胰高血糖素样肽-1受体激动剂对糖耐量减低大鼠胰岛β细胞的保护作用

【摘要】：目的通过观察胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂艾塞那肽(Exendin-4)干预高糖高脂喂养诱导的糖耐量减低(IGT)大鼠胰岛β细胞数量、分泌功能的变化，探讨胰高血糖素样肽-1受体激动剂对IGT大鼠胰岛β细胞的保护作用及对血糖等临床基本特征的影响。 方法96只4~5周龄(150g~180g)清洁级雄性Wistar大鼠，购于山西省中医研究所。适应性喂养1周后(5只/笼)，随机分为常规饲料喂养组(n=24)和高糖高脂饮食喂养组(n=72)，其中常规饲料喂养组给予常规饲料(13.4kJ/g，其中脂肪提供热量占10.2%，蛋白质占23.3%，碳水化合物占66.5%)；高糖高脂饮食喂养组给予高糖高脂饲料(21.8kJ/g，其中脂肪提供热量占56.0%，蛋白质占7.0%，碳水化合物占37.0%)。均自由饮水，室温控制在18~22°C，相对湿度30%～70%。两组大鼠每日早晚各投食一次，每日每只大鼠的投食量为其体重的3%。12周时，做口服葡萄糖耐量(OGTT)试验：禁食12-14h后，鼠尾采血用快速血糖仪测空腹血糖(FBG)，以50%葡萄糖注射液2g/kg体重灌胃，2h后再次鼠尾采血测OGTT 2h血糖(2hPG)。以3.9mmol/L≤FBG＜6.1mmol/L，7.8mmol/L≤2hPG＜11.1mmol/L并持续一周以上为造模成功。常规饲料喂养组24只血糖均正常，全部纳入正常糖耐量对照组(NGT组，n=24)，继续给予常规饲料喂养，自由饮水；高糖高脂饮食喂养组成模62只，随机分为糖耐量减低组、Low-Exendin4组、High-Exendin4组，继续给予高糖高脂喂养，自由饮水。所有大鼠从成模后开始计时，分别分为0、4、8周组。正常糖耐量对照组随机分为正常对照0周组(N0W组，n=8)、4周组(N4W组，n=8)、8周组(N8W组，n=8)；糖耐量减低组随机分为糖耐量减低0周组(IGT0W组，n=6)、4周组(IGT4W组，n=7)、8周组(IGT8W组，n=7)；Low-Exendin4组随机分为Low-Exendin4-0周组(L-Ex0W组，n=7)、4周组(L-Ex4W组，n=7)、8周组(L-Ex8W组，n=7)；High-Exendin4组随机分为High-Exendin4-0周组(H-Ex0W组，n=7)、4周组(H-Ex4W组，n=7)、8周组(H-Ex8W组，n=7)。正常糖耐量对照组及糖耐量减低组每日两次皮下注射等体积生理盐水；Low-Exendin4组按5μg/kg每日两次皮下注射Exendin-4；High-Exendin4组按10μg/kg每日两次皮下注射Exendin-4。分别于0周、4周、8周时，禁饮食12~14h后，测量体重、鼠尾采血用快速血糖仪测空腹血糖及OGTT 2h血糖，次日处死动物，再次禁饮食12~14h，用5%水合氯醛0.6ml/100g体重腹腔注射麻醉大鼠，腹主静脉取血，血标本迅速离心留取血清﹣70°C保存，待用化学发光法测胰岛素。取血后迅速取出胰腺，PBS液冲洗，将胰腺组织用10%甲醛液固定，脱水，石蜡包埋，常规切片，行HE染色，光镜下观察各组胰岛单个胰岛面积、胰岛数量组织形态学改变；用免疫组化方法测定各组胰腺组织PDX-1、BCL-XL、Caspase-3蛋白表达的变化。 所有计量资料均采用均数±标准差( x±s )表示，采用单因素方差分析、t检验、SNK-q检验分析结果。 结果 1.各组大鼠体重比较：Low-Exendin4-0周组较IGT0周组体重无变化，差异无统计学意义(P0.05)，较同期正常糖耐量对照组体重增加(P0.05)；Low-Exendin4-4周组较0周组、IGT4周组体重均降低(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组体重增加(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较0周组、IGT8周组体重均降低(均P0.05)，较同期正常对照组体重升高(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较4周组体重进一步降低(P0.05)。