长期高脂饲养对大鼠胰岛细胞分泌功能和凋亡的影响及机制研究

摘要

第一部分:长期高脂饮食对胰岛素敏感性及胰岛β细胞功能的影响 目的：观察长期高脂饮食对Sprague-Dawley(SD)大鼠外周组织胰岛素敏感性及胰岛B细胞分泌功能的影响。 方法：41只SD雄性大鼠随机分为高脂饲料喂养组(HF，n=21)和普通饲料喂养组(NC，n=20)，喂养28周后，做以下检查：(1)体重及腹内脂肪、腹部皮下脂肪称重；(2)采血检测空腹血糖(FBG)、胰岛素(FINS)、游离脂肪酸(FFA)、甘油三酯(TG)等；(3)静脉葡萄糖耐量试验评价早相胰岛素分泌反应；(4)正常血糖高胰岛素钳夹试验评价外周胰岛素抵抗程度。 结果：(1)28周时HF组体重及腹内脂肪、腹部皮下脂肪重量明显升高。(2)与NC组相比，FBG和FINS水平增高，血FFA及TG也明显增高(P<0.05)。(3)HF组葡萄糖输注率(GIR)为3.60±1.2mg·min<'-1>·kg<'-1>，明显低于NC组11.94±1.7mg·min<'-1>·kg(P<0.01)。 (4)与基础值比较，HF组糖负荷后胰岛素增高的幅度低于NC组(3.0倍vs.5.7倍，P<0.05)；HF组1 min后血糖浓度下降缓慢，第3、5、10min血糖水平均高于NC组(P<0.05)；HF组葡萄糖下降速率常数K值明显低于对照组(8.9±1.29 vs．13.3±1.4，P<0.01)。(5). 相关分析显示：HF组腹内脂肪重量、腹部皮下脂肪重量及血FFA水平与GIR呈负相关；HF组血FFA水平与葡萄糖下降速率常数K值呈负相关，GIR与K呈正相关。 结论：长期高脂喂养可导致大鼠外周组织胰岛素抵抗和胰岛β细胞早相分泌功能受损，其机理与长期高脂喂养导致大鼠血FFA水平升高有关。 第二部分:氧化应激、内质网应激与β细胞脂性凋亡关系及机制研究 目的：观察长期高脂饮食对大鼠胰岛β细胞凋亡影响，并探讨氧化应激、内质网应激相关因子及基因表达与β细胞脂性凋亡关系和可能机制。 方法：41只SD雄性大鼠随机分为高脂饲料喂养组(HF，n=21)和普通饲料喂养组(NC，n=20)，喂养28周后，做以下检查：(1)检测血清及胰腺组织中的丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量；(2)透射电镜观察胰岛细胞超微结构的变化；(3)TUNEL法观察胰岛β细胞凋亡情况并计数每个胰岛中B细胞凋亡率；(4)采用荧光定量PCR(Real-time PCR)分别检测大鼠胰岛细胞解偶联蛋白-2(UCP-2)及caspase-12 mRNA表达。 结果：(1)28周时HF组血及胰腺组织中MDA高于NC组(P<0.05)，而HF组血及胰腺组织中GSH低于NC组(P<0.01)；(2)透射电镜观察：HF组胰岛细胞核染色质凝聚，核周间隙扩大，胞浆内质网扩张，胞浆中可见到大小不等的脂肪颗粒；(3)HF组胰岛β细胞凋亡率比NC组增加40.0％，差别有统计学意义(P<0.01)；(4)与NC组相比，HF组胰岛细胞UCP-2基因mRNA表达升高22.4％(P<0.01)；(5)与NC组相比，HF组胰岛细胞caspase-12基因mRNA表达升高40.8％，差别有显著统计学意义(P<0.01)。 结论：高脂喂养28周后SD大鼠胰岛β细胞凋亡率明显增加，血及胰腺组织中MDA升高、GSH降低，且胰岛细胞UCP-2、caspase-12基因mRNA表达升高，提示氧化应激、内质网应激可能参与了长期高脂饲养引起的β细胞脂性凋亡。 第三部分NF-kB炎症通路激活在胰岛β细胞功能紊乱及凋亡中的作用及机制 目的：探讨核因子-κB(NF-κB)介导的炎症通路在长期高脂饲养的大鼠胰岛β细胞功能紊乱及凋亡中的作用和可能机制。 方法： 41只SD雄性大鼠随机分为高脂饲料喂养组(HF，n=21)和普通饲料喂养组(NC，n=20)，喂养28周后，做以下检查：(1)采血检测空腹游离脂肪酸(FFA)；(2)静脉葡萄糖耐量后早相胰岛素分泌反应；(3)正常血糖高胰岛素钳夹试验评价胰岛素抵抗；(4)TUNEL法观察胰岛β细胞凋亡情况并计数每个胰岛中β细胞凋亡率；(5)免疫组化方法比较两组大鼠β细胞核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)、NF-κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB alpha，IκBα)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)蛋白水平表达的情况；(6)实时荧光定量PCR比较两组大鼠β细胞NF-κB、IκBα、iNOS mRNA水平表达的情况。 结果：(1)28周时HF组FFA高于NC组(P<0.01)；(2)与基础值比较，HF组糖负荷后胰岛素增高的幅度低于NC组(3.0倍vs．5.7倍，P<0.05)。HF组1 min后血糖浓度下降缓慢，第3，5，10 min血糖水平均高于NC组(P<0.05)。(3)HF组葡萄糖输注率(GIR)为3.60±1.2mg·min<'-1>·kg<'-1>，明显低于NC组的11.94±1.7 mg·min<'-1>·kg<'-1>，P<0.01。(4)HF组胰岛β细胞凋亡率比NC组增加40.0％(P<0.01)，(5)免疫组化显示，HF组β细胞上的NF-κB、 iNOS的表达比NC组明显增强，而IκBα的表达比NC组减弱；(6)Real-time PCR检测：与NC组相比，HF组胰岛细胞的NF-κB基因mRNA表达增高37.2％(P<0.01)，iNOS基因mRNA表达增高19.6％(P<0.05)， IκBα基因mRNA表达降低22.4％(P<0.05)。 结论：长期高脂喂养导致大鼠胰岛β细胞早相分泌功能受损，β细胞凋亡增加，可能与胰岛细胞NF-κB介导的炎症通路激活有关。

目录

论文说明：中英文缩略词

摘要

第一部分长期高脂饮食对胰岛素敏感性及胰岛β细胞功能的影响

前言

材料和方法

结果

讨论

小结

参考文献

第二部分氧化应激、内质网应激与β细胞脂性凋亡关系及机制研究

前言

材料和方法

结果

讨论

小结

参考文献

第三部分NF-κB炎症通路激活在胰岛β细胞功能紊乱及凋亡中的作用及机制

前言

材料和方法

结果

讨论

小结

参考文献

综述：脂毒性与胰岛β细胞凋亡研究进展

附录：硕士期间发表的论文

致谢