内质网应激在糖尿病诱发血管损伤过程中的作用机制研究

发布时间：2017-11-15 14:32

  本文关键词：内质网应激在糖尿病诱发血管损伤过程中的作用机制研究

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【摘要】：背景:流行病学研究表明,糖尿病患者的心血管并发症成为其最常见的致死和致残原因。糖尿病(Diabetes mellitus,DM)能够引起血管功能紊乱,并最终发展为高血压,但其具体的作用机制尚不明确。有研究报道内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)广泛存在于糖尿病患者体内的多种组织和器官,并与代谢性疾病密切相关。近期发现ERS在心血管疾病,包括糖尿病心血管并发症、动脉粥样硬化及心力衰竭的发病过程中发挥重要作用。那么,ERS是否是连接高血糖和糖尿性血管功能紊乱的枢纽成为本研究关注的重点。本课题以高血糖动物的小血管为研究对象,旨在对高血糖诱发血管损伤的分子机制进行探讨,并观察微血管内质网应激在糖尿病诱发血管损伤过程所发挥的作用。方法:本研究建造两种大鼠模型:1)领取12周龄SD雄性大鼠,随机分为2组:(1)按照35 mg/kg剂量腹腔注射链脲佐菌素(streptozocin,STZ)诱导高血糖模型,选择血糖水平持续高于16.7 mM且低于26.0mM的动物作为糖尿病组(STZ);(2)腹腔注射等体积溶媒(柠檬酸盐缓冲液)作为对照组(control,con)。成模后1个月以无创尾动脉血压测定法检测血压,期间监测大鼠体质量和随机血糖。血压检测完毕后处死,取大鼠肠系膜阻力血管(mesentericresistantarteries,mra),采用蛋白印迹法(westernblotting)测定胰岛素信号通路关键因子蛋白激酶b(proteinkinaseb,akt/pkb)及胰岛素受体底物1(insulinreceptorsubstrate1,irs1)及内皮型一氧化氮合酶(endothelialnitricoxidesynthase,enos)的蛋白质表达水平;实时荧光定量pcr(rt-pcr)测定大鼠mra中内质网应激相关因子葡萄糖调节蛋白78(glucoseregulatedprotein78,grp78)、rna依赖的蛋白激酶r样内质网激酶(rna-dependentproteinkinaser-likeerkinase,perk)、真核翻译起始因子2α(eukaryoticinitiationfactor2α,eif2α)、x盒结合蛋白1(x-boxbindingproteinⅠ,xbp-1)、转录激活因子6(activatingtranscriptionfactor6,atf6)、ccaat/增强子结合蛋白同源蛋白(ccaat/enhancer-bindingproteinhomologousprotein,chop)的基因转录水平;及ers标志物葡萄糖调节蛋白78(glucoseregulatedprotein,grp78)的蛋白表达水平。2)高血糖雄性大鼠与正常雌鼠交配,其子鼠为实验组(offspringofdiabetesmellitus,dm-o),正常雄性大鼠与正常雌鼠交配,其子鼠为对照组(offspringofcontrol,con-o)。两组子鼠出生后监测体重、随机血糖和空腹血糖;实施葡萄糖耐量实验;检测血压。给予内质网应激抑制剂4-苯基丁酸(4-phenylbutyrateacid,4-pba)灌胃处理1个月后处死动物,收集mra和肝脏组织。westernblotting测定内质网应激相关蛋白的表达水平;irs1、akt及enos的蛋白质表达水平及其磷酸化水平。肝脏组织进行透射电子显微镜观测。结果:1)与对照组相比,糖尿病大鼠血糖水平显著升高,体质量明显下降,收缩压、舒张压及平均动脉压均明显升高。Western blotting结果表明胰岛素信号通路关键因子IRS1、Akt的磷酸化水平均显著下降;影响血管舒缩功能的eNOS磷酸化水平显著低于对照组,总eNOS蛋白表达水平不变;ERS标志物GRP78/Bip蛋白表达水平显著升高。RT-PCR结果显示糖尿病大鼠MRA中内质网应激相关因子的基因表达水平显著升高。2)糖尿病组子代体重明显增加,葡萄糖耐量受损。透射电镜观察到糖尿病组子代肝脏细胞出现不同程度的内质网肿胀。MRA中GRP78/Bip和p-Perk的蛋白表达水平显著升高,IRS1、Akt及eNOS磷酸化水平均显著下降;4-PBA抑制ERS后,GRP78/Bip和p-Perk的蛋白表达水平下调,IRS1、Akt及eNOS磷酸化水平均得到一定程度的恢复。实验结论:糖代谢异常引起实验大鼠血管损伤,IRS1/Akt/eNOS途径受到抑制。抑制内质网应激可改善IRS1/Akt/eNOS通路。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R587.2;R54

【参考文献】

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1 Yi-Cheng Chang;Emily Yun-Chia Chang;Lee-Ming Chuang;;Recent progress in the genetics of diabetic microvascular complications[J];World Journal of Diabetes;2015年05期

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本文编号：1190150