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研究背景:心肌梗死（Myocardial infarction）诱导的Ⅱ型心肾综合症又称慢性心肾综合症（Cardiorenal Syndrome Ⅱ,CRS Ⅱ）,是由于长期慢性心力衰竭诱导的慢性肾损伤,CRS Ⅱ的发生与死亡风险增加高度相关。因此,安全有效的防治手段与方法在减缓 CRS Ⅱ 中至关重要。心磷脂酰基转移酶（Cardiophosphosphatidyl Acyltransferase 1,ALCAT1）是调控心磷脂（Cardiolipin,CL）重塑的关键酶,ALCAT1高表达可诱发线粒体内膜CL发生病态重塑,引起活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）过度产生,诱导细胞凋亡。鸢尾素（Irisin）在多个组织器官中表达并参与能量消耗调节,抑制炎症、氧化应激和细胞凋亡等。Irisin作为运动响应因子,在有氧运动后显著提高,并通过循环进入靶器官组织,显著抑制组织细胞的氧化应激和细胞凋亡。前期研究发现,有氧运动心脏改善心梗心脏功能,抑制ALCAT1表达,但缺乏对CRS Ⅱ改善作用的研究。有氧运动刺激内源性Irisin分泌,抑制ALCAT1表达,是否参与CRS Ⅱ的改善作用,尚无文献报道。该研究对积极探索CRS Ⅱ康复手段与方法具有重要意义。研究目的:探究有氧运动对CRS Ⅱ的改善作用,以及Irisin分泌和ALCAT1表达在其中的作用及其分子机制。研究方法:1动物实验:（1）动物分组:C57/BL6野生小鼠随机分为野生鼠假心梗组（S）、野生鼠心梗组（MI）、野生鼠心梗运动组（ME）,每组10只。alcat1基因敲除小鼠同样随机分为敲除鼠假心梗组（KS）、敲除鼠心梗组（KMI）、敲除鼠心梗运动组（KME）,每组10只。采用左冠状动脉前降支法（LAD）制备小鼠心梗模型。心梗术后1 wk采用跑台训练,对ME和KME组小鼠进行中等强度有氧运动干预,持续6 wk。训练结束后次日进行心动超声检测评价心功能,眼珠取血,低温环境迅速取心脏和肾脏。心脏保存于中性甲醛,用于石蜡切片染色;肾脏每组4只保存于甲醛,用于形态学实验,其余6只转移至液氮用于Western blotting、荧光PCR和试剂盒检测实验。（2）测试指标:心动超声检测小鼠心功能;石蜡切片染色检测心肌胶原容积百分率（CVF%）、肾脏形态和纤维化程度;ELISA试剂盒检测小鼠血清Irisin浓度;荧光PCR和试剂盒检测小鼠肾脏肾功能、氧化应激指标和抗氧化酶;TUNEL试剂盒检测肾脏石蜡切片的凋亡阳性颗粒数量;Western blotting检测小鼠肾脏FNDC5、p-AMPK/AMPK、Sirt1、PGC-1α、p-AKT/AKT、SOD2、ALCAT1、Bax/Bcl-2、Caspase3、Cytochrome C 的变化。2细胞实验:（1）细胞干预和分组:对NRK（大鼠肾细胞）细胞进行重组蛋白、药物和慢病毒干预,干预方式包括重组人Irisin蛋白（rhIRISIN,100ng/ml,24h）,AMPK激动剂（AICAR,100μM,24 h）,AMPK 抑制剂（Compound C,4 μM,24 h）,Sirt1 抑制剂（EX527,1μM,24 h）,Sirt1 激动剂（白藜芦醇（Resveratrol）,10μM,8 h）,ALCAT1 高表达慢病毒（ALCAT1 OE,MOI=1）,过氧化氢（H2O2,100μM,1h）。