二甲双胍预防2型糖尿病大鼠肾癌作用的研究

摘要

目的:随着糖尿病发病率逐年增高及发病人群的低龄化，糖尿病并发肿瘤的发病人数也逐年上升。本研究过喂养高热量饮食后再通过腹腔注射小剂量的链脲佐菌素（STZ），建立具有胰岛素抵抗（IR）的2型糖尿病大鼠模型，给予二甲双胍治疗，在此基础上观察转化生长因子β1(TGF-β1) 、血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的表达水平，并探讨DM继发肾癌的发病机制，阐明二甲双胍阻止或延缓DM对肾脏损害发生发展的作用机制，并具有预防肾癌发生的积极意义。
　　 方法:将实验动物随机分为正常对照组(NC组)和糖尿病组（DM组），正常对照组喂养标准大鼠饲料，糖尿病组饲以高糖高脂饲料（其中含蔗糖10％，熟猪油15％，胆固醇2％，胆酸0.25％）4周，诱发胰岛素抵抗，继以腹腔注射小剂量的链脲佐菌素（STZ，30mg/kg）,损伤部分胰腺，使之出现高血糖。8 周末把糖尿病大鼠随机分为糖尿病对照组（DM-C组）、糖尿病二甲双胍治疗组（DM-M组）。DM-M 组以二甲双胍625mg/kg.d 溶于蒸馏水，分两次灌胃，NC组和DM-C组给予等量蒸馏水。实验全程共持续18 周，于实验的4 周、8 周、18 周末分别测量体重，采血测定空腹血糖（FBG）、空腹胰岛素(FINs)、甘油三酯(TG) 、总胆固醇(TC)。18周末取肾脏进行HE、免疫组化染色、光镜电镜观察肾脏形态及病理变化，用免疫组化的方法检测肾脏TGF-β1、VEGF和MMP-2 的表达水平，分析各组中TGF-β1、VEGF、MMP-2蛋白的表达水平。
　　 结果:
　　 1.糖尿病组大鼠喂养高糖高脂饮食4周后，其体重较正常对照组增加，差异有显著性（P<0.05）；血清TC、TG、HOMA-IR 较正常对照组升高且差异具有显著性（P<0.05）； FBG 与正常对照组相比升高但无显著性差异（P>0.05），HOMA-IR较对正常对照组升高且差异具有显著性（P<0.05），表明大鼠经高糖高脂饮食喂养4 周后诱导出胰岛素抵抗。
　　 2．糖尿病组大鼠小剂量腹腔注射STZ 4 周后，体重较正常对照组升高但无显著性差异（P>0.05）；血清TG、TC 较正常对照组升高且具有显著性差异（P<0.05）；FBG较正常对照组明显升高（P<0.05）；FINs 较注射STZ 前降低，但与对照组比较无显著性差异（P>0.05）； HOMA-IR与正常对照组相比显著升高（P<0.05），提示糖尿病对照组大鼠胰岛素抵抗继续存在，至此已成功建立具有高血糖、血脂异常、胰岛素不低、胰岛素抵抗等特点的2 型糖尿病大鼠模型。
　　 3．18 周末实验结束时，二甲双胍治疗组FBG、FINs水平较糖尿病对照组降低差异具有显著性（P<0.05）, HOMA-IR , TG 水平下降较糖尿病对照组降低具有显著性差异（P<0.05）。
　　 4．糖尿病对照组TGF-β1,VEGF,MMP-2的蛋白表达较正常对照组明显升高(P<0.05)。二甲双胍治疗组TGF-β1,VEGF,MMP-2的蛋白表达较糖尿病对照组降低差异具有显著性（P<0.05）。
　　 5．病理学变化：NC组大鼠肾小管,小管间质区结构清楚,肾小管上皮细胞呈方形,大小一致,排列整齐;基底膜完整,间质中未见炎症细胞浸润和纤维组织增生。DM-C组肾小管尤其是近曲小管肿胀、变性、空泡形成,肾间质可见慢性炎细胞浸润，肾小管基底膜不规则增厚。DM-M组病变较轻,肾小管间质见少量淋巴细胞浸润，肾小管轻度萎缩或管腔扩张,上皮细胞水肿,成区域性分布,胞浆内可见小脂肪空泡,多位于基底部。
　　 结论:
　　 1．SD 大鼠经高糖、高脂饮食诱导4 周后出现高胰岛素血症、胰岛素敏感性下降。在此基础上，小剂量腹腔注射链脲佐菌素，损伤部分胰岛β细胞，诱发出胰岛素相对分泌障碍，胰岛素抵抗继续存在，至此建立了2 型糖尿病大鼠的模型。该模型具有高血糖、血脂异常、胰岛素抵抗、典型肾脏病变等特点。与人类2型糖尿病合并糖尿病肾病的临床特征类似，故此模型可用于2型糖尿病相关疾病的研究。
　　 2．经二甲双胍治疗后，糖尿病大鼠各种代谢紊乱水平明显减轻，肾脏的损伤减轻，表明二甲双胍可通过改善胰岛素抵抗的多个成分而减少的DM危险性。
　　 3．二甲双胍能够降低糖尿病大鼠肾脏TGF-β1，VEGF，MMP-2 的表达，表明二甲双胍除了改善胰岛素抵抗外,还具有改善肿瘤相关因子的表达，可能具有预防肿瘤发生的作用。