基于蛋白组学技术对2型糖尿病大鼠病证模型特点及中药复方干预作用的研究

发布时间：2018-11-11 21:48

【摘要】：目的：方证相关及其生物学基础是中医方剂学中的重要问题。而中医证候模型是方证关系研究中的重要工具,目前由于中医证的内涵缺乏确定性,而基于现代疾病为背景的病证结合模型以其具有较为明确的病生理基础而更多地受到重视。目前关于病证结合模型的评价还只是停留于中医证候外观表征与系统病生理层面,很少有研究在整体分子层面上(如蛋白组学)对其进行评价。本课题拟在前人研究基础上,从病证结合的角度,应用iTRAQ标记蛋白组学技术,对单纯高脂高糖喂饲和高脂高糖喂饲联合一次性腹腔注射STZ复制出的两种T2DM大鼠模型的西医病理和中医证候及血清蛋白组学特征进行比较观察,从“中医证候表征-系统病生理-蛋白质组学”不同维度上评价两种模型的生物学特点,探查其潜在的病、证生物学标志物；在此基础上观察了益气养阴化痰祛瘀方对高脂高糖联合STZ复制的T2DM气阴两虚痰瘀证大鼠模型的治疗作用及探查其分子作用靶标,以揭示该方与该病证相关的生物学基础。方法：1.模型评价：健康雄性SD大鼠35只,随机分为正常组、高脂高糖组、高脂高糖联合STZ组。其中正常组大鼠给予正常饲料,高脂高糖组和高脂高糖联合STZ组大鼠给予高脂高糖饲料,所有大鼠连续饲养12周。于实验第36天,高脂高糖联合STZ组大鼠一次性腹腔注射30mg/kg STZ,3天后尾静脉采血检测血糖,选择空腹血糖≥11.1mmol/L的大鼠纳入。12周末,观察并记录大鼠外观表征(毛发色泽、行为状态、情绪、舌质、臀尾评分、体重、饮食量、饮水量、大便量、小便量、抓握力),乙醚麻醉后腹主动脉采血、快速分离脏器组织。(1)实验室检测：糖化血红蛋白(GHbAlc)、血清胰岛素(Fins)、环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)、血栓素B2 (TXB2)、6-酮前列腺素Fla (6-keto PGFla)、内皮素(ET-1)、肝脏葡萄糖转运蛋白-2(GLUT-2)、肌肉葡萄糖转运蛋白-4(GLUT-4)、脂肪葡萄糖转运蛋白-4(GLUT-4)。(2)血清蛋白组学检测。2.药物治疗作用评价及靶标探查：健康雄性SD大鼠75只,随机分为正常组(10只)、造模组(65只)。其中正常组大鼠给予正常饲料,造模组大鼠给予高脂高糖饲料,于实验第36天,造模组大鼠一次性腹腔注射30mg/kg链脲佐菌素,3天后尾静脉采血检测血糖,选择空腹血糖≥11.1mmol/L的大鼠列入模型组。10周末将模型组大鼠随机分为高脂高糖联合STZ组、盐酸吡格列酮组(2.7mg·kg-1*天-’)、益气养阴方组(3.37g生药·kg-1·天-1)、益气养阴化痰方组(3.84g生药·kg-1·天-1)、益气养阴化痰祛瘀方组(4.80g生药·kg-1·天-1),各组大鼠连续灌胃给药14天。观察并记录正常组、高脂高糖联合STZ组、盐酸吡格列酮组、益气养阴化痰祛瘀方组大鼠外观表征(毛发色泽、行为状态、情绪、舌质、臀尾评分、体重、饮食量、饮水量、大便量、小便量、抓握力),于12周末,采集各组大鼠血液和脏器组织。实验室检测指标同上。运用血清蛋白组学技术分别检测正常组、高脂高糖联合STZ组、盐酸吡格列酮组、益气养阴化痰祛瘀方组血清蛋白表达情况。结果：1.模型评价：(1)高脂高糖组模型：大鼠出现毛发油腻、脱毛,嗜睡少动、舌淡、臀尾潮湿、色暗,多饮、多食、多尿、多便,FBG、cGMP含量显著升高,抓握力、ISI水平、肝脏GLUT-2、肌肉GLUT-4、脂肪GLUT-4含量、cAMP/cGMP比值、HDL-C、 6-keto PGF1α含量显著下降；血清差异蛋白101个(上调55个、下调46个),其涉及153条生物学途经,存在显著差异的信号通路11条,差异蛋白质相互作用网络2个。(2)高脂高糖联合STZ组模型：大鼠出现毛发油腻、脱毛,萎靡扎堆,舌、尾瘀斑,多饮、多食、多尿、多便、消瘦、抓握力显著减弱,FBG、HOMA-IR、 Fins、GHbAlc、cGMP、 TC、LDL-C含量、TXB2/6-keto PGFla比值显著升高,ISI水平、肝脏GLUT-2.肌肉GLUT-4.