APPL1与胰岛素抵抗的关系及运动对其调控作用研究进展

孙易 丁树哲

华东师范大学青少年健康评价与运动干预教育部重点实验室；华东师范大学体育与健康学院（上海200241）

APPL1 全 称adaptor protein，phosphotyrosine in⁃teraction，PH domain and leucine zipper containing 1，是一种高度保守的衔接蛋白，在胰岛素信号通路和脂联素（adiponectin）信号通路中均发挥重要功能[1]。APPL1在哺乳动物中分布十分广泛，其中，小鼠的骨骼肌、脑、脂肪、肝脏、心脏、脾脏、胰腺和肾脏，以及人的脂肪、肝脏、肌肉、脑和胰腺中均可见APPL1表达[2]。

1 APPL1的结构与功能

图1 APPL1的功能域及其与胰岛素信号通路和脂联素信号通路相关蛋白结合区域（参考Diggins & Webb，2017[5]制作）

APPL1由710个氨基酸组成，包含五个功能域，即：NH2-terminal Bin/Ampiphysin/Rvs （BAR）域、central pleckstrin homology（PH）域、region between PH and PTB（BPP）域、phosphotyrosine-binding（PTB）域以及COOH-terminal（CC）域。其中，BAR，PH 和PTB 是APPL1的主要功能域[2]。一系列研究显示，APPL1与诸多细胞表面受体、脂联素、卵泡刺激素（follicle-stimu⁃lating hormone，FSH）以及细胞内信号分子（Rab5）、G蛋白信号调节体-G alpha 相互作用蛋白C 端（regula⁃tor of G protein signaling-G alpha-interacting protein COOH，GIPC）和肌醇5-磷酸酶（inositol 5-phospha⁃tase）等结合，因此可作为关键靶点协调众多信号级联通路[1，3，4]。图1所示为APPL1的五个功能域及其与胰岛素信号通路和脂联素信号通路相关蛋白的结合区域。

除通过不同的功能域与诸多分子相结合，从而激活下游信号通路外，APPL1 的功能发挥很大程度上依赖于其磷酸化程度。APPL1 具有13 个磷酸化位点，包括Ser151、Ser401、Ser427、Ser430 和Ser691/693/696 等，因此，磷酸化对APPL1激活来说十分重要[2，6，7]。

已有证据显示，APPL1 发生基因突变或功能失调可能导致家族性糖尿病、唐氏综合征以及阿尔兹海默症等疾病发生。除此之外，越来越多的证据显示，AP⁃PL1 调控异常还与肥胖、2 型糖尿病（T2DM）和代谢综合征的发生发展密切相关，且这主要是通过其在胰岛素信号通路和脂联素信号通路中发挥的作用实现的[2]。APPL1 对胰岛素抵抗的作用及机制将在下文展开探讨论述。

2 APPL1与胰岛素信号通路

2.1 胰岛素信号通路

胰岛素对葡萄糖转运和葡萄糖摄取的作用是通过分子内胰岛素信号级联通路实现的[8]。胰岛素首先与胰岛素受体（insulin receptor，IR）的α-亚基结合，这导致IR 结构变化并发生自磷酸化。IR 的Tyr960 位点发生磷酸化使其被胰岛素受体底物（insulin receptor sub⁃strate，IRS）识别。在诸多IRS 中，IRS1 和IRS2 是研究得最广泛的。通过与IRS 相结合，磷脂酰肌醇-3 激酶（phosphatidylinositol 3-kinease，PI3K）能磷酸化磷脂酰肌醇，从而激活蛋白激酶B（protein kinase B，Akt/PKB）、蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）和p70S6激酶等下游分子。

