锌-α2糖蛋白（ZAG）在砷与糖尿病发病关联中的作用研究

发布时间：2020-08-12 03:54

【摘要】：目的:探讨砷中毒与糖尿病的关联性及锌α2糖蛋白(ZAG)在其中的生物学效应,为砷暴露与糖尿病发病关联及诊疗提供新思路。方法:将40只SPF级SD大鼠,按体重随机分为对照组,糖尿病组,亚砷酸钠低、中、高剂量染毒组(低砷组、中砷组、高砷组),每组8只,雌雄各半。对染砷组大鼠(经口)连续染砷15周,剂量从低到高依次为0.45mg/kg、2.25mg/kg和11.25mg/kg。实验期间每周测定各组大鼠体重。第5周后糖尿病组大鼠腹腔注射四氧嘧啶建立糖尿病SD大鼠模型。每间隔2周测定1次各组大鼠空腹血糖、尿糖。实验第15周,腹腔麻醉后摘取各组大鼠的心、肝、脾、肺、肾等脏器组织称重,并将血样按需求离心分装于-80℃保存。用COD-PAP酶法测定大鼠血样中总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG),酶标仪直接法测定低密度脂蛋白胆固醇(ligh-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C),酶比色法测定糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,HAbC1),ELISA法测定胰岛素(insulin,INS)、胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)。HE染色观察肝、肾组织病理学变化。石墨炉原子吸收法测定大鼠尿砷、血砷及肝、肾组织中砷含量。ELISA法测定肝组织中谷胱甘肽(glutathione,GSH)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)含量,化学荧光法测定肝组织中活性氧(reactive oxygen species,ROS)活性。实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)测定大鼠肝组织中锌-α2糖蛋白(zinc-α2glycoprotein,ZAG)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisomal Proliferators-activated receptorγ-coactivator-1α,PGC-1α)、胰岛素(insulin,INS)及胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate-1,IRS-1)基因mRNA表达水平。蛋白免疫印迹法(Western-blot,WB)测定大鼠肝组织中ZAG、PGC-1α、IRS-1蛋白表达水平。结果:1.实验第15周时,糖尿病组与高砷组大鼠体重低于对照组(P0.05),各染砷组大鼠与糖尿病组的体重差异无统计学意义(P0.05)。2.实验第11、13、15周高砷组大鼠空腹血糖水平均高于对照组,并且15周时高砷组大鼠尿糖检测结果为阳性(P0.05)。3.糖尿病组与各染砷组大鼠TC、TG、LDL-C和HAbC1水平高于对照组,INS、IGF-1与HDL-C则低于对照组(P0.05);高砷组大鼠与糖尿病组的LDL-C、HDL-C、INS、IGF-1差异均无统计学意义(P0.05)。4.糖尿病组与高砷组大鼠的肝、肾脏脏器系数均高于对照组(P0.001),高砷组大鼠与糖尿病组的肝脏脏器系数差异无统计学意义(P0.05)。5.对照组肝、肾组织结构正常,无明显病变;糖尿病组肝、肾组织出现病变;染砷大鼠病理改变随着剂量升高愈加严重。6.染砷组大鼠的尿砷、血砷及肝、肾组织中砷含量明显高于对照组(P0.05)。7.糖尿病组与各染砷组大鼠GSH与SOD活性依次下降,而MDA、ROS活性则依次上升(P0.05)。高砷组大鼠与糖尿病组的SOD差异无统计学意义(P0.05);低、中砷组与糖尿病组的GSH、MDA、SOD、ROS差异均无统计学意义(P0.05)。8.随着亚砷酸钠染毒浓度增加,低、中、高砷组大鼠肝组织ZAG、PGC-1α、INS及IRS-1基因mRNA与蛋白表达依次降低(P0.05)。中砷组与糖尿病组大鼠肝组织ZAG、PGC-1α、INS及IRS-1基因mRNA表达差异无统计学意义(P0.05)。高砷组与糖尿病组大鼠肝组织中的ZAG、PGC-1α、IRS-1蛋白表达差异无统计学意义(P0.05)。结论:砷可能通过氧化应激作用使ZAG表达下调进而影响PGC-1α功能,导致肝脏糖脂代谢紊乱,加重胰岛素分泌不足或障碍,促使血糖升高,提示砷有可能促使糖尿病的发生。
【学位授予单位】：新疆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R587.1;R595
【图文】：

大鼠,空腹血糖水平,砷组,空腹血糖

新疆医科大学硕士学位论文22图1 不同时间点各组大鼠体重的变化Figure 1 The change of weight of rats in each group at different time points2 大鼠不同时间点空腹血糖的变化糖尿病组中有6只大鼠空腹血糖高于11.1mmol/L，成模率75%。实验第11、13、15周高砷组大鼠空腹血糖水平高于对照组，并且实验第15周时中、高砷组大鼠空腹血糖水平均高于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。实验第11、13、15周低、中砷组大鼠空腹血糖水平低于高砷组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。详细结果见表11，图2。表11 不同时间点各组大鼠空腹血糖的变化（mmol/L，x ±s）Table11 Changes of fasting blood glucose in rats at different time points（mmol/L，x ±s）组别例数（n）第5周第7周第9周第11周第13周第15周对照组 8 3.98±0.57 6.31±0.35 4.96±0.47 4.30±0.65 4.80±0.42 4.40±0.40糖尿病组 6 3.97±0.62 17.55±2.90a20.02±6.72a18.95±3.42a18.60±8.11a17.82±2.26a低砷组 8 4.06±1.03 6.43±0.77 5.16±0.59 4.71±0.39b4.79±0.49b5.38±0.85b中砷组 8 4.98±1.02 6.26±0.83 4.75±0.64 4.71±0.44b4.44±0.44b5.39±0.78ab高砷组 7 4.77±1.08 6.51±0.67 5.04±0.72 5.83±1.13a6.01±0.67a6.46±0.78aH 6.346 17.062 16.446 22.719 24.892 27.045P 0.175 0.002 0.002 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001[注]a与对照组比较

空腹血糖,大鼠,检测结果,尿糖

新疆医科大学硕士学位论文23图2 不同时间点各组大鼠空腹血糖的变化Figure 2 Changes of fasting blood glucose in rats at different time points3 各组大鼠尿糖变化尿糖指标判断依据是根据尿糖试纸的颜色反应显示尿糖含量，其中检测结果分别表示为－、±、1＋、≥2＋（包括2＋、3＋、4＋）。实验第5周各组大鼠尿糖检测结果均为阴性，经秩和检验无统计学意义（H=0，P=1.000）；实验第15周，糖尿病组大鼠尿糖检测结果均呈“≥2＋”，高砷组大鼠尿糖检测结果均呈“1＋”，中砷组有4只大鼠尿糖检测结果呈“±”，经秩和检验有统计学意义（H=33.040

尿砷,大鼠,砷组,统计学意义

新疆医科大学硕士学位论文27图4 各组大鼠肾脏病理损伤情况（HE，×200）Figure 4 Pathological damage of kidney in each group（HE，×200）7 各组大鼠砷含量的比较随着亚砷酸钠染毒剂量升高，大鼠的尿砷、血砷及肝、肾组织中砷含量均呈上升趋势。各染砷组大鼠的尿砷、血砷及肝、肾组织中砷含量明显高于对照组，差异均具有统计学意义（P＜0.05）；低、中砷组大鼠的尿砷、血砷及肝、肾组织中砷含量均低于高砷组，差异均具有统计学意义（P＜0.05）。尿砷、血砷与肝、肾组织中砷含量两两之间均呈正相关（P＜0.05）。详细结果见表16-18。

【参考文献】