黄芪多糖对2型糖尿病大鼠肝脏InsR及其底物IRS-2表达的影响

摘要

背景：大量流行病学资料显示，胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)与2型糖尿病的发生发展关系密切，而胰岛素受体底物(insulin receptor substrate，IRS)与2型糖尿病IR密切相关，IRS以IRS-1和IRS-2为主。胰岛素受体(insulin receptor，InsR)和IRS-2是肝脏胰岛素信号转导核心分子，其基因缺失或信号网络上一些关键信号分子的异常改变，都将导致肝脏胰岛素信号转导能力减弱，出现肝胰岛素抵抗。有研究表明，黄芪多糖(astragalus polysaccharides，APS)可以改善IR，但APS是否通过影响肝脏InsR、IRS-2表达而改善肝脏IR及其作用机制尚需进一步研究。
　　 目的：建立以胰岛素抵抗为特征的2型糖尿病大鼠模型，观察APS对模型大鼠肝脏InsR、IRS-2蛋白表达的影响，及其对IR相关指数的影响，探讨APS改善2型糖尿病肝胰岛素抵抗的作用机制，为糖尿病的治疗提供实验依据。
　　 方法：健康雄性SD(Sprague-Dawley)大鼠60只，体重240-260g，适应性喂养1周后随机分为正常对照组(NC组，n=10)，给予标准饲料；高脂模型组(HFM组，n=50)，给予高脂饲料。喂养6周末，HFM组的平均体重较NC组平均体重升高20％，认为肥胖大鼠造模成功。HFM组继而用小剂量链脲佐菌素(STZ，25mg/kg)腹腔注射建立2型糖尿病大鼠模型。72h后尾静脉采血测量随机血糖，随机血糖>16.7mmol/L的大鼠纳入糖尿病模型组，并在STZ注射2周末复查随机血糖，将血糖未达标大鼠剔除出组。将造模成功大鼠(n=39)随机分为糖尿病对照组(DMC组，生理盐水灌胃，n＝13)、吡格列酮组(Pio组，20mg/kg.d吡格列酮灌胃，n=13)和黄芪多糖组(APS组，400mg/kg.d APS灌胃，n＝13)，同时NC组给予生理盐水灌胃，各组饮食不变，药物干预4周。第12周末予10%水合氯醛腹腔麻醉，心内取血用于检测血浆空腹血糖(FBG)、血清胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、空腹胰岛素(FINS)，并计算胰岛素敏感指数(ISI)。分离附睾脂肪垫、肾周及网膜脂肪并称重，计算内脏脂肪含量(VF/W)。心内灌注固定后取大鼠肝脏组织，置于10%多聚甲醛中固定。采用HE染色观察肝脏组织形态学变化，免疫组织化学方法测定肝脏组织InsR和IRS-2蛋白的表达。并对InsR、IRS-2与FINS、ISI、VF/W之间进行相关分析。采用SPSS16.0统计软件对实验结果进行分析，正态性检验a取0.2为检验水准，以均数±标准差(X-±S)表示实验结果。两组间均数比较采用t检验，多组间均数的比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA)，组间两两比较采用最小显著性差(LSD)检验，两变量之间的相关性采用Pearson直线相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。
　　 结果：1.高脂饲养喂养6周后可诱导SD大鼠明显腹型肥胖，HFM组体重显著增加，与NC组比较，差别有统计学意义(P<0.05)；HFM组和NC组大鼠随机血糖比较，差异无显著性(P>0.05)。小剂量链脲佐菌素(STZ，25mg/kg)腹腔注射造模后，模型组大鼠随机血糖水平显著升高，差异有统计学意义(P<0.05)。2.第12周末，和NC组相比，各组FBG、TG、TC、FINS水平及VF/W升高，ISI降低，差异均有统计学意义(P<0.05)。和DMC组相比，Pio组及APS组FBG、TG、TC、FINS水平及VF/W降低，ISI水平升高，差异均有统计学意义(P<0.05)。APS和Pio组比较，上述各项指标差异无统计学意义(P>0.05)。光镜下观察各组大鼠肝脏组织形态：和NC组比较，DMC组大鼠肝脏出现明显脂肪变性，差异有统计学意义(P<0.05)；和DMC组相比，Pio组及APS组大鼠肝脏脂肪变性得到明显改善，差异有统计学意义(P<0.05)；APS组和Pio组相比，大鼠肝脏脂肪变性差异无统计学意义(P>0.05)。免疫组织化学检测：和NC组相比，DMC组、Pio组及APS组InsR、IRS-2染色平均光密度降低，差异有统计学意义(P<0.05)；和DMC组相比较，Pio组及APS组InsR、IRS-2染色平均光密度升高，差异有统计学意义(P<0.05)；Pio组和APS组相比，差异无统计学意义(P>0.05)。相关性分析显示，InsR蛋白表达水平与FINS呈负相关，(r=-0.463 P=0.001)，与VF/W呈负相关(r=-0.410，P=0.005)，与ISI呈正相关(r=0.442，P=0.002)，IRS-2蛋白表达水平与FINS呈负相关，(r=-0.813，P=0.000)，与VF/W呈负相关(r=-0.745，P=0.000)，与ISI呈正相关(r=0.550，P=0.000)。
　　 结论
　　 1、APS可调节糖脂代谢紊乱；
　　 2、APS可改善2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素抵抗，作用机制可能与增加肝脏InsR和IRS-2蛋白表达有关。