电针对ZDF大鼠股四头肌PGC-1α及下游线粒体相关基因表达的影响

发布时间：2017-05-25 23:00

  本文关键词：电针对ZDF大鼠股四头肌PGC-1α及下游线粒体相关基因表达的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究背景:胰岛素抵抗是目前公认2型糖尿病和肥胖的共同病理基础,增强胰岛素敏感性是治疗2型糖尿病和肥胖的重中之重。形成2型糖尿病前很长一段时间内机体处于胰岛素抵抗状态,因此,在胰岛素抵抗状态,采取措施进行安全有效地干预,提高胰岛素敏感性对于预防2型糖尿病同样具有重大意义,中医传统针灸疗法具有改善胰岛素抵抗的独特优势。近年研究表明,线粒体功能受损可导致骨骼肌胰岛素抵抗,且过氧化物酶体增生物激活受体辅助活化因子1(PGC-1α)是线粒体生物合成和能量代谢的关键调控点。目前,尚未见电针从遗传型胰岛素抵抗大鼠骨骼肌PGC-1α及下游线粒体生物合成和氧化相关基因方面阐释电针治疗胰岛素抵抗的分子机制。本实验试图从这一方面展开研究。目的:本研究通过电针干预遗传型胰岛素抵抗模型ZDF大鼠,遵循针灸治未病的学术思想,从细胞、分子水平研究电针对ZDF大鼠体重、体脂、Lee’S指数、血糖、股四头肌病理形态结构、线粒体细胞色素C氧化酶活性及PGC-1α及下游线粒体生物合成和氧化相关基因NRF-1、mt TFA信号通路的调节机制,并比较电针和非电针刺激疗效的差异性,为临床运用电针防治胰岛素抵抗及其相关性疾病提供实验依据。方法:采用7周龄雄性遗传型胰岛素抵抗模型Zucker fa/fa大鼠12只,同窝未变异的Zucker+/?背景瘦鼠4只(无脂质等代谢紊乱,无胰岛素抵抗),运用随机数字表法,将12只Zucker fa/fa大鼠分为3组:模型对照组,非电针刺激组,电针组,每组4只,4只Zucker+/?背景瘦鼠即为空白对照组。电针和非电针刺激干预足三里、丰隆、中脘、关元四穴进行比较。电针干预方法:空白对照组和模型对照组,不给予电针处理;电针组采用0.30×13mm华佗牌不锈钢毫针,直刺“丰隆”和“足三里”(“后三里”)穴,左右交替,向耻骨联合方向斜刺“中脘”穴,向剑突方向斜刺“关元”穴,深度均为3~5mm。针刺后,接通hans-100a型韩式疼痛电针治疗仪,选择连续波,频率为2hz,强度为1ma,通电10min,每周3次,总疗程为3周;非电针刺激组针刺后连接hans-100a型韩式疼痛电针治疗仪但不通电,其余操作同电针组。治疗结束后,称重、测体长,用快速血糖仪测空腹血糖和餐后血糖,处死大鼠后快速取股四头肌,并称附睾白色脂肪组织和肩胛骨间褐色脂肪组织重量。采用电镜观察zdf大鼠股四头肌线粒体病理形态结构,用化学比色法检测股四头肌线粒体细胞色素c氧化酶活性,分别用免疫印迹和rt-pcr法检测股四头肌pgc-1α及下游线粒体生物合成和氧化相关基因nrf-1、mttfa蛋白和mrna的表达水平,并对数据进行统计学分析。结果:1.电针对zdf大鼠胰岛素抵抗相关基础指标的影响:模型对照组、非电针刺激组、电针组zdf大鼠的体重均显著高于空白对照组(p0.01);非电针刺激组、电针组zdf大鼠的体重较模型对照组呈回降趋势,非电针刺激组和模型对照组间无明显差异(p0.05),而电针组和模型对照组间有显著性差异(p0.05)。各组zdf大鼠体长无明显差异(p0.05)。模型对照组、非电针刺激组、电针组zdf大鼠的lee’s指数均明显大于空白对照组(p0.05);非电针刺激组、电针组zdf大鼠的lee’s指数较模型对照组呈减小趋势,非电针刺激组和模型对照组间无明显差异(p0.05),而电针组和模型对照组间有显著性差异(p0.05)。模型对照组、非电针刺激组、电针组zdf大鼠的附睾白色脂肪和肩胛骨间褐色脂肪组织含量均明显大于空白对照组,具有极显著性差异(p0.01);非电针刺激组、电针组zdf大鼠的附睾白色脂肪组织含量较模型对照组减少,经统计学处理,非电针刺激组和模型对照组间无明显差异(p0.05),电针组和模型对照组有显著性差异(p0.05);非电针刺激组、电针组zdf大鼠的肩胛骨间褐色脂肪组织含量较模型对照组增加,经统计学处理,非电针刺激组和模型对照组间无明显差异(p0.05),电针组和模型对照组有显著性差异(p0.05)。