脂肪GLUT-4、cAMP含量、cAMP/cGMP比值、HDL-C、6-keto PGF1α含量显著下降；血清差异蛋白48个(上调40个、下调8个),其涉及20条生物学途经,存在显著差异的信号通路4条,差异蛋白质相互作用网络2个；选择性ELISA验证结果显示血清FCN2、 apoC4、apoB100、CYR61蛋白表达量明显升高。(3)高脂高糖组与高脂高糖联合STZ组比较,共有差异蛋白97个(上调37个、下调60个)、无显著变化蛋白32个,差异蛋白涉及116条生物学途经,存在显著差异的信号通路13条,差异蛋白质相互作用网络2个；与高脂高糖组相比,高脂高糖联合STZ组大鼠血清a1I3蛋白表达量显著下调,血清HSP71、FXII、PPKARIA、FCN2蛋白表达量显著上调,血清UN13D、LBP蛋白表达量无明显差异。2.药物治疗作用评价及靶标探查：(1)益气养阴化痰祛瘀方组：显著改善T2DM气阴两虚痰瘀证大鼠的外观表征(皮毛、行为、情绪、舌、尾部瘀斑),显著升高摄食量、体重、抓握力、ISI、肝脏GLUT-2、肌肉GLUT-4、脂肪GLUT-4、cAMP、cAMP/cGMP、 6-keto PGF1α水平,显著降低饮水量、大便量、FBG、GHbAlc、Fins、HOMA-IR、cGMP、 TG、TC、LDL-C、TXB2、TXB2/6-keto PGF1α、ET-1水平；益气养阴化痰祛瘀方治疗后共有23个差异蛋白(上调5个、下调18个),其涉及7条生物学途径；ELISA结果显示,CDC42、RhoA、CYR61在高脂高糖联合STZ组中显著升高,在益气养阴方、益气养阴化痰方、益气养阴化痰祛瘀方治疗后有不同程度的降低,且益气养阴化痰祛瘀方作用效果最好。(2)盐酸吡格列酮组：显著改善T2DM气阴两虚痰瘀证大鼠的外观表征(皮毛、行为、情绪、舌),显著升高摄食量、体重、抓握力、ISI、肝脏GLUT-2、肌肉GLUT-4、脂肪GLUT-4、 cAMP、6-keto PGF1α水平,显著降低饮水量、大便量、小便量、FBG、GHbA1c、Fins、HOMA-IR、cGMP、TG、TC、LDL-C、TXB2、TXB2/6-keto PGF1α、ET-1水平;盐酸吡格列酮治疗后共有12个差异蛋白(上调1个、下调11个)。(3)两种药物比较共有8个相似的治疗靶标。结论：1.模型评价：(1)在实验12周末,两种造模方法均可以成功复制出T2DM大鼠模型,并表现出不同程度的中医气阴两虚及痰浊血瘀的证候表征,其中高脂高糖模型大鼠处于T2DM初期,伴有明显的气阴两虚证,病机上开始涉及到痰浊和血瘀；高脂高糖饮食联合STZ复制的模型大鼠T2DM损伤较重,伴有更为明显的气阴两虚痰瘀证的变化。(2)两种方法复制的T2DM病证结合模型产生的机制在胰岛素分泌、凝血、糖酵解方面确有不同；炎症损伤是二者产生的共同机制,但引起炎症损伤的诱因不尽相同。(3)FCN2、apoC4和apoB100和可作为潜在的T2DM生物标志物,CYR61可作为潜在的气阴两虚痰瘀证生物标志物。2.药物治疗作用评价及靶标探查：(1)益气养阴化痰祛瘀方与盐酸吡格列酮对T2DM气阴两虚痰瘀证具有一定程度上的治疗作用。(2)益气养阴化痰祛瘀方可通过显著改善大鼠体内炎症反应、细胞间信号转导、蛋白激酶活性等生物学功能相关蛋白的含量来治疗T2DM气阴两虚痰瘀证,从而实现对T2DM气阴两虚痰瘀证及其并发症的多通路、多靶点治疗。(3)CDC42、RhoA、CYR61同是益气养阴化痰祛瘀方治疗T2DM气阴两虚痰瘀证的潜在靶标之一。综上所述,本课题发现,高脂高糖饮食联合STZ法诱导的T2DM大鼠模型具有明显的中医气阴两虚痰瘀证特点,通过血清蛋白组学发现FCN2、apoC4和apoB100可作为潜在的T2DM生物标志物、CYR61是气阴两虚痰瘀证的可能生物标志物；因证组方方药(益气养阴化痰祛瘀方)对此T2DM气阴两虚痰瘀证模型具有一定的治疗作用,通过血清蛋白组学发现其作用的潜在靶标有CDC42、RhoA、CYR61。
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【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R285.5
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本文编号：2326230