将NRK细胞分为正常对照组（C组）、H2O2组、H2O2+AICAR组、H2O2+rhIRISIN组、H2O2+AICAR+Irisin 组、H2O2+Compound C 组、H2O2+Compound C+rhIRISIN组、H2O2+EX527 组、H2O2+EX527+rhIRISIN 组、Control 组、ALCAT1 OE 组、ALCAT1 OE+rhIRISIN 组、ALCAT1 OE+Resveratrol 组、ALCAT1 OE+Resveratrol+rhIRISIN 组,共 14 组。（2）测试指标:CCK-8试剂盒检测细胞活性和细胞死亡率;线粒体功能测试仪检测细胞线粒体膜电子传递链功能;DCFH-DA绿色荧光探针检测活细胞产生ROS水平;TUNEL试剂盒检测细胞凋亡阳性颗粒;Western blotting检测指标与动物实验相同。研究结果:（1）有氧运动干预显著改善心梗小鼠肾脏刷状缘脱落和肾小管间质纤维化程度,降低肾功能损伤标志物水平,改善肾功能。Masson和PAS染色结果显示,与MI组比较,ME组肾小管间质胶原容积百分比（CVF%）和肾小管损伤得分显著减少（p<0.01）,肾功能损伤指标血尿素氮和血肌酐显著降低（p<0.01）。（2）有氧运动干预显著降低心梗小鼠肾脏ALCAT1蛋白表达,升高FNDC5/Irisin表达,且ALCAT1抑制FNDC5激活。与MI组比较,ME组FNDC5/Irisin表达显著升高（p<0.01）,ALCAT1表达显著降低（p<0.05）。（3）有氧运动干预显著降低心梗小鼠肾脏氧化应激和细胞凋亡。在氧化应激方面,与MI 比较,ME组氧化应激指标H2O2和MDA显著降低（p<0.01）,抗氧化酶GSH-Px和CAT活性以及SOD2蛋白表达显著升高（p<0.01,p<0.05）。在细胞凋亡方面,与MI组比较,ME组肾脏Casapse3蛋白表达和Bax/Bcl-2比值显著降低（p<0.01）。（4）有氧运动干预可能通过激活FNDC5/Irisin-AMPK-Sirt1-PGC-1 α/AKT信号通路发挥心梗肾脏保护作用。与MI组比较,ME组肾脏Sirt1和PGC-1α蛋白表达以及 p-AMPK/AMPK 和 p-AKT/AKT 比值显著升高（p<0.01,p<0.05）。（5）敲除alcat1显著改善心梗小鼠肾损伤。与S组比较,KS组血清Scr水平显著降低（p<0.05）;与MI组比较,KMI组血清Scr水平显著降低（p<0.01）;与ME组比较,KME组BUN水平显著降低（p<0.01）。（6）敲除alcat1调节心梗小鼠肾脏FNDC5/Irisin表达。与S组比较,KS组irisin mRNA和FNDC5蛋白表达显著升高（p<0.01）;与MI组比较,KMI组irisin mRNA显著升高（p<0.01）;与ME组比较,KME组FNDC5蛋白表达显著升高（p<0.01）。（7）敲除alcat1显著改善心梗小鼠肾脏氧化应激。与S组比较,KS组H2O2和NQO1 mRNA显著降低（p<0.01）;与MI组比较,KMI组MDA以及NOX4、NQO1 mRNA显著降低（p<0.01）,SOD2显著升高（p<0.01）;与ME组比较,KME 组 CAT 和 SOD2 显著升高（p<0.01）,NQO1 mRNA 显著降低（p<0.01）。（8）敲除alcat1显著改善心梗小鼠肾脏细胞凋亡。与S组比较,KS组Bax/Bcl-2比值显著降低（p<0.01）,Caspase3蛋白表达显著升高（p<0.01）;与MI组比较,KMI组凋亡细胞数目、Bax/Bcl-2比值和Caspase3蛋白表达显著降低（p<0.01）;与ME组比较,KME组凋亡细胞数目和Caspase3蛋白表达显著降低（p<0.01）。（9）敲除alcat1促进运动对 FNDC5/Irisin-AMPK-Sirt1-PGC-1 α/AKT 通路的激活。