与空白对照组相比,模型对照组、非电针刺激组和电针组空腹血糖和餐后血糖均明显升高(p0.01)。与模型对照组相比,治疗前,非电针刺激组和电针组的空腹血糖和餐后血糖均无明显差异;治疗后,非电针刺激组的空腹血糖和模型对照组相比亦无明显差异,而电针组的空腹血糖较模型对照组明显降低(p0.01);治疗后,非电针刺激组和电针组的餐后血糖均较模型对照组降低(p0.05)。2.电针对zdf大鼠股四头肌线粒体病理结构的影响:空白对照组大鼠股四头肌的肌原纤维束排列有序规整,清晰可见,肌节明显,沿肌原纤维束规则地排列着大量暗色结构正常的线粒体颗粒,走向整齐,形态完整,形状多种多样,呈椭圆形、卵圆形等,大小不一,属于正常结构的线粒体;模型对照组大鼠股四头肌的肌原纤维束排列紊乱,肌丝走向不整齐,模糊不清,肌节明显,肌原纤维束间未见明显结构正常的线粒体镶嵌,大量空泡形成,结构不正常;非电针刺激组大鼠股四头肌的肌原纤维束排列稍整齐,肌节略明显,肌原纤维束间镶嵌着少量线粒体,排列比较紊乱,稍胀变形,有少许空泡形成;电针组大鼠股四头肌的肌原纤维束排列比较整齐,肌节比较明显,线粒体数量明显增多,沿肌原纤维束规则排列,走向整齐,其形态完整,形状多样,大小不一,结构接近正常,有极少许空泡形成。由此可见,电针对zdf大鼠股四头肌线粒体结构具有明显的保护作用。3.电针对zdf大鼠股四头肌线粒体功能的影响:模型对照组zdf大鼠股四头肌细胞色素c氧化酶活性较空白对照组显著减弱(p0.05);与模型对照组比较,电针组和非电针刺激组zdf大鼠股四头肌细胞色素c氧化酶iv的活性明显增强(p0.05)。4.电针对zdf大鼠股四头肌pgc-1α蛋白和mrna的表达水平的影响:模型对照组和非电针刺激组zdf大鼠股四头肌pgc-1α蛋白表达水平低于空白对照组(p0.05),电针组和空白对照组无明显差异(p0.05);电针组和非电针刺激组的pgc-1α蛋白的表达水平明显高于模型对照组(p0.05),说明电针和非电针刺激干预均能增加zdf大鼠股四头肌pgc-1α蛋白相对表达水平。模型对照组zdf大鼠股四头肌pgc-1αmrna相对表达水平低于空白对照组(p0.05),而非电针刺激组和电针组高于空白对照组(p0.05);电针组和非电针刺激组zdf大鼠股四头肌pgc-1αmrna相对表达水平均明显高于模型对照组(p0.01),电针组pgc-1αmrna相对表达水平约是非电针刺激组的2倍。5.电针对zdf大鼠股四头肌nrf-1蛋白和mrna的表达水平的影响:模型对照组、非电针刺激组zdf大鼠股四头肌nrf-1蛋白表达水平较空白对照组明显降低(p0.05),电针组和空白对照组无明显差异(p0.05);非电针刺激组和电针组zdf大鼠股四头肌nrf-1蛋白表达水平较模型对照组明显升高(p0.05),说明电针和非电针刺激均能增加zdf大鼠股四头肌nrf-1蛋白表达水平。空白对照组、模型对照组、非电针刺激组三组间zdf大鼠股四头肌nrf-1mrna相对表达水平无明显差异(p0.05);电针组较空白对照组、模型对照组、非电针刺激组三组zdf大鼠股四头肌nrf-1mrna相对表达水平明显增高(p0.01),说明,电针能增加zdf大鼠股四头肌nrf-1mrna相对表达水平。6.电针对zdf大鼠股四头肌mttfa蛋白和mrna的表达水平的影响:模型对照组、非电针刺激组和电针组zdf大鼠股四头肌mttfa蛋白相对表达水平较空白对照组明显降低(p0.05);非电针刺激组和电针组zdf大鼠股四头肌mttfa蛋白相对表达水平较模型对照组明显升高(p0.05),且电针组zdf大鼠股四头肌mttfa蛋白相对表达水平较非电针刺激组高(p0.05),说明,电针和非电针刺激均能增加zdf大鼠股四头肌mttfa蛋白相对表达水平,且电针较非电针刺激的效果要好。