2.2 APPL1对胰岛素信号通路各组分的调控作用

2.2.1 APPL1与葡萄糖代谢

APPL1具有的PTB域使它能与Akt和PI3K等分子结合。在肝脏细胞、骨骼肌细胞、脂肪细胞和内皮细胞中均发现APPL1介导胰岛素作用。APPL1破坏会诱发胰岛素抵抗以及胰岛素分泌缺陷，从而导致小鼠葡萄糖耐受性降低[3]。Cleasby等的在体实验显示，APPL1过表达通过激活胰岛素信号通路促进骨骼肌糖原合成，并改善高脂饮食诱导的胰岛素抵抗[9]。而在同样被喂养高脂饲料的情况下，APPL1 Tg小鼠比野生鼠对葡萄糖摄取增多，且外周胰岛素抵抗状态也相对改善[10]。上述结果表明，APPL1 过表达可以改善高脂喂养导致的小鼠代谢紊乱。

基于热量限制小鼠模型的研究结果则显示，尽管小鼠肝脏中APPL1 的mRNA 表达有显著性上升趋势（P=0.06），然而其蛋白水平与普通喂养小鼠相比却无显著性差异[11]。

2.2.2 APPL1与Akt调控

Akt是胰岛素信号通路中PI3K下游最重要的分子之一，包括三种亚型：Akt1、Akt2和Akt3。其中，只有Akt1和Akt2参与胰岛素信号传递。Akt是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在细胞凋亡、增殖和代谢过程中均具有重要功能。肝脏胰岛素抵抗以及肝脏葡萄糖超常生成是导致T2DM病人空腹血糖增高的主要原因，且Akt调控异常是其中的一个重要原因，然而其机制并不完全明了。

Akt 的活性取决于它的磷酸化程度，包括：被磷酸肌醇依赖的蛋白激酶1（phosphoinositide -dependent kinase 1，PDK1）在Thr308位点磷酸化，以及被哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）在Ser473位点磷酸化。激活后，Akt随后被招募至细胞膜。正常情况下，随着胰岛素刺激，PDK1 使Akt1 的Thr308 位点发生磷酸化并激活，从而抑制肝脏葡萄糖生成[3]。其中，Akt 通过抑制叉头蛋白家族1（Forkhead box protein O1，FOXO1）的活性降低关键糖异生酶PEPCK和G6Pase的表达水平。此外，被激活的Akt还能通过磷酸化依赖的，对过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α（peroxisome proliferatoractivated receptor coactivator-1α，PGC-1α）和雷帕霉素靶蛋白复合物2（target of rapamycin complex 2，TORC2）的下调作用来抑制糖异生过程。

APPL1最初在酵母菌中被鉴定为Akt2的互作伴侣（interacting partner），促进后者被招募至细胞膜[12]。随后的研究显示，APPL1 敲除能抑制Akt 磷酸化、胰岛素刺激的葡萄糖转运以及葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter 4，GLUT4）转位[13]。对3T3-L1 细胞进行6～24 小时的慢性胰岛素刺激能导致APPL1 重新分布到细胞核[13]。然而，在同一研究中却观察到了自相矛盾的现象，即：过表达或敲除APPL1 均会抑制GLUT4转位以及随后的葡萄糖摄取。其原因可能在于：过表达APPL1 可能引起其与Akt2 和PDK1 的竞争，导致Akt2 错误定位，从而影响胰岛素信号和GLUT4 转位[13]。在此基础上，随后的在体及离体实验均显示，AP⁃PL1 能增强胰岛素通过Akt 激活产生的对肝脏葡萄糖生成的抑制作用[3]。进一步分析发现，tribbles假激酶蛋白3（tribbles pseudokinase 3，TRB3）是Akt的抑制物，而APPL1能与TRB3竞争性地结合Akt，从而抵消TRB3对胰岛素诱导Akt 信号通路的抑制作用[3]。与APPL1结合后，Akt得以从TRB3-Akt复合物中释放出来，转位至细胞膜发挥其功能。此外，APPL1 Tg小鼠还可以抵抗高脂膳食喂养引起的心肌p-Akt水平降低[10]。

