丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素PI3K/Akt信号通路的调节作用

扫码查看

原文链接

NETL

中文摘要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，糖尿病的发病率正逐年上升。2型糖尿病以胰岛素抵抗为主要特征，而胰岛素抵抗的重要原因之一是胰岛素信号转导通路障碍。肝脏损伤是2型糖尿病常见的慢性并发症之一。因此，研究肝脏胰岛素信号转导通路对2型糖尿病及其并发症的防治具有十分重要的意义。丝胶是蚕丝中包被在丝素外围的高分子水溶性蛋白，主要由18种氨基酸组成，分子量为10-300KD，具有生物相容性，可生物降解。丝胶约占蚕丝总量的30%，但在缫丝和精炼时被去除，造成了极大的浪费。本课题组前期研究表明，丝胶能有效降低2型糖尿病大鼠的血糖，并对糖尿病血糖升高具有一定的预防作用，但具体机制尚不明确。本研究以高脂高糖饲料联合链脲佐菌素腹腔注射的方法建立2型糖尿病大鼠模型，探讨丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素PI3K/Akt信号转导通路的调节作用，为防治糖尿病及其并发症提供新思路。目的：通过观察丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素受体(Insulin receptor，IR)、胰岛素受体底物-1(Insulin receptor substrate-1，IRS-1)、磷脂酰肌醇-3-激酶(Phosphatidylinositol3-kinase，PI3K)、蛋白激酶B(Protein kinase B，Akt/PKB)、葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter4，GLUT4)和肝细胞Tribbles同源蛋白3(Tribbles-related protein3，TRB3)表达的作用，探讨丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素PI3K/Akt信号转导通路的调节作用及可能机制。方法： 1.60只SPF级雄性SD大鼠随机分为5组：正常对照组(NC组)、糖尿病模型组(DM组)、丝胶治疗高剂量组(HS组)、丝胶治疗低剂量组(LS组)、阳性对照组(PC组)，每组12只。采用高脂高糖饲料联合链脲佐菌素(35mg/kg，2次)腹腔注射的方法建立大鼠2型糖尿病模型，以空腹血糖≥11.1mmol/L作为成模标准。待模型成功建立后，HS组大鼠给予2.4g/kg/d的丝胶连续灌胃35d，LS组大鼠给予1.8g/kg/d的丝胶连续灌胃35d，PC组大鼠给予55.33mg/kg/d的二甲双胍灌胃35d；NC组和DM组大鼠给予同等剂量生理盐水灌胃35d。 2.采用葡萄糖氧化酶法检测各组大鼠的空腹血糖；ELISA法检测各组大鼠血清胰岛素的水平。 3.采用HE染色法观察各组大鼠肝脏形态结构的变化。 4.采用过碘酸-Schiff染色法观察各组大鼠肝脏糖原的含量。 5.采用免疫组织化学染色法和Western Blotting法检测各组大鼠肝脏IR、IRS-1、PI3K、Akt、GLUT4、TRB3蛋白的表达。 6.釆用实时荧光定量PCR法(Real Time Q-PCR)检测各组大鼠肝脏IR、IRS-1、PI3K、Akt、GLUT4、TRB3 mRNA的表达。结果： 1.各组大鼠的血糖： NC组大鼠的血糖为(10.83±2.03)mmol/L，DM组大鼠的血糖为(29.45±4.82)mmol/L，明显高NC组(P＜0.05)；HS组、LS组、PC组大鼠的血糖分别为(13.20±4.09)mmol/L、(13.18±2.30)mmol/L、(10.04±2.29)mmol/L，均明显低于DM组(P＜0.05)；且HS组、LS组与PC组血糖水平比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。 2.各组大鼠血清胰岛素水平： NC组大鼠血清胰岛素水平为(11.45±1.72)μg/L，DM组大鼠血清胰岛素水平为(7.28±0.58)μg/L，明显低于NC组(P＜0.05)；HS组、LS组、PC组大鼠血清胰岛素水平分别为(12.65±2.17)μg/L、(13.30±1.64)μg/L、(11.13±0.99)μg/L，均明显高于DM组(P＜0.05)；且HS组、LS组与PC组血清胰岛素水平比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。 3.各组大鼠肝脏形态结构的变化： HE染色可见各组大鼠肝细胞核被染成蓝色，肝细胞浆被染成粉红色。NC组大鼠肝小叶结构清晰，肝细胞以中央静脉为中心呈条索状排列，核大、圆，居于细胞中央，胞浆染色均匀，肝血窦清晰；DM组大鼠肝细胞基本以中央静脉为中心呈条索状排列，但肝细胞明显肿胀、体积增大，胞浆中出现明显的空泡状结构，部分肝细胞出现溶解性坏死，肝血窦狭窄或闭锁；与DM组相比，HS组、LS组大鼠肝脏的病理变化明显减轻；PC组大鼠肝细胞肿胀不明显，但可见部分肝细胞出现溶解性坏死，肝血窦变狭窄。 