生物素对实验大鼠血糖调节的影响

发布时间：2017-11-02 20:09

  本文关键词：生物素对实验大鼠血糖调节的影响

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【摘要】：目的生物素作为人体必需的维生素是体内四种羧化酶的辅酶,与糖脂代谢密切相关。由于人体可以通过肠内细菌合成产生生物素,因此除非存在先天性基因缺陷,生物素缺乏在人群中非常少见,因此有关生物素的研究相对较少,一度成为“被遗忘”的维生素。但是近年来随着生物技术和研究深度的增加,研究者发现生物素可以通过组蛋白生物素化参与多个基因表达及其下游事件调节,并有助于血糖调节；并且有研究支持大剂量生物素和吡啶甲酸铬联合应用能显著降低糖尿病患者血糖水平。但是对于生物素调节血糖抑或血脂的单独作用尚存在一定争议,因此本研究希望通过观察血糖异常不同状况下生物素对大鼠血糖调节作用及其可能机制。方法本研究分两个阶段观察生物素对血糖调节的作用及可能机制。第一阶段：生物素对高脂高糖(HFS)饲料诱导大鼠糖耐量受损的影响110只体重150±10g的Wistar大鼠按照初始体重和血糖随机分为6组,分别为正常对照组(Control)、模型组(Model)、吡啶甲酸铬组(CrP)(0.2mg/kg. BW)、生物素低(BL)、中(BM)、高(BH)剂量组。正常对照组给予普通维持饲料,其余各组给予高脂高糖饲料(HFS)喂养。喂养期间CrP组按每日0.2mg/kg. BW灌胃吡啶甲酸铬溶液作为阳性对照组,生物素3个剂量组分别按照每日0.6mg/kg. BW,3. Omg/kg. BW,6. Omg/kg. BW灌胃生物素溶液,正常对照组和模型组分别给与等量饮用水进行灌胃。每鼠每日灌胃两次,每次灌胃体积为10ml/kg. BW。HFS喂养第8w和12w进行OGTT实验,计算血糖应答曲线下面积(AUC),同时测定空腹血清总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)水平。第二阶段：生物素对2型糖尿病模型大鼠血糖调节的影响实验第13周,HFS喂养各组大鼠注射小剂量链脲霉素(STZ) (25mg/kg. BW)制造糖尿病大鼠模型,并暂停生物素和吡啶甲酸铬灌胃。密切观察大鼠进食、体重变化,待造模后1w大鼠基本状况稳定后恢复灌胃处理。分别于造模第3 w、10 w(即总实验16w、23w)进行OGTT实验,测量空腹血糖和餐后2h血糖,及血清生物素水平。造模后12w(即总实验25w)结束实验,空腹过夜条件下戊巴比妥钠麻醉后腹主动脉取血、处死。分离血清测定血糖、胰岛素、TC、TG:剥离动物肝脏、肾脏、心脏和胰腺称重,进行大体观察；取肝脏、肌肉、肾、胰腺和脾脏组织样品迅速置于液氮冷冻并-80℃保存,用于病理染色检测、肝/肌糖原含量测定、胰腺组织免疫组化和β细胞计数,采用RT-PCR方法测定肝脏组织PI3K、GuK、UCP1、UCP2,肌肉组织IR、GLUT4、Fox01、PPARγ、PCC、Fasn等基因的mRNA表达量。结果给予HFS饲料喂养后,大鼠呈现明显的体重升高,从6w开始模型组体重和正常对照组相比P0.05；8w开始模型组大鼠餐后30min、60min血糖值以及AUC值明显高于正常对照组(P0.05),12w时餐后2h血糖也明显升高(和正常对照组相比P0.05)。和模型组相比,生物素干预8w时血糖峰值有所下降,12w时生物素中剂量组大鼠血糖AUC明显降低(P0.05),高剂量组大鼠餐后2h血糖明显降低(P0.05)。注射STZ造模后,模型组大鼠出现明显多饮、多尿、体重下降等糖尿病症状、严重的脂肪肝及肝功指标异常升高、胰岛β细胞数量下降、(和正常对照组相比,P0.05)。与模型组相比,生物素高剂量组大鼠餐后30min血糖值和血糖AUC明显下降；各剂量组谷草转氨酶、谷丙转氨酶、碱性磷酸酶水平明显得到改善；病理染色显示,生物素中、高剂量组明显减轻肝脏脂肪变性,增加胰岛β细胞数量；生物素中、高剂量组上调GLUT4、Pccb,高剂量组上调糖代谢关键酶GcK、 PPARγ等基因表达,并对下调PCK1有影响(和模型组相比,P0.05)。结论 生物素能一定程度上缓解由高脂高糖饲料喂养造成的实验大鼠糖耐量受损,并部分改善由化学损失造成的糖尿病的发生发展；3mg/kg.BW以上剂量的生物素可有效改善糖尿病大鼠肌糖原动员、保护胰腺组织并维持胰岛β细胞数量、并且对肝脏有一定的保护作用。生物素对大鼠血糖的调节可能通过改善PI3K/AKT信号传导通路中胰岛素敏感性,促进糖原合成,减少糖异生等作用机制。
【关键词】：生物素 胰岛素抵抗 2型糖尿病 餐后血糖 血糖AUC 肌糖原 糖代谢关键酶 PI3K/AKT信号通路基因
【学位授予单位】：中国疾病预防控制中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R151
【目录】：

• 英文缩略词表7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 前言13-15
• 1 生物素及其主要生理功能13
• 2 生物素调节血糖的研究进展13-14
• 3 存在问题14
• 4 研究目标14-15
• 第一部分 材料和方法15-25
• 1 材料15-17
• 1.1 实验动物15
• 1.2 实验饲料15
• 1.3 主要仪器和试剂15-17
• 2 方法17-25
• 2.1 分组17-18
• 2.2 实验过程18-20
• 2.3 检测指标及分析方法20-24
• 2.4 统计分析24-25
• 第二部分 结果25-49
• 一、生物素对HFS饲料诱导大鼠糖耐量受损的影响25-29
• 1.1 大鼠一般状况25-26
• 1.2 生物素对糖耐量受损大鼠血糖的影响26-28
• 1.3 生物素对糖耐量受损大鼠血脂的影响28-29
• 二、生物素对糖尿病模型大鼠血糖调节的影响29-49
• 2.1 各组大鼠的存活情况和进食量29-30
• 2.2 生物素对糖尿病模型大鼠体重的影响30-31
• 2.3 各组大鼠血清生物素含量值31-32
• 2.4 生物素对糖尿病模型大鼠血糖、胰岛素、肝/肌糖原的影响32-34
• 2.5 生物素对糖尿病模型大鼠血脂的影响34-35
• 2.6 各组大鼠心、肝、肾的脏体比及大体病理学变化35-42
• 2.7 生物素对糖尿病模型大鼠与血糖调节相关的基因的影响42-49
• 第三部分 讨论49-53
• 1. 生物素调节血糖效果评价49-51
• 2. 生物素调节血糖有效剂量推测51-52
• 3. 生物素调节血糖作用机制52-53
• 全文总结53-54
• 本研究的创新之处54-55
• 参考文献55-58
• 附录1 论著58-67
• 附录2 个人简历67-68
• 致谢68

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本文编号：1132972