2.2.3 APPL1对胰岛素信号通路其它组分的调控

尽管早期的研究认为，APPL1 对胰岛素信号通路中Akt 及其下游分子产生作用，然而Cleasby 的实验则显示，APPL1 过表达肌肉中可见PI3K 通路中关键分子，包括IRS1、Akt、TBC1 域家族成员4（TBC1 domain family member 4，TBC1D4）和糖原合成酶激酶3（gly⁃cogen synthase kinase 3，GSK3）的磷酸化水平升高[9]，这表明APPL1 可能在IRS1 水平即对PI3K 通路产生作用。此外，基于肌肉溶解物的免疫共沉淀实验未能探测到Akt 和APPL1 之间的直接联系，这也表明APPL1可能与胰岛素信号通路中较Akt 更近端的分子发生结合[9]。Ryu等也发现，除Akt外，APPL1还可与IRS1结合[14]。在胰岛素刺激下，APPL1 与IRS1 间的关联呈时间依赖性降低，而IRS1 发生酪氨酸位点磷酸化以及IRβ和IRS1之间的关联则呈时间依赖性增加[14]。

2.2.4 对APPL1的翻译后调控与胰岛素抵抗

在翻译后水平上，APPL1 能被磷酸化修饰和泛素化修饰。APPL1在Ser430位点发生磷酸化会损害肝细胞胰岛素刺激的Akt 激活。已知PKC 同工型激活与肥胖和胰岛素抵抗相关，研究显示，APPL1在Ser430位点发生磷酸化介导内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）诱导的胰岛素抵抗，且PKCα在其中扮演重要角色[7]。此外，db/db 小鼠以及高脂膳食喂养诱导肥胖小鼠的肝脏中可见pAPPL1Ser430显著增加，也佐证了pAPPL1Ser430与胰岛素抵抗的相关性[7]。除Ser430外，APPL1在Ser401位点发生磷酸化与胰岛素敏感性相关[14]。Ser401 在不同物种中高度保守。离体及在体研究均显示，在胰岛素刺激下，APPL1在Ser401位点发生快速磷酸化[14]。此外，高脂喂养小鼠骨骼肌中可见胰岛素刺激诱导的APPL1Ser401磷酸化程度显著降低。

除磷酸化修饰外，APPL1 的含量还受到泛素化作用的调控。Cheng 等的研究发现，TNF 受体关联因子6（TNF receptor-associated factor 6，TRAF6）是导致APPL1发生泛素化的E3泛素连接酶[15]。TRAF6敲除显著减弱Akt 在胰岛素刺激下的磷酸化及其下游GSK3β和FOXO1的作用，从而导致胰岛素对葡萄糖生成的抑制作用受损。

3 APPL1与脂联素信号通路

3.1 脂联素的功能

脂联素是一种源自脂肪细胞的分泌性蛋白[16]。脂联素，又称Acrp30，AdipoQ，GBP-28或apM1，是一种白色脂肪组织来源的分子，具有抗糖尿病、促胰岛素敏感性和抗炎等特征，且参与脂肪氧化和葡萄糖代谢。它的两个受体为AdipoR1和AdipoR2，其中，AdipoR1是肌肉中的主要亚型，AdipoR2是肝脏中的主要亚型[2，9]。

在体内循环中，脂联素能以不同的多聚体形式存在，包括：三聚体LMW（low molecular weight）形式、六聚体MMW形式以及多聚体HMW形式[17]。其中，HMW是最活跃的，也与胰岛素敏感性更相关[18]。肥胖群体中可见脂联素作用受损，称为脂联素抵抗。人血清中，脂联素的浓度一般在2～20 μg/ml之间，远比其它胰岛素敏感脂肪因子要高[19]。肥胖人群中可见循环脂联素水平降低，且低脂联素浓度与糖尿病和代谢综合征的发生发展密切相关[20]。

3.2 APPL1、AdipoR与脂联素信号通路

APPL1 是第一个被鉴定出与AdipoR 发生直接关联的分子，也是脂联素信号通路最重要的调节蛋白之一。APPL1的PTB域能直接与脂联素受体的胞内区域结合[21，22]。离体实验显示，APPL1能与AdipoR1及Adi⁃poR2 发生联系，且在C2C12 细胞中过表达APPL1 导致p38 MAPK 和AMP 依赖的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）的磷酸化水平显著上升[23]。