模型对照组、非电针刺激组zdf大鼠股四头肌mttfamrna相对表达水平较空白对照组明显降低(p0.01),而电针组和空白对照组无显著性差异(p0.05);非电针刺激组和电针组zdf大鼠股四头肌mttfamrna相对表达水平较模型对照组明显升高(p0.05),且电针组较非电针刺激组高(p0.05),说明,电针和非电针刺激均能增加zdf大鼠股四头肌mttfamrna相对表达水平,且电针较非电针刺激的效果要好。结论:1.电针对遗传型胰岛素抵抗模型zdf大鼠可以起到减轻体重、减少白色脂肪组织含量、增加褐色脂肪组织含量、降低lee’s指数、降低血糖的作用,且电针和非电针刺激无显著性差异,说明电针和非电针刺激均可以起到良好的减轻胰岛素抵抗的作用。2.电针对遗传型胰岛素抵抗模型zdf大鼠受损股四头肌线粒体结构有明显的保护作用,可增强线粒体呼吸酶coxiv活性,且电针和非电针刺激无显著性差异,说明电针和非电针刺激均可以改善股四头肌线粒体氧化功能。3.电针通过上调遗传型胰岛素抵抗模型zdf大鼠股四头肌pgc-1α及下游线粒体生物合成和氧化相关基因nrf-1、mttfa表达水平,增强股四头肌线粒体功能,从而改善遗传型胰岛素抵抗模型zdf大鼠股四头肌胰岛素敏感性,这可能是电针改善胰岛素抵抗的关键机制。4.从调控遗传型胰岛素抵抗模型zdf大鼠股四头肌pgc-1α及下游线粒体生物合成和氧化相关基因nrf-1、mttfa表达水平方面来看,电针较非电针刺激的效果好,这可能与电刺激因素有关,说明电针更能增强股四头肌线粒体功能,改善遗传型胰岛素抵抗模型ZDF大鼠股四头肌胰岛素敏感性。
【关键词】：胰岛素抵抗 电针 线粒体 PGC-1α NRF-1 mtTFA ZDF大鼠 股四头肌
【学位授予单位】：湖北中医药大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R245
【目录】：

• 摘要5-11
• Abstract11-18
• 缩略词表18-19
• 前言19-22
• 实验一 电针对ZDF大鼠体重、Lee’S指数、体脂及血糖的影响22-28
• 1 材料和方法22-24
• 2 实验结果24-26
• 3 讨论26-28
• 实验二 电针对ZDF大鼠股四头肌线粒体形态和呼吸酶细胞色素C氧化酶IV的影响28-33
• 1 材料和方法28-30
• 2 实验结果30-31
• 3 讨论31-33
• 实验三 电针对ZDF大鼠股四头肌PGC-1α 蛋白和mRNA表达的影响33-46
• 1 材料和方法33-42
• 2 实验结果42-43
• 3 讨论43-46
• 实验四 电针干预ZDF大鼠股四头肌PGC-1α 表达对下游线粒体相关基因NRF-1 和mtTFA的影响46-55
• 1 材料和方法46-49
• 2 实验结果49-52
• 3 讨论52-55
• 讨论55-67
• 1 中医学对胰岛素抵抗的认识55-56
• 1.1 病名55
• 1.2 病因病机55-56
• 1.3 治则治法56
• 2 西医学对胰岛素抵抗的认识56-57
• 2.1 概述56-57
• 2.2 治疗现状57
• 3 取穴依据57-59
• 4 电针和手针的比较59-60
• 5 遗传型胰岛素抵抗大鼠模型的优缺点60-63
• 6 PGC-1α/NRF-1/mtTFA信号通路与胰岛素抵抗63-66
• 7 本课题的创新点66
• 8 展望66-67
• 结语67-68
• 参考文献68-80
• 附件80-100
• 附件一 文献综述80-97
• 参考文献86-97
• 附件二 图片97-98
• 附件三 博士期间发表论文及参与课题98-100
• 发表论文98-99
• 参与课题99-100
• 致谢100

  本文关键词：电针对ZDF大鼠股四头肌PGC-1α及下游线粒体相关基因表达的影响，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：395192