艾塞那肽对营养性肥胖小鼠肝脏线粒体功能的影响

发布时间：2018-11-06 08:47

【摘要】：背景:随着现代生活方式的改变,肥胖已经成为一个全球性的健康问题,有研究显示:肥胖人口在2015年己经达到了 7亿。而肥胖与代谢综合征之间也存在着明显的相关性。大量研究证实:包括非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、2型糖尿病、高血压和高血脂等一系列疾病的代谢综合征,它们的主要特征就是胰岛素抵抗。然而,有研究显示肝脏胰岛素抵抗的发生前于全身胰岛素抵抗,而肝脏受损的胰岛素信号转导可能是关键问题。然而,肝脏脂质沉积和胰岛素抵抗可导致氧化应激,氧化应激会影响肝脏线粒体的功能(如呼吸酶活性和ATP的生成),而当线粒体发生异常或功能障碍时,又会反过来加重肝脏的脂质沉积以及胰岛素抵抗,从而形成了一个恶性循环。因此,提高胰岛素的敏感性、减少肝脏脂质的积累是至关重要的,也是防止肝脏遭受氧化应激等"二次打击"所必不可少的。胰高血糖素样肽(GLP)-1是一种肠促胰素,当有食物摄入时,会刺激小肠L细胞释放GLP-1,吸收入血的GLP-1可以通过葡萄糖依赖性的胰岛素释放调节血液中的葡萄糖水平。据报道,GLP-1具有抑制胃排空,增加胃肠蠕动,作用于大脑产生饱腹感,促进β细胞增殖和降低血浆胰高血糖素浓度等有益的作用。艾塞那肽是GLP-1受体激动剂。既往研究显示,艾塞那肽对体脂起到了有益的影响,包括减少肥胖动物模型的体重,通过减少食物摄入量和增加能量消耗减少肥胖者超重体重等。艾塞那肽的这些优势不同于其他的传统的降糖药,不仅能够实现血糖的稳步控制,同时打破了糖尿病、肥胖和胰岛素抵抗的这个恶性循环体系。因此,针对2型糖尿病合并肥胖的患者,艾塞那肽更值得推荐使用。同时,随着GLP-1受体在肝脏有表达的发现,许多研究表明,GLP-1在改善肝脏脂毒性中起着重要的作用,尤其是在糖尿病患者中。尽管有些研究已经报道,艾塞那肽对肝脏胰岛素抵抗和脂毒性有一定的有益作用,这可能跟其能够影响氧化应激和线粒体有关,但是艾塞那肽作用的潜在机制仍然是不清楚和存在争议的。目的:1.明确艾塞那肽能否减轻高脂饮食诱导营养性肥胖小鼠的氧化应激及其可能的机制。2.探索艾塞那肽能否减轻高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的线粒体功能障碍。3.明确艾塞那肽能否减轻高脂饮食诱导营养性肥胖小鼠的胰岛素抵抗及其可能的机制。方法:1.动物处理:本研究选用4周龄的雄性C57BL/6小鼠。在适应饲养环境后,将48只小鼠随机分为普通饮食组(STD)和高脂饮食肥胖组(DIO),分别喂养12周(造模期)。成模后,艾塞那肽(10ug/kg体重,每日两次)或等量生理盐水皮下注射4周。小鼠随机分为以下四组:STD(n=12)、STD+艾塞那肽(n =12),DIO(n=12)和 DIO+ 艾塞那肽(n=12)。2.在小鼠应用艾塞那肽治疗前后分别进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT),腹腔胰岛素耐量试验(IPITT),每周测量体重并记录。3.在试验结束后,取血测血脂、肝功、糖化白蛋白(GA%)、血糖,用小鼠胰岛素ELISA试剂盒测定胰岛素水平。通过以下公式计算稳态模型评估:HOMA-IR=[血糖(mmol/L)×FINS(mIU/L)/22.5]。称量小鼠的肝脏重量、内脏脂肪重(本研究应用双侧附睾旁脂肪表示)并记录。4.通过苏木精-伊红(HE)染色、油红O染色及透射电子显微镜观察肝脏形态结构、脂质蓄积及超微结构。5.肝组织胰岛素信号通路相关蛋白通过Western blot检测。6.肝脏组织中丙二醛的含量通过脂质过氧化产物(MDA)测定试剂盒进行定量测定,肝线粒体膜电位(Δ Ψm)通过JC-1亲脂性阳离子荧光探针测量荧光。7.肝组织线粒体呼吸链(RC)酶活性通过酶-底物反应来评估。8.肝脏组织中的腺嘌呤核苷酸水平(AMP、ADP、ATP)通过高效液相色谱法(HPLC法)测定。能量电荷(EC)由以下公式计算EC=(ATP + ADP/2)/(ATP + ADP+AMP),其中AMP,ADP,和ATP是各自组织中的浓度。9.代谢评估:小鼠的机体代谢情况应用TSE PhonMASTER动物代谢测量分析系统(简称生物代谢笼)。包括:食物和水的摄入量、体力活动,二氧化碳生成量(VCO2)、耗氧量(VO2)、呼吸商(RQ)、产热量和基础代谢率(BMR)等全身代谢情况。结果:1.艾塞那肽降低高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的体重增加量及肝脏脂肪含量2.艾塞那肽降低高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的OGTT、IPITT及胰岛素抵抗。3.艾塞那肽降低高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的氧化应激,改善其线粒体结构紊乱。4.艾塞那肽提高高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的肝脏线粒体呼吸链复合酶活性。5.艾塞那肽影响高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的腺嘌呤核苷酸水平。6.艾塞那肽提高高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的机体代谢水平。结论:本次研究结果提示艾塞那肽通过改善氧化应激和肝脏脂肪变性从而改善高脂饮食诱导的营养性肥胖小鼠的胰岛素抵抗状态、肝脏胰岛素代谢信号通路及肝脏线粒体功能障碍,从而提高机体的整体代谢水平。
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【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R589.2

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