内质网感应蛋白在糖尿病大鼠海马中的表达及二甲双胍的干预影响

发布时间：2020-09-16 16:49

　　目的:目前发现内质网(endoplasmic reticulum,ER)感应蛋白有3种,分别是抑制物阻抗性激酶1(Type 1 ER tansmembrane protein kinase,IRE1)、双链RNA依赖的蛋白激酶样内质网激酶(PER-like ER kinase,PERK)和活化转录因子6(Activating transcription factor 6,ATF6)。ER感应蛋白是参与未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)的标志性分子,可用来提示内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)的发生。而海马是大脑边缘组织的一部分,与学习和记忆密切相关。本研究旨在观察ER感应蛋白在2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠海马组织中的表达,探讨ERS与T2DM的关系;并通过Morris水迷宫(Morris water maze,MWM)实验评估大鼠认知功能,观察二甲双胍对认知功能的作用与ERS的作用关系。方法:选用自发性2型糖尿病模型(Goto-Kakizaki,GK)大鼠,将随机血糖≥11.1mmol/l的GK雄性大鼠随机分为糖尿病组(DM组,n=10)、二甲双胍干预组(MF组,n=10)。选取Wistar雄性大鼠作为正常对照组(NC组,n=10)。二甲双胍剂量为85mg/kg/d,NC组和DM组均给予同等剂量的生理盐水。持续灌胃给药8周后,进行口服糖耐量实验(oral glucose tolerance test,OGTT),计算OGTT各个时间点血糖曲线下的面积(area under curve,AUC),检测空腹C肽(C-Peptide,C-P),计算大鼠的终末期胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment-insulin resistance,HOMA-IR)。通过MWM实验的定位航行实验和空间探索实验评估大鼠的学习记忆能力后,分别采用免疫组化法和免疫印迹法分析ATF6、IRE1和PERK蛋白在大鼠海马组织的表达。所有数据均用(sx?)表示,采用SPSS 21.0软件进行单因素方差分析,组间比较采用LSD或Dunnett’s T3的方法,检验水准α=0.05。结果:1二甲双胍干预8周后大鼠体重、空腹血糖的变化:与NC组比较,dm组和mf组的体重均较低,差异具有统计学意义(均p0.01),但dm组和mf组的体重差异无统计学意义(p0.05)。与nc组相比,dm组和mf组的空腹血糖显著升高(p0.01);与dm组相比,mf组空腹血糖显著降低(p0.01)(见表1和图1)。2二甲双胍干预8周后大鼠ogtt、auc的结果:与nc组相比,dm组在各个时间点的血糖值均显著增高,auc显著增大(均p0.01);与dm组相比,mf组在各个时间点的血糖值均显著降低,auc显著减小,差异有统计学意义(p0.05,p0.01)(见表2和图2)。3二甲双胍干预8周后大鼠空腹c-p、homa-ir的结果:与nc组相比,dm组的c-p水平明显降低(p0.05),homa-ir显著升高(p0.01);与dm组相比,mf组的c-p水平明显升高(p0.05),homa-ir显著降低,差异有统计学意义(p0.01)(见表3和图3)。4二甲双胍对大鼠的空间学习和空间记忆能力的影响:与nc组相比,dm组的大鼠出现明显的学习记忆障碍,定位航行实验中逃避潜伏期显著延长;空间搜索实验中,在平台所在象限停留时间显著降低(均p0.01)。与dm组相比,mf组的大鼠的学习记忆能力得到改善,定位航行实验中逃避潜伏期显著缩短;空间搜索实验中,在平台所在象限停留时间显著增长(均p0.01)(见表4和图4)。5免疫组化结果:atf6、ire1和perk的免疫组化阳性产物主要定位于细胞质,呈棕黄色颗粒状,染色深度不等(见图5-7)。与nc组相比,dm组和mf组atf6蛋白的相对含量显著增多;与dm组相比,mf组atf6蛋白的相对含量显著降低(均p0.01)。与nc组相比,dm组和mf组ire1和perk蛋白的相对含量显著升高(均p0.01);与dm组相比,mf组ire1和perk蛋白的相对含量差异均无统计学意义(均p0.05)(见图8)。6免疫印迹结果:对目的蛋白进行积分光密度值(integralofopticaldensity,iod)分析,分别计算出其与内参照β-actin的iod值的比值,作为目的蛋白的相对表达量,进行统计分析。与nc组相比,dm组和mf组atf6蛋白的表达显著增多;与dm组相比,mf组atf6蛋白的表达显著减少(均p0.01)。与nc组相比,dm组和mf组ire1和perk蛋白的表达显著增多(均p0.01);与dm组相比,mf组ire1和perk蛋白的表达差异无统计学意义(均P0.05)(见图9、10)。结论:1 T2DM大鼠海马组织内存在ERS。2 T2DM大鼠可出现胰岛素抵抗和认知功能下降。3二甲双胍可以改善胰岛素抵抗,对T2DM引起的认知功能下降具有保护作用。4二甲双胍可能通过降低ATF6蛋白的表达,抑制海马组织中的过度ERS,从而减轻对认知功能的损害。
【学位单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：R587.1

【参考文献】