研究背景超重和肥胖已然成为全世界面临的健康难题,目前全球已有超过13亿成年人的超重或肥胖,超4.5亿儿童青少年超重或肥胖。预计到2030年,中国5-9岁人群肥胖率将达到32%,10-19岁人群肥胖率将达到21.77%,肥胖已成为中国主要的公共卫生问题。运动能够改善全身的代谢健康,是肥胖治疗的主要手段,然而运动对全身的系统调节是复杂的,组学技术的兴起为运动相关的生物网络的复杂研究提供新的方法。脂质组学能够研究完整脂质代谢物谱,在运动相关代谢研究中发挥着核心作用。通过探究运动干预减重的脂质组学特性,可以在运动的背景下探究运动对脂质代谢的影响及潜在的分子机制,从而更有效地调整复杂的代谢系统,以及它们对促进各种与运动相关的健康益处的潜在影响。此外,目前筛选获得的基于脂质组学的减重脂质分子标志物,多针对单一减重方式,缺少对不同减重方式的脂质组学数据的整合分析。通过整合分析不同减重方式的脂质组学数据,筛选获得在不同减重方式中都能较好表征减重效果的减重脂质分子标志物,有助于帮助人们更好地了解减重的脂质变化,为减重治疗的分子机制研究提供了重要的依据,也为开发治疗肥胖、代谢综合征等疾病的新药物提供了方向。研究目的本研究旨在:(1)评估运动减重前后表型和脂质组学的MK-1775溶解度变化,并探讨运动减重引起脂质代谢变化的可能机制;(2)通过整合分析运动减重和手术减重前后脂质代谢物的变化,筛选获得可表征减重效果的减重脂质分子标志物;(3)探究减重的脂质分子标志物在小鼠运动减重研究中评价减重效果的准确性,进一步确定减重的脂质分子标志物。研究方法(1)纳入25名运动减重的受试者,进行为期4周的中高强度运动干预,在干预前后进行体格检查、血液指标检测和血浆脂质组学检测;评估运动减重前后表型及脂质组学的变化;(2)纳入36名手术减重的受试者,在术前和术后6个月进行表型和血液的采集,检测血浆脂质组学。通过整合分析运动减重和手术减重的共有脂质代谢物,筛选减重的脂质分子标志物;(3)分析运动减重和手术减重的人群研究中获得的脂质分子标志物,在小鼠运动减重中评价减重效果的准确性,进一步验证筛选获得的脂质分子标志物可以很好地表征减重效果;(4)统计方法:使用Wilcoxon Signed Rank test检验分析比较运动干预前后脂质代谢物和表型数Biomass exploitation据指标的差异,使用主成分分析(Principal component analysis,PCA)展示脂质代谢物在组别之间的整体差异,使用斯皮尔曼(Spearman)相关系数展示脂质亚类代谢物或脂质代谢物和表型之间的相关性,使用线性回归和单因素逻辑回归评价指标之间的相关性,使用受试者工作特征(Receiver operating characteristic,ROC)曲线协助评价脂质代谢物对减重的评价效果。研究结果(1)运动减重后体重和体脂率显著降低,肝功能、肾功能、糖代谢、脂代谢显著改善,胰岛素敏感性显著提升,在肌肉含量没有显著降低的前提下肌肉力量有一定提升;(2)运动减重后有45.33%的脂质代谢物发生显著下调,特定磷脂酰胆碱类脂质代谢物水平、鞘脂类脂质代谢物水平降低,提示运动干预有助于增强胰岛素敏感性,预防心血管风险、2型糖尿病及代谢综合征的发生。此外,磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和鞘磷脂在运动减重后显著下调,提示运动干预可能通过调节胆碱代谢途径,通过增加能量消耗从而达到减重的效果;(3)通过合并分析手术减重和运动减重的表型和脂质代谢物数据,获得38个共有的显著下调脂质代谢物,其中有8个脂质代谢物(PC(14:0＿18:3)、PC(16:0＿20:3)、PC(18:0＿20:3)、PC(32:2)、PC(34:5)、PC(36:3)、PC(38:3)和PC(42:5))在不同减重方式中,对减重效果的评估均有较高的准确性,提示这8个脂质代谢物可作为潜在的减重脂质分子标志物;(4)通过分析肥胖小鼠运动干预与非运动干预组之间脂质代谢物的差异,发现2个与运动减重和手术减重中共有的脂质代谢物PC(32:2)和PC(34:5)。PC(32:2)和PC(34:5)在运动减重、手术减重和肥胖小鼠运动减重中,对减重效果的评估均有较高的准确性(AUROC>0.7),表明PC(3RepSox体内2:2)和PC(34:5)是减重的潜在脂质分子标志物。研究结论本研究通过分析运动减重前后表型和脂质组学变化,发现运动干预可能通过调控胆碱代谢途径促进能量代谢,从而达到减重的效果。此外,通过整合手术减重及运动干预减重的脂质组学数据,筛选获得潜在的减重脂质分子标志物。在肥胖小鼠运动减重的脂质组学数据中,进一步确定PC(32:2)和PC(34:5)对减重效果的评估均有较高的准确性,是潜在的脂质分子标志物。本研究为肥胖发生、发展和治疗提供基于脂质组学的基础研究数据,为将减重脂质分子标志物应用于代谢性疾病风险的预测和防控提供理论依据,为减重的脂质代谢物干预靶点研究提供科学支撑,同时为制定精准的个性化减重方案提供科学依据。