沙格列汀通过抑制SDF-1α降解促进2型糖尿病大鼠胰岛β细胞增殖作用的研究

发布时间：2019-09-20 03:57

【摘要】：目的糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一种多因素引起的慢性糖脂代谢紊乱性疾病,β细胞功能不全是糖尿病发病的根本原因。正常情况下,胰岛β细胞量是由胰腺前体细胞的数量决定的,并在生长过程中维持增殖、坏死、凋亡的总体平衡。就当前资料来看,促进β细胞凋亡的相关机制已经被广泛研究,主要包括糖毒性、脂毒性、胰多肽沉积及氧化应激等,但是即使进行良好的血糖血脂控制,β细胞的进行性损伤仍不可避免,因此发现潜在的促进β细胞增殖的因素至关重要。基质细胞生成因子(stromal cell derived factor-1,SDF-1α)作为一种小肽类趋化因子,研究证实在胰岛β细胞表面表达有SDF-1α的受体,并且当胰岛β细胞受到损伤后SDF-1α表达上调,激活下游具有促生长作用的WNT信号通路而发挥促进受损胰岛β细胞再生的作用。二肽基肽酶DPP-4作为一种体内固有的丝氨酸蛋白酶,近年来由于发现了其在糖尿病发病过程以及治疗过程中的良好作用而受到广泛关注。2型糖尿病(T2DM)患者体内DPP-4活性增加,可降解糖尿病患者体内升高的SDF-1ɑ而使其达不到保护胰岛功能的作用。因此,本研究以高脂喂养加STZ尾静脉注射建立2型糖尿病大鼠模型为基础,给与沙格列汀干预12周,拟探讨以DPP-4抑制剂沙格列汀抑制糖尿病大鼠体内升高的DPP-4酶活性,减少具有促增殖作用的SDF-1α的降解,观察其对胰岛功能及胰岛β细胞增殖的影响,并初步探讨其保护胰岛功能、促进β细胞再生的相关机制。方法雄性8周龄SD大鼠,随机分为N组(n=10),D组(n=10)和S组(n=10)。其中,N组为正常对照组,普通饲料喂养8周后尾静脉注射柠檬酸缓冲液;D组为2型糖尿病模型组,S组为沙格列汀干预组,高脂饲料喂养8周后,按30mg/kg体重剂量尾静脉注射2%STZ溶液。成模后,在第9周末起,S组给予沙格列汀1mg/kg/d剂量灌胃,N组及D组给予相应体积无菌注射用水灌胃,每周测量一次体重,每隔一周测一次血糖。干预12周后,进行高糖钳夹实验取血测定各时间点胰岛素水平,并处死动物。取胰腺组织称重,10%福尔马林常规固定部分组织,HE染色观察胰腺组织结构形态,抗大鼠胰岛素抗体、胰高血糖素抗体、SDF-1ɑ抗体免疫荧光双染观察胰腺组织中胰岛素阳性细胞、胰高血糖素阳性细胞及DPP-4、SDF-1ɑ的表达,PCNA免疫染色观察胰岛β细胞增殖情况;另一部分胰腺组织液氮冻存,western blot方法检测信号通路相关蛋白Akt、p-Akt、βcatenin及free-βcatenin的表达,Real Time-PCR的方法检测增殖相关基因c-myc及cyclin D1的m RNA表达。结果⑴与N组相比,D组及S组大鼠血糖较高而体重较低,但是D组及S组大鼠之间血糖及体重水平无明显差异。⑵干预第12周末,D组及S组大鼠血清ALT、AST、BUN、TC、TG及LDL水平均明显升高,与D组相比,S组大鼠血清ALT、BUN及TG的水平有明显改善。⑶干预第12周末,D组大鼠胰岛分泌功能明显受损,第一时相缺失,第二时相分泌减少,沙格列汀干预后第一时相和第二时相的分泌功能均有明显改善。⑷干预第12周末,HE结果显示D组大鼠胰岛结果紊乱,排列不规则,可见胰岛内细胞空泡变性,而沙格列汀组的胰岛相对完整,胰岛边界较清晰,细胞形态较好,无明显的肿胀及坏死。荧光双染显示D组大鼠胰岛胰岛素阳性细胞明显减少,胰高血糖素阳性细胞明显增加,并有中心化分布趋势,沙格列汀干预可以增加胰岛素阳性细胞并减少胰高血糖素阳性细胞的数量。⑸干预第12周末,PCNA免疫染色结果发现沙格列汀干预组大鼠胰岛中增殖细胞明显增加,并且Real Time-PCR也显示与增殖相关基因c-myc及cyclin D1的m RNA表达也明显增加。⑹干预第12周末,荧光双染结果显示沙格列汀干预组胰腺中DPP-4及SDF-1ɑ表达明显增加;并且与D组相比,S组胰腺组织中下游信号通路蛋白Akt、p-Akt、βcatenin及free-βcatenin的表达明显增加,差异明显(p0.05)。结论DPP-4抑制剂沙格列汀能够抑制糖尿病大鼠体内升高的DPP-4酶表达,进而抑制SDF-1α的降解,激活下游与增殖有关的信号通路蛋白Akt、p-Akt、βcatenin、free-βcatenin及基因cyclin D1、c-Myc的表达,促进胰岛β细胞的增殖,并最终引起胰岛功能的明显改善。
【图文】：

N 组给予普通饲料喂养，DM 组给予高脂饲料喂养，8 周后，DM 组大鼠的体重与 N 组大鼠相比有显著差异（P<0.05），血糖较 N 组无明显差异（P>0.05）（见表 1、图1 和图2）；造模组给予高脂饲料喂养8 周后，分别注射30mg/kg STZ，一周后检测非空腹血糖，，非空腹血糖>11.1mmol/L 的大鼠共 18 只，根据血糖值平均随机配对分为 DM 组（9 只）和 sax 组（9 只）。结果显示，与 N 组相比，DM 组体重降低（P<0.05），血糖升高（P<0.01）。然而

N 组给予普通饲料喂养，DM 组给予高脂饲料喂养，8 周后，DM 组大鼠的体重与 N 组大鼠相比有显著差异（P<0.05），血糖较 N 组无明显差异（P>0.05）（见表 1、图1 和图2）；造模组给予高脂饲料喂养8 周后，分别注射30mg/kg STZ，一周后检测非空腹血糖，非空腹血糖>11.1mmol/L 的大鼠共 18 只，根据血糖值平均随机配对分为 DM 组（9 只）和 sax 组（9 只）。结果显示，与 N 组相比，DM 组体重降低（P<0.05），血糖升高（P<0.01）。然而
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R587.1

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本文编号：2538528