在APPL1 激活AMPK 的途径中，肝脏激酶B1（liv⁃er kinase B1，LKB1）作为AMPK的上游分子也备受关注。在正常生理状态下，LKB1 主要位于细胞核中，只有当其转位到胞质中时才能激活相应底物。在对脂联素刺激下的LKB1转位机制进行进一步探索后发现：在基础状态下，蛋白磷酸酶2A（Protein phosphatase 2A，PP2A）的活性被抑制，PKCζ活性较高，LKB1 在Ser307位点发生磷酸化，从而有利于LKB1定位于细胞核。在受到脂联素刺激时，PP2A 活性增高，PKCζ活性降低，LKB1 的Ser307 位点磷酸化程度降低，LKB1 更多地聚积在胞浆中，从而利于与APPL1 结合并激活AMPK[24]。除了协调代谢外，APPL1-AMPK 信号通路还对细胞凋亡有影响。糖尿病心肌病是糖尿病最常见的并发症之一。有证据显示，作为一种能促进胰岛素分泌的激素，胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide 1，GLP-1）对心血管疾病也有保护作用。一项研究发现，经过12周艾塞那肽（exenatide，GLP-1激动剂）注射，链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）诱导T2DM 大鼠心肌脂联素及HMW-脂联素表达增加，且APPL1 蛋白水平增高，AMPK磷酸化水平增加，心肌细胞凋亡减弱，心脏功能得到改善[25]。这表明艾塞那肽能通过APPL1-AMPKPPARα信号轴抑制糖尿病大鼠心肌细胞凋亡。

尽管上述离体和在体实验肯定了APPL1对AMPK通路的激活作用，然而Cleasby等的在体研究却产生了与之相矛盾的结果。该课题组发现，尽管APPL1 过表达大鼠骨骼肌中可见糖原合成和贮存增加，且IRS1、Akt、GSK3β及TBC1D4的磷酸化水平增加，然而AMPK和乙酰辅酶A 羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACC）的磷酸化水平却降低[9]。这表明，APPL1介导的胰岛素信号通路和脂联素信号通路的作用未必依赖于AMPK。与此相类似，抑制APPL1 表达不影响二甲双胍诱导的AMPK 磷酸化，这表明二甲双胍刺激诱导的AMPK磷酸化也是不依赖于APPL1的[24]。此外，尽管多数研究支持高脂膳食干预导致脂肪组织、肝脏和骨骼肌发生胰岛素抵抗和脂联素抵抗，且APPL1 蛋白含量显著降低[22]，然而也有少数研究显示，高脂膳食干预并未影响骨骼肌APPL1/2、AdipoR1/2、pAMPK 和pACC的蛋白含量[26]。

除AMPK 外，尚有其它分子也参与APPL1 介导的脂联素信号通路。例如Rab5，作为一种小GTP 酶也能与APPL1 发生相互作用，并以胰岛素依赖的形式调节GLUT4转运。研究显示，Rab5能直接与APPL1的BAR域发生联系，且脂联素干预能加深Rab5和APPL1间的联系。Rab5 对APPL1 介导脂联素信号通路可能也很重要[23]。此外，有研究认为，肝脏细胞中APPL1-SIRT1-STAT3 通路也可能参与介导脂联素信号[27]。证据显示，在施加脂联素干预时，APPL1-SIRT1 结合增加，SIRT1-STAT3结合减弱，APPL1因此促进STAT3发生磷酸化和乙酰化，导致磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（phosphoenolpyruvate carboxykinase， PEPCK） 的mRNA 和蛋白表达以及葡萄糖6 磷酸酶（glucose 6 phosphatase，G6Pase）的蛋白水平降低，葡萄糖激酶的mRNA水平增高[27]。

除了常见的高脂膳食诱导胰岛素抵抗模型以及糖尿病模型外，APPL1 在其它疾病发生发展中的作用也有所探及。例如，多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）是一种与代谢紊乱、胰岛素抵抗和高胰岛素血症相关的疾病。一项对不孕女性颗粒细胞的研究显示，PCOS 患者APPL1、IR、脂联素和AdipoR1/2的mRNA 表达均显著低于对照组，且上述指标的下调可能与PCOS 的发生发展有关联[28]。非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）与肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病等病理状态密切相关，NAFLD 会导致肌肉、肝脏以及脂肪组织的胰岛素敏感性降低。渗透蛋白（osmotin）是脂联素的同系物。研究显示，渗透蛋白在ob/ob小鼠和db/db小鼠中会激活AdipoR1/R2及其下游APPL1/PPAR-α/AMPK/SIRT1 信号通路，从而阻碍NAFLD的发生[29]。

