2型糖尿病大鼠骨骼肌IRS-1、IL-1β、TNF-α表达及罗格列酮干预的研究

摘要

目的：2型糖尿病是一种亚临床性慢性炎症过程，骨骼肌是2型糖尿病胰岛素活性损伤的主要位点，增强骨骼肌中葡萄糖的代谢是治疗2型糖尿病的重要手段。但关于2型糖尿病骨骼肌的胰岛素信号转导与炎症的关系尚未完全明了，相关研究表明慢性炎症通过多种途径导致胰岛素抵抗和2型糖尿病的发生，而炎症通过影响胰岛素信号转导在其中发挥了重要作用。胰岛素受体底物1(Insulin Receptor Substrate 1，IRS-1)是许多信号转导系统的交汇点，广泛分布于胰岛素敏感组织，如骨骼肌的细胞浆内，而肿瘤坏死因子α(Tumor NecrosisFactor α，TNF-α)和胰岛素受体底物1(Insulin ReceptorSubstrate 1，IRS-1)也可在骨骼肌中检测到，与骨骼肌的胰岛素抵抗及2型糖尿病存在一定的因果关系。罗格列酮(Rosiglitizone，RSG)是具有2，4-二酮噻唑烷结构的化合物，是一种新型的胰岛素增敏剂，可促进外周组织胰岛素介导的葡萄糖摄取，降低外周组织的胰岛素抵抗，从而改善2型糖尿病患者的糖代谢及脂代谢状况，近来研究还发现该药同时具有抗炎作用。因此，本研究通过高糖高脂饮食使大鼠出现胰岛素抵抗(Insulin Resistance，IR)，再通过腹腔注射小剂量的链脲菌素(istreptozocin，STZ)，建立具有胰岛素抵抗的2型糖尿病大鼠模型，并分别给胰岛素抵抗和糖尿病模型以罗格列酮治疗，探讨IRS-1与TNF-α、IL-1β在2型糖尿病大鼠模型骨骼肌介导的外周胰岛素抵抗的作用。 方法：SD大鼠随机分为三组：正常对照组(NC组)，胰岛素抵抗组(IR组)，2型糖尿病组(DM组)。NC组喂养标准大鼠饲料，IR组及DM组喂养高糖高脂饲料。8周后分别从NC组、IR组和DM组中随机抽取5只大鼠行正葡萄糖一高胰岛素钳夹试验，评价动物模型胰岛素敏感性，出现胰岛素抵抗，再对DM组腹腔注射小剂量STZ25mg/kg，损伤部分胰腺，使之出现高血糖。从第11周起，胰岛素抵抗模型随机分为胰岛素抵抗对照组(IR组)和胰岛素抵抗应用罗格列酮治疗组(TIR组)；2型糖尿病模型组随机分为糖尿病对照组(DM组)和糖尿病应用罗格列酮治疗组(TDM组)。从第11周起，TIR组和TDM组分别给予罗格列酮2mg/kg溶于蒸馏水中灌胃，每日一次。NC组、IR组和DM组给予等量的蒸馏水。整个治疗干预过程持续8周，实验全程18周。18周末实验结束前测大鼠体重，心脏采血氧化酶法测定空腹血糖(FBG)；放射免疫分析法测定血清胰岛素(FINS)；全自动生化分析仪测定血脂四项：血清甘油三脂(TG)、血清总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)；分离股四头肌的肌肉组织，用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测骨骼肌中IRS-1和TNF-α、IL-1 β的基因表达水平。 结果：(1)实验第8周末IR组血糖较NC组有所增高，但无显著性差异(P>0.05)，TG、TC、FINS较NC组升高(P<0.05，P<0.05，P<0.01)，葡萄糖输注率(Glucose Iinfusion Rate,GIR)IR组明显低于NC组(P<0.01)；DM组经小剂量STZ(25mg/kg)腹腔注射后2周(即实验第10周末)血糖明显高于NC组(P<0.01)，FINS较IR组降低但仍高于NC组(P<0.05)，TG、TC明显高于NC组(P<0.01)。 (2)18周末实验结束时IR组FBG与正常组无明显差异，DM组FBG较NC组仍有显著升高。IR组和DM组大鼠的FINS、TC、TG、LDL仍均较NC组高(P<0.01)，DM组体重降低(P<0.01.)；TIR组和TDM组大鼠的FINS、TC、TG、LDL仍均较各自对照组显著下降(P<0.05，P<0.01)。(3)与NC组比较IR组和DM组骨骼肌IRS-1基因表达明显降低(P<0.01)，应用罗格列酮治疗后均有显著性增高(P<0.05)；TNF-α在IR组和DM组骨骼肌的基因表达明显高于NC组(P<0.05，P<0.01)，应用罗格列酮治疗后均有显著性降低(P<0.05，P<0.01)；IL-1β在IR组和DM组骨骼肌的基因表达明显高于NC组(P<0.01)，应用罗格列酮治疗后均有显著降低(P<0.01)。 结论：(1)通过8周的高糖高脂饮食,IR组大鼠出现肥胖、脂代谢紊乱和高胰岛素血症，并应用正葡萄糖-高胰岛素钳夹技术证实IR大鼠模型复制成功。在此基础上给予小剂量STZ注射，DM组大鼠血糖升高，2型糖尿病大鼠模型复制成功，该模型具有高胰岛素、高血脂等多个致病因素，是研究2型糖尿病及其并发症的理想动物模型。(2)2型糖尿病是一种慢性炎症过程，炎症因子TNF-α、IL-1 β干扰了IRS-1正常的胰岛素信号转导过程，提示在糖尿病早期积极抗炎治疗具有重要意义。(3)罗格列酮可以改善糖尿病大鼠代谢紊乱，减轻外周组织骨骼肌中炎症反应，进而促进正常的胰岛素信号转导过程的恢复，表明罗格列酮具有通过控制炎症而增加胰岛素敏感性的作用。应用罗格列酮可以通过抗炎作用达到改善胰岛素敏感性的作用，从而治疗2型糖尿病。

目录

摘要

第一部分2型糖尿病大鼠模型的建立

前言

材料与方法

结果

附表

附图

讨论

结论

参考文献

第二部分IRS-1、IL-1β、TNF-α在2型糖尿病大鼠骨骼肌的表达及罗格列酮干预的研究

前言

材料与方法

结果

附表

附图

讨论

结论

参考文献

综述胰岛素受体底物-1与胰岛素抵抗及炎症的关系

致谢

个人简历