作用及机制仍是未解之谜。为此，上海体育大学的研究团队以 C2C12 成肌细胞为模型，探索了机械拉伸（模拟运动）对高糖诱导的骨骼肌 LR 的改善作用及其分子机制，相关成果发表于《Peptides》。

关键技术方法
研究采用高糖（65 mM D-glucose）诱导 C2C12 成肌细胞建立 LR 模型，通过 Flexcell 拉伸系统施加 15% 拉伸强度（0.5 Hz 频率）模拟运动干预 3 h 或 6 h。检测指标包括 leptin 和 leptin 受体（LepR）表达、葡萄糖摄取能力，以及 STAT3、PTP1B、SOCS3、IGF-1/IGF-1R、PI3K/Akt 通路关键蛋白和 GLUT4 的表达与活性。

研究结果

1. 成功建立高糖诱导的C2C12成肌细胞LR模型
高糖处理显著增加细胞内 leptin 表达，降低 LepR 水平，并抑制葡萄糖摄取能力，证实 LR 模型构建成功。

2. 机械拉伸改善高糖诱导的LR
15% 拉伸 3 h 或 6 h 均能降低 leptin、增加 LepR 表达并提升葡萄糖摄取，其中 6 h 拉伸效果更显著。拉伸还上调 STAT3（促进 leptin 信号）并下调 PTP1B 和 SOCS3（LR 负调控因子），且 6 h 拉伸对 STAT3 和 SOCS3 的调控更强。

3. 机械拉伸激活IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt-GLUT4通路
拉伸增加 IGF-1、IGF-1R、IRS-1、Akt 和 GLUT4 表达，并增强 PI3K 和 Akt 活性。6 h 拉伸特异性上调 IGF-1R 和 IRS-1，且仅在此条件下观察到 GLUT4 表达显著增加，提示长时间拉伸对葡萄糖转运的关键作用。

结论与意义
研究首次阐明机械拉伸通过“STAT3-PTP1B/SOCS3”轴改善骨骼肌 LR，并激活 IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt-GLUT4 通路促进葡萄糖摄取，为运动改善肥胖相关代谢紊乱提供了理论依据。该发现不仅深化了对运动调控外周 LR 机制的理解，还为开发靶向骨骼肌 LR 的干预策略（如仿生拉伸设备或药物）提供了新思路。未来研究可进一步验证动物模型中机械拉伸的代谢益处，并探索其临床转化潜力。