选择性剪切（alternative splicing）指在基因表达过程中，单个基因编码多种蛋白。APPL1 的一种选择性剪切体APPL1sv 在小鼠肝脏中高度表达，且在胰腺和脾脏中也有所表达。与APPL1 相反，APPL1sv 的表达水平与小鼠的胰岛素敏感性呈负相关——即：在热量限制小鼠的肝脏中表达降低，而在db/db小鼠肝脏中表达显著增加[11]。抑制高脂喂养小鼠肝脏APPL1sv 表达会导致胰岛素敏感性增高，肝脏葡萄糖生成减少。这表明APPL1sv 能抑制肝脏胰岛素敏感性，且该作用是通过调控脂联素信号通路实现的[11]。

鉴于脂联素信号通路对胰岛素抵抗改善的重要性，研究人员也在积极开发脂联素模拟分子，ADP-1就是其中较新的一种。研究显示，ADP-1 通过诱导AP⁃PL1 和Rab5 发生关联激活AMPK 通路，促进大鼠骨骼肌细胞GLUT4 转位和葡萄糖摄取[30]。在体实验也表明，ADP-1能促进db/db大鼠胰岛β细胞分泌胰岛素，从而达到降血糖的目的[30]。

4 APPL1对胰岛素分泌的影响

尽管T2DM 以胰岛素抵抗为发病特征，然而在很多案例中，T2DM患者的胰岛素分泌功能也受到部分损害。APPL1 对调控胰岛素敏感性的作用已有所揭示，然而其对胰岛素分泌作用的研究则开展较晚。APPL1在胰岛β细胞中表达丰富，而在高脂膳食喂养小鼠和db/db 小鼠中则表达降低[31，32]。1 型糖尿病小鼠胰岛APPL1 的表达也显著下降。基因敲除APPL1 会加重STZ 诱导1 型糖尿病小鼠β细胞丢失和胰岛炎，而AP⁃PL1 过表达则能缓解上述表现。在胰岛和大鼠β细胞中，APPL1缺陷导致胞吐机制中的关键蛋白SNARE 表达显著降低，同时胰岛素刺激下Akt 的激活水平也下降，这表明APPL1 能通过Akt 依赖的通路协助胰岛素颗粒胞吐[31]。此外，APPL1还能通过减少β细胞凋亡维持β细胞的质量。当APPL1缺陷时，炎症因子诱导NFκB抑制蛋白（inhibitor of NF-κB ，IκBα）的磷酸化，随后p65转录激活，从而促进NF-κB诱导的细胞凋亡[33]。

胰岛β细胞的线粒体功能也受到APPL1 调节。APPL1敲除INS-1细胞中可见线粒体转录因子A（mi⁃tochondrial transcription factor A，TFAM）和PGC-1α的基因表达下调，表明APPL1 对于维持线粒体生物发生相关的基因表达很重要。葡萄糖刺激的氧耗率（oxy⁃gen consumption rate，OCR），线粒体最大呼吸能力以及高糖诱导的ATP生成在APPL1敲除INS-1细胞中均显著降低。此外，APPL1敲除小鼠胰岛β细胞的线粒体呈现肿胀，且可见线粒体嵴结构紊乱[32]。

