胃旁路手术调节Goto-Kakizaki大鼠脂肪组织胰岛素抵抗的机制研究

摘要

目的:
　　 目前糖尿病已经成为全世界许多国家的常见病和多发病,其死亡率居第三位。据研究预测,到2030年世界范围内成人(20-79岁)糖尿病的发病率将达到7.7%,糖尿病患者总数将达到4.39亿人。目前,我国9240万成年人罹患糖尿病,1.482亿成年人处于前糖尿病状态,2型糖尿病占糖尿病的比例达到90%以上,糖尿病的快速增长主要是由于2型糖尿病的快速增长造成的,糖尿病已经成为威胁我国居民健康、阻碍经济发展和社会进步的严重疾病之一。糖尿病的传统治疗方式包括运动、饮食调节、口服降糖药物、胰岛素注射等。然而,传统的治疗方式不能从根本上治愈糖尿病,甚或血糖的长期稳定亦很难保持,从而导致糖尿病相关肾病、血管性病变、神经性病变等严重并发症的发生。在内科治疗中即使保持血糖的稳定也不能缩短并发症发生的时间和改善预后。2型糖尿病病人主要表现为胰岛细胞功能受损和进行性加重的胰岛素抵抗。在2型糖尿病发病机制中,胰岛素抵抗是重要环节。胰岛素抵抗导致组织对葡萄糖摄取、利用下降,胰岛素信号通路中相关分子的变化在胰岛素抵抗中有着非常重要的作用。脂肪细胞是胰岛素作用的主要靶细胞之一,是葡萄糖摄取和利用的重要细胞,随着对胰岛素抵抗发病机理的深入研究,越来越认识到其与胰岛素抵抗关系密切,其分泌的众多的脂肪因子在调节胰岛素抵抗中发挥着重要作用。Pories于1987年首先报道胃旁路手术可以在不用任何药物及饮食控制的情况下保持血糖的长期稳定,在内科治疗2型糖尿病及控制并发症普遍效果欠佳的情况下,这一作用无疑为广大2型糖尿病病人带来一丝希望。目前,越来越多的患者接受胃旁路手术治疗,其疗效也得到充分肯定,2010年美国糖尿病协会将胃旁路手术作为2型糖尿病治疗的标准治疗方法。目前胃旁路手术被认为是治疗肥胖症合并2型糖尿病的最为有效的手术方式之一。胃旁路手术治疗肥胖合并2型糖尿病的确切机制仍未十分清楚,已有研究证实胃旁路手术可以缓解2型糖尿病患者的胰岛素抵抗,然而其确切机制仍不明确,如能明确胃旁路手术缓解胰岛素抵抗的确切机制,将对胃旁路手术的推广及发展有着十分重要的意义,并将有更多的患者从中受益。本实验采用自发性2型糖尿病大鼠Goto-Kakizaki(GK)大鼠,建立胃旁路手术的手术模型,检测手术后脂肪组织胰岛素信号通路中关键分子的变化,并于体外运用细胞实验进行验证相关分子变化对葡萄糖转运的影响,以了解胃旁路手术对GK大鼠的血糖调控和改善脂肪组织胰岛素抵抗的机制。
　　 方法:
　　 用GK大鼠作为研究对象,以正常Wistar大鼠作为正常对照,为GK大鼠实施胃旁路手术。检测术后各组血清中TNFα的变化,检测各组脂肪组织中TNFαIRS-1、P13Kp85a、GLUT4mRNA的变化,检测各组脂肪组织中PPARγ2、IRS-1、P13Kp85a、细胞膜GLUT4、细胞总GLUT4蛋白变化。将经3T3-L诱导分化的成熟脂肪细胞作为研究对象,用地塞米松诱导成熟脂肪细胞建立胰岛素抵抗模型,检测各组葡萄糖消耗量以验证模型建立的成功,用0、5、10、20μmol/L的15d-PGJ2干预胰岛素抵抗脂肪细胞,检测各组IRS-1、P13Kp85a、GLUT4mRNA和IRS-1、P13Kp85a、细胞膜GLUT4、细胞总GLUT4蛋白变化,观察PPARγ2的激活对胰岛素信号通路分子的影响,以对体内相关分子的激活对胰岛素信号通路的影响进行体外验证。
　　 结果:
　　 胃旁路手术后各组血清中TNFα无明显变化,脂肪组织中TNFα、IRS-1、P13Kp85a、GLUT4基因转录上调。脂肪组织中PPARγ2、IRS-1、P13Kp85α、细胞膜GLUT4、细胞总GLUT4蛋白表达量均增加,15d-PGJ2可以使IRS-1、P13Kp85α、GLUT4mRNA表达量上调,使IRS-1、P13Kp85α、细胞膜GLUT4、细胞总GLUT4蛋白表达增加,而且mRNA和蛋白的表达量和15d-PGJ2的浓度有量效关系。
　　 结论:
　　 胃旁路手术可改善GK大鼠空腹及餐后血糖,改善胰岛素抵抗,这一作用是通过促进胰岛素信号通路中相关基因的转录和翻译得以实现,胃旁路手术增强GK大鼠脂肪组织胰岛素信号传导,同时减轻脂肪组织的炎症状态,继而改善脂肪组织的胰岛素抵抗,增加葡萄糖的摄取和利用,从而缓解2型糖尿病。