二甲双胍对2型糖尿病大鼠结直肠癌发生率及其肠道菌群的影响

摘要

目的 探究二甲双胍(MET)对2型糖尿病大鼠结直肠癌发生率及肠道菌群的影响和相关机制。方法 采用高脂高糖饮食联合腹腔低剂量注射链脲佐菌素(STZ)诱导2型糖尿病大鼠模型,在此基础上腹腔注射二甲基肼(DMH)诱导大鼠结直肠癌的发生。通过MET灌胃和控制摄入饮食量的方法模拟临床2型糖尿病患者高血糖的治疗方案。将大鼠分为正常组(NC组),对照组(Control组)和实验组(MET组)。在DMH注射32周末,解剖所有大鼠,记录结直肠肿瘤的发生率、个数,苏木精-伊红(HE)染色观察结直肠组织病理变化,实时定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测大鼠结直肠组织与肿瘤组织中IL-17的表达,收集大鼠粪便进行16S rRNA测序。结果 (1)成功诱导2型糖尿病大鼠模型并控制实验组大鼠的高血糖。(2)成功诱导2型糖尿病大鼠结直肠癌的发生。(3)实验组和对照组的肿瘤发生率和平均肿瘤数有显著差异。(4)HE染色结果显示二甲双胍干预可缓解2型糖尿病大鼠结直肠正常组织和癌前病变组织中炎性细胞浸润。(5)qRT-PCR检测结果显示肿瘤组织中IL-17的表达显著高于正常组织;对照组正常肠组织中IL-17表达显著高于正常组;而实验组与对照组肿瘤组织中IL-17的表达无统计学差异。(6)二甲双胍干预可降低由DMH诱导的2型糖尿病结直肠癌大鼠肠道菌群的Alpha多样性;NMDS显示实验组与正常组肠道菌群群落组成差异最大,实验组与对照组群落组成相似。组间物种差异结果显示,在门水平上实验组与对照组无明显差异;属水平上,实验组的Ligilactobacillus、Ruminococcus、[Eubacterium]_siraeum_group、Prevotellaceae_NK3B31_group、Alistipes、[Eubacterium]_fissicatena_group、UCG-005丰度均低于对照组(均P<0.05)。结论 二甲双胍干预可降低由DMH诱导的2型糖尿病大鼠结直肠癌的发生率,并影响其肠道菌群多样性和菌群构成。同时二甲双胍降低由DMH诱导的2型糖尿病结直肠癌大鼠正常肠组织中的IL-17表达,但无法抑制其肿瘤组织中IL-17的表达。