5 运动对APPL1 表达的干预作用及对改善胰岛素抵抗的可能影响

5.1 机械拉伸下APPL1的作用

无论是基于健康人群还是代谢综合征患者，横断面研究和纵向研究均指向运动干预能改善其胰岛素抵抗程度，然而相关分子机制并未完全明了[35]。

骨骼肌和脂肪组织是餐后葡萄糖摄取发生的主要场所，且GLUT4在这两个部位高度表达。已知，施加胰岛素、脂联素、运动或机械拉伸等干预措施均能导致GLUT4 转位到细胞膜。通常情况下，上述过程由AMPK 或Akt 依赖的信号通路介导[23，36]。然而，作为一种特殊的“运动”，机械拉伸导致葡萄糖摄取增加的机制并不清楚。Saito 等的一项研究认为，过表达APPL1可能通过除AMPK 和Akt 以外的其它通路介导机械拉伸所致的GLUT4 转位。结果显示，在对C2C12 肌管细胞进行机械拉伸时，APPL1 敲除会抑制葡萄糖摄取。此外，APPL1 诱导的葡萄糖摄取增加是由PKCζ介导的，而不是Akt或AMPK。在APPL1过表达的C2C12肌管细胞中，p-PKCζ与PP2A 在基础状态下是相结合的。当施加机械拉伸时，p-PKCζ与PP2A分离，并与非肌肌球蛋白Ⅱa相结合，从而促进葡萄糖摄取[36]。上述研究证实了机械拉伸诱导的葡萄糖摄取是非胰岛素依赖的，且传统的AMPK、PI3K-Akt 及Ca2+-CaMK（calmodulin-dependent kinase，钙调蛋白依赖性蛋白激酶）等信号分子和通路并非该实验条件下葡萄糖摄取的原因。

图2 APPL1介导的胰岛素抵抗相关信号通路（参考Liu et al. 2017[2]及Park & Ahima 2014[34]制作）

5.2 APPL1在急性/短期运动反应中的作用

尽管运动对胰岛素抵抗的改善作用主要是通过长期运动训练实现的，然而也有研究显示，急性运动也足以增加APPL1的表达水平。

在对Swiss 小鼠进行高脂膳食和急性跑台运动干预后发现，高脂肥胖小鼠血清脂联素水平降低，而一次性运动即能恢复其水平[21]。此外，肥胖小鼠下丘脑AP⁃PL1的蛋白含量降低，且能在急性运动后得以恢复。作为对胰岛素信号发挥相反作用的两种蛋白，TRB3 和Akt 在下丘脑中的表达呈现相反的变化趋势，其中，前者在运动后有下降趋势（－59%），后者则显著上升。上述结果表明，急性运动能显著增加下丘脑APPL1 的表达和Akt 活性，且这可能与肥胖小鼠在急性运动后24 h 食欲显著降低有关。除跑台运动外，急性游泳运动也对肥胖大鼠海马产生类似的作用。在一次性长时间游泳运动后，大鼠海马中TRB3和Akt 之间的联系受到破坏，Akt 从而被释放出来，参与胰岛素信号对抑制食欲的作用[37]。

尽管若干研究显示，抗阻训练也能提高T2DM 病人的胰岛素敏感性，然而其机制并不明确。一项基于T2DM大鼠的研究发现，急性抗阻运动能增加Sprague-Dawley 大鼠骨骼肌AMPKα、CAMKII 和p38 MAPK 的磷酸化水平以及APPL1的mRNA 表达水平[38]。此外，7天爬梯运动也能显著增加高脂喂养Swiss小鼠肝脏AP⁃PL1 的表达水平，并改善胰岛素敏感性[39]。然而，肝脏AdipoR1和AdipoR2的含量未发生显著变化。

然而，也有研究显示，某些短期运动干预不会显著改变APPL1的蛋白水平。衰老往往伴随着葡萄糖耐受性降低，而运动是减缓衰老相关功能衰退的重要干预手段。Canciglieri 等发现，尽管为期6 天的短期跑台运动干预使得年老大鼠空腹血糖降低，葡萄糖耐受性提高，且骨骼肌Akt 活性增加，然而腓肠肌中APPL1蛋白含量却未发生显著变化[40]。事实上，无论是衰老还是短期运动均未影响腓肠肌中APPL1 和TRB3 的蛋白表达。然而，衰老却伴随着骨骼肌APPL2的表达增加，且短期运动能减弱其变化，推测这可能与APPL2 能阻止TBC1D1 的磷酸化，进而阻碍GLUT4 的转位及葡萄糖摄取有关。因此，除APPL1外，APPL2也可能是介导运动效应的关键蛋白。作为APPL1 的同工型，APPL2 在骨骼肌中高度表达，且一般认为两者的功能部分冲突[41，42]。Gulli 等也有类似的发现。他们观察到，1 周或2周的跑台训练能改善胰岛素反应，然而，却并未显著影响比目鱼肌APPL1/2、AdipoR1/2、pAMPK 和pACC 的蛋白含量，这表明运动对胰岛素反应的改善未必依赖于脂联素反应和APPL1[26]。