4.各组大鼠肝脏糖原的含量：肝糖原阳性表达产物呈红色至紫红色颗粒，主要位于肝细胞的胞浆。与NC组比较，DM组大鼠肝糖原含量明显降低(P＜0.05)；与DM组比较，HS组、LS组、PC组大鼠肝糖原含量明显升高(P＜0.05)，且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 5.各组大鼠肝脏IR的表达： IR蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆，为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较，DM组大鼠肝脏IR蛋白及mRNA的表达明显降低(P＜0.05)；与DM组比较，HS组、PC组大鼠肝脏IR蛋白及mRNA的表达明显升高(P＜0.05)，且HS组、PC组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 6.各组大鼠肝脏IRS-1的表达： IRS-1蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆，为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较，DM组大鼠肝脏IRS-1蛋白及mRNA的表达明显降低(P＜0.05)；与DM组比较，HS组、LS组、PC组大鼠肝脏IRS-1蛋白及mRNA的表达明显升高(P＜0.05)，且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 7.各组大鼠肝脏PI3K的表达： PI3K蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞浆，为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较，DM组大鼠肝脏PI3K蛋白及mRNA的表达明显降低(P＜0.05)；与DM组比较，HS组、LS组、PC组大鼠肝脏PI3K蛋白及mRNA的表达明显升高(P＜0.05)，且HS组、PC组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 8.各组大鼠肝脏Akt的表达： Akt蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆，为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较，DM组大鼠肝脏Akt蛋白及mRNA的表达明显降低(P＜0.05)；与DM组比较，HS组、LS组、PC组大鼠肝脏Akt蛋白及mRNA的表达明显升高(P＜0.05)，且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 9.各组大鼠肝脏GLUT4的表达： GLUT4蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆，为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较，DM组大鼠肝脏GLUT4蛋白及mRNA的表达明显降低(P＜0.05)；与DM组比较，HS组、LS组、PC组大鼠肝脏GLUT4蛋白及mRNA的表达明显升高(P＜0.05)，且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。 10.各组大鼠肝脏TRB3的表达： TRB3蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞浆，为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较，DM组大鼠肝脏TRB3蛋白及mRNA的表达明显升高(P＜0.05)；与DM组比较，HS组、LS组、PC组大鼠肝脏TRB3蛋白及mRNA的表达明显降低(P＜0.05)，且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。结论：丝胶可通过上调2型糖尿病模型大鼠肝脏IR、IRS-1、PI3K、Akt、GLUT4的表达以及下调TRB3的表达，改善2型糖尿病时肝脏胰岛素PI3K/Akt信号转导通路的异常，从而发挥降低血糖的作用。

作者：

刘东慧

展开 >

关键词：

丝胶防治 2型糖尿病肝脏损伤胰岛素抵抗磷脂酰肌醇-3-激酶蛋白激酶B 葡萄糖转运蛋白4 调节作用

授予学位：

硕士

学科专业：

人体解剖与组织胚胎学

导师：

陈志宏、宋成军

学位年度：

2016

学位授予单位：

承德医学院

语种：

中文

中图分类号：