胰岛素抵抗与脂联素基因敲除对小鼠心脏重构的影响

摘要

目的：
　　观察野生小鼠和脂联素基因敲除(APNKO)小鼠是否可导致心脏重构，以及胰岛素抵抗(IR)和脂联素(APN)缺乏是否可进一步加重所致的心脏重构。
　　方法：
　　选择16只野生 C57小鼠随机分为对照组(Control组)和胰岛素抵抗组(IR组)，16只脂联素基因敲除小鼠随机分为脂联素基因敲除组(APNKO组)和脂联素基因敲除+胰岛素抵抗(APNKO+IR组)，其中Control组和APNKO组给予普通饲料，其余两组给予高脂饲料诱导产生胰岛素抵抗。饲养各组小鼠12周，测量小鼠体重(BW),给予禁食禁水12小时，采集鼠尾末端测量空腹血糖(FPG)，取血清测量用自动生化仪测量血清甘油三酯(TG)及胆固醇(TC)的浓度，用Elisa法测量空腹胰岛素(FINS)以及血清APN的浓度，并计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。取出心脏，分离左心室，称取全心重量(HW)以及左心室重量(LVW)，并计算全心重量指数(HWI)和左心重量指数(LVWI)。用分离的左心室做HE染色观察心肌结构的改变情况，用Masson染色观察心肌纤维化的程度，并计算心肌胶原容积分数(CVF)和血管周围胶原面积(PVCA)的含量以评价血管周围纤维化程度。用免疫组化和Western Blot的方法检测心肌APN及脂联素受体1(AdipoR1)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)的表达水平。采用实时荧光定量PCR法(RT-PCR)测定心肌APN及AdipoR1的mRNA表达。对心肌MMP-9的表达与HOMA-IR、血清APN水平、心肌APN和AdipoR1的关系用相关性分析。
　　结果：
　　1、析因分析结果如下。脂联素基因敲除与胰岛素抵抗对BW、HW、LVW、HWI和LVWI无交互效应(P>0.05)。脂联素基因敲除与胰岛素抵抗对 FPG、FINS、CVF、PVCA、血清及心肌APN，心肌APN受体1、心肌MMP-9有交互效应(P>0.05)。
　　2、HE染色：Control组小鼠可观察到排列整齐、形态正常、界限清晰的心肌细胞及胞间结构。IR组和APNKO组小鼠心肌细胞胞间结构界限模糊，排列紊乱。而APNKO+IR组心肌细胞核固缩，碎裂，溶解，消失，胞间界限更加模糊，心肌细胞排列更加紊乱，并出现炎性细胞浸润。
　　3、Masson染色：与Control组相比较，IR组和APNKO组CVF和PVCA显著增大，与IR组和APNKO组比较，APNKO+IR组CVF和PVCA显著增多。
　　4、免疫组化：
　　(1)心肌APN和AdipoR1阳性染色结果为棕黄色，主要分布为心肌细胞膜和细胞质。与Control组比较，IR组小鼠心肌APN和AdipoR1表达减低。与IR组比较,APNKO组小鼠心肌APN和AdipoR1蛋白表达水平均显著降低(P>0.05)。APNKO+IR组心肌APN和AdipoR1表达明显降低,与IR组和APNKO组比较差异显著；
　　(2)心肌MMP-9阳性染色结果为棕黄色，主要分布为心肌细胞膜、细胞质和血管周边基质细胞。与Control组比较，IR组小鼠心肌MMP-9表达增加。与IR组比较,APNKO组小鼠心肌MMP-9蛋白表达水平均显著增加(P<0.05)。APNKO+IR组心肌MMP-9表达明显增加,与IR组和APNKO组比较差异显著。
　　5、Western Blot:可见各组心肌均表达MMP-9、APN及其受体1，其中，与Control组相比，IR组和APNKO组心肌MMP-9表达增加,APN和AdipoR1表达减少。IR组和APNKO组比较，APNKO+IR组心肌MMP-9表达显著增加，APN和AdipoR1表达显著减少。
　　6、实时荧光定量PCR法：与Control组比，IR组心肌APN mRNA表达明显降低，与IR组相比，APNKO组心肌APN及AdipoR1的mRNA表达进一步降低，与APNKO组相比，APNKO+IR组APN及AdipoR1的mRNA在心肌组织中表达明显降低(P<0.05)。
　　7、Pearson相关显示：心肌MMP-9与HOMA-IR呈正相关(P<0.05)，与血清 APN、心肌APN和AdipoR1呈负相关(P<0.05)。
　　结论：
　　胰岛素抵抗与脂联素呈负相关，脂联素基因敲除和胰岛素抵抗导致心脏重构，两者在心脏重构过程中起协同促进作用。

目录

声明

中英文缩略词表

前言

材料和方法

1 材料

2 实验方法

结果

1、Control 组、IR组、APNKO 组和 APNKO+IR 组小鼠一般情况变化

2、Control 组、IR组、APNKO 组和 APNKO+IR 组小鼠糖脂代谢指标

3、HE染色检测心肌结构变化

4、Masson 染色检测 Control 组、IR 组、APNKO 组和 APNKO+IR 组小鼠心肌组织心脏重构指标以及免疫组化检测 MMP-9 的表达

5、Elisa 检测 Control 组、IR 组、APNKO 组和 APNKO+IR 组小鼠血清及免疫组化检测心肌 APN、心肌 AdipoR1

6、Western Blot 检测 Control 组、IR组、APNKO 组和 APNKO+IR 组小鼠心肌组织中蛋白的表达

7、qPCR 测 APN 及 AdipoR1 在 Control 组、IR 组、APNKO 组和 APNKO+IR 组小鼠心肌中 mRNA 的表达

8、心肌 MMP-9与各指标的 Pearson相关分析

讨论

1.脂联素与胰岛素抵抗

2.心脏重构及其代表性因子

3.胰岛素抵抗与心脏重构的关系

4脂联素基因敲除与心脏重构的关系

5.胰岛素抵抗和脂联素基因敲除与心脏重塑的关系

结论

参考文献

文献综述:低水平脂联素与胰岛素抵抗及心室重构的关系

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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