5.3 APPL1在长期运动干预适应中的作用

除上述急性和短期运动干预外，另有几项研究探索了长期运动训练对APPL1介导胰岛素抵抗的干预作用。

研究显示，8周游泳训练能刺激肥胖小鼠肝脏胰岛素信号通路，促进Akt 磷酸化，增加肝脏APPL1蛋白表达并下调TRB3蛋白表达[43]。此外，游泳训练能恢复肥胖导致的Foxo1磷酸化水平降低，减弱高脂膳食导致的FOXO1-PGC-1α关联增加，以及GSK3β磷酸化水平降低[43]。

聚焦于脂肪组织和骨骼肌的研究也得到了类似的结果。Farias等发现，高脂喂养小鼠脂肪和骨骼肌中的AdipoR1和APPL1以及肝脏中的AdipoR2均显著下调，且12周游泳运动干预能部分改善胰岛素抵抗、脂肪和骨骼肌中APPL1蛋白下调以及AdipoR表达降低[22]。

除了有氧训练外，抗阻训练也能影响T2DM 模型APPL1的表达水平。与健康大鼠相比，T2DM大鼠骨骼肌的APPL1 表达显著降低，而6 周抗阻训练能显著增加骨骼肌中p-Akt、p-GSK3β水平以及APPL1的蛋白表达[38]。上述研究结果为耐力训练和抗阻训练改善高脂膳食动物和T2DM 模型动物组织胰岛素敏感性指出了新机制。

除基于动物模型的实验外，还有研究探索了不同运动习惯的人APPL1 的表达情况。结果显示，没有运动习惯的被试者骨骼肌AdipoR2 和APPL1 的mRNA 表达比有运动习惯的被试者低[44]。此外，2个月运动训练导致体瘦被试者血清总脂联素和高分子量脂联素含量分别降低32%和42%；肥胖被试者血清总脂联素和高分子量脂联素含量分别降低26%和35%。而有运动习惯的被试者停止运动1个月会导致血清总脂联素和高分子量脂联素分别增高25%和27%[44]。上述脂联素结果看似与预期相反，然而需要指出的是，血清脂联素的含量在运动后可能增高、降低或不变。因此，运动对血清脂联素水平的影响并不一定能反映其对组织胰岛素敏感性的作用。

6 总结

综上所述，作为一种关键衔接蛋白，APPL1通过参与胰岛素信号通路和脂联素信号通路改善胰岛素抵抗，相关生物学机制已较完善。然而，运动干预对不同组织APPL1 表达水平的影响，以及APPL1 介导运动改善胰岛素抵抗的相关研究还较少。以下问题值得进一步探索：1）尚缺乏采用APPL1 敲除鼠进行运动干预的研究，因此，目前没有直接证据表明APPL1介导了运动对胰岛素抵抗的改善作用；2）现有的研究结果表明，不同方式的急性运动（跑台、游泳）和长期运动训练（游泳、跑台、抗阻）能提高不同组织（肝脏、下丘脑、海马、骨骼肌、脂肪）中APPL1 的表达含量，且胰岛素信号通路关键分子Akt 的表达相应提高，Akt 的抑制物TRB3的表达显著降低，这从侧面印证了APPL1 介导运动改善胰岛素抵抗的作用。然而，部分基于短期运动干预的实验结果则显示，尽管运动能改善机体葡萄糖耐受性和组织胰岛素信号，然而APPL1 的含量却未发生变化。为何不同持续时间的运动干预导致APPL1的表达水平呈现不同的变化趋势？在运动干预背景下，脂联素是否具有强化胰岛素信号通路的作用？这些都是未来的探索方向。