与S组比较,KS组Sirt1和PGC-1α蛋白表达、p-AKT/AKT 比值显著升高（p<0.01）;与 MI 组比较,KMI 组 Sirt1 和 PGC-1α 蛋白表达、p-AMPK/AMPK、p-AKT/AKT比值显著升高（p<0.01）;与ME组比较,KME组Sirt1和PGC-1α蛋白表达、p-AMPK/AMPK、p-AKT/AKT比值显著升高（p<0.01）。（10）运动或Irisin显著抑制H2O2诱导的NRK肾细胞的氧化应激和细胞凋亡,可能通过激活FNDC5/Irisin-AMPK-Sirt1-PGC-1 α/AKT信号通路发挥细胞保护作用。与 H2O2 组比较,H2O2+AICAR 组和 H2O2+rhIRISIN 组 ROS、Bax/Bcl-2 比值和Caspase3蛋白表达显著降低（p<0.01）,SOD2蛋白表达显著升高（p<0.01）,FNDC5、Sirt1 和 PGC-1α 以及 p-AMPK/AMPK、p-AKT/AKT 比值显著升高（p<0.01,p<0.05）。（11）Irisin对H2O2诱导的NRK细胞氧化应激和细胞凋亡的保护效应具有AMPK 依赖性。与 H2O2+Compound C 组比较,H2O2+Compound C+rhIrisin 组 ROS、Bax/Bcl-2比值和Caspase3蛋白表达显著降低（p<0.01）,SOD2蛋白表达显著升高（p<0.05）,Sirt1 和 PGC-1α 以及 p-AMPK/AMPK、p-AKT/AKT 比值显著升高（p<0.01）。（12）Irisin对H2O2诱导的NRK细胞氧化应激和细胞凋亡的保护效应具有Sirt1 依赖性。与 H2O2+EX527 组比较,H2O2+EX527+rhIrisin 组 ROS、Bax/Bcl-2比值和Caspase3蛋白表达显著降低（p<0.01,p<0.05）,SOD2蛋白表达显著升高（p<0.01）,Sirt1 和 PGC-1α 以及 p-AKT/AKT 比值显著升高（p<0.01,p<0.05）。（13）Irisin对H2O2诱导的NRK肾细胞氧化应激和细胞凋亡的保护效应受ALCAT1 诱导的 ROS 介导。与 ALCAT1 OE 组比较,ALCAT1 OE+Resveratrol 组和/或ALCAT1 OE+rhIRISIN组ROS、Bax/Bcl-2比值和Caspase3蛋白表达显著降低（p<0.01,p<0.05）,SOD2 蛋白表达显著升高（p<0.05）,Sirt1 和 PGC-1α 以及 p-AMPK/AMPK 和 p-AKT/AKT 比值显著升高（p<0.01）。研究结论:（1）有氧运动促进心梗小鼠肾脏FNDC5/Irisin的表达,抑制心梗诱导的肾脏氧化应激和肾脏组织细胞凋亡,改善肾功能。敲除alcat1促进有氧运动对心梗小鼠肾损伤的保护作用。（2）rhIRISIN 外源性干预显著激活 FNDC5/Irisin-AMPK-Sirt1-PGC-1α/AKT通路,降低H2O2和ALCAT1诱导的NRK肾细胞氧化应激和细胞凋亡。综上,有氧运动通过抑制ALCAT1表达和ROS水平,激活NRK肾细胞FNDC5/Irisin-AMPK-Sirt1-PGC-1α/AKT信号通路,降低肾细胞氧化应激和细胞凋亡,可能是有氧运动显著改善心梗诱导肾损伤的重要机制。创新点:（1）有氧运动显著升高心梗小鼠肾脏FNDC5/Irisin的表达,改善心梗导致的肾损伤;敲除alcat1促进有氧运动对心梗小鼠肾损伤的保护作用。（2）有氧运动显著激活 FNDC5/Irisin-AMPK-Sirt1-PGC-1α/AKT 通路,降低ALCAT1诱导的NRK肾细胞氧化应激和细胞凋亡。不足与展望:本研究缺乏动物和细胞水平的内源性Irisin基因调控以求证其因果关系,由于疫情原因,Irisin基因敲除小鼠已经到了筛选造模阶段,无法开展实验工作,未来将采用Irisin基因敲除小鼠心梗建模,并进行有氧运动干预,进一步求证Irisin对CRS Ⅱ肾脏的保护作用及其分子机制。