High-Exendin4-0周组较同期Low-Exendin4组体重无变化，差异无统计学意义(P0.05)；High-Exendin4-4周、8周组较同期Low-Exendin4组体重进一步降低(均P0.05)。 2.各组大鼠血糖和胰岛素临床指标的比较：Low-Exendin4-0周组较IGT0周组OGTT2h血糖、空腹血清胰岛素无变化，差异无统计学意义(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组OGTT 2h血糖增高，空腹血清胰岛素降低(均P0.05)；Low-Exendin4-4周组较0周组、IGT4周组OGTT 2h血糖降低，空腹血清胰岛素增高(均P0.05)，较同期正常对照组OGTT 2h血糖增高，空腹血清胰岛素降低，差异无统计学意义(均P0.05)；Low-Exendin4-8周组较0周组、IGT8周组OGTT 2h血糖降低，空腹血清胰岛素增高(均P0.05)，较同期正常对照组OGTT 2h血糖增高，空腹血清胰岛素降低，差异无统计学意义(均P0.05)；Low-Exendin4-8周组较4周组OGTT 2h血糖进一步降低，空腹血清胰岛素进一步增高，差异无统计学意义(均P0.05)。High-Exendin4-0周组较同期Low-Exendin4组OGTT 2h血糖、空腹血清胰岛素差异无统计学意义(P0.05)；High-Exendin4-4周、8周组较同期Low-Exendin4组OGTT 2h血糖进一步降低，空腹血清胰岛素进一步增高，差异无统计学意义(均P0.05)。 3．各组大鼠胰腺组织HE染色光镜下观察：Low-Exendin4-0周组较IGT0周组单个胰岛面积、平均每视野下胰岛数量无明显变化，较同期正常糖耐量对照组单个胰岛面积减小、胰岛数量减少；Low-Exendin4-4周组较0周组、IGT4周组单个胰岛面积增大、平均每视野下胰岛数量增多，较同期正常糖耐量对照组单个胰岛面积减小、平均每视野下胰岛数量减少；Low-Exendin4-8周组较0周组、IGT8周组单个胰岛面积增大、平均每视野下胰岛数量增多，较同期正常糖耐量对照组单个胰岛面积、平均每视野下胰岛数量无明显差别；Low-Exendin4-8周组较Low-Exendin4-4周组单个胰岛面积增大、平均每视野下胰岛数量增多。High-Exendin4-0周组较同期Low-Exendin4组单个胰岛面积、平均每视野下胰岛数量无明显变化；High-Exendin4-4周、8周组较同期Low-Exendin4组单个胰岛面积进一步增大、平均每视野下胰岛数量进一步增多。 4．各组大鼠胰腺组织PDX-1表达的比较：Low-Exendin4-0周组较IGT0周组胰腺PDX-1表达无明显变化，差异无统计学意义(P0.05)，较同期正常对照组PDX-1表达降低(P0.05)；Low-Exendin4-4周组较0周组、IGT4周组PDX-1表达增高(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组PDX-1表达降低(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较0周组、IGT8周组PDX-1表达增高(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组PDX-1表达降低，差异无统计学意义(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较4周组PDX-1表达进一步增高(P0.05)。High-Exendin4-0周组较同期Low-Exendin4组PDX-1表达无明显变化，差异无统计学意义(P0.05)；High-Exendin4-4周、8周组较同期Low-Exendin4组PDX-1表达进一步增高(均P0.05)。 5．各组大鼠胰腺组织BCL-XL表达的比较：Low-Exendin4-0周组较IGT0周组胰腺BCL-XL表达无明显变化，差异无统计学意义(P0.05)，较同期正常对照组BCL-XL表达降低(P0.05)；Low-Exendin4-4周组较0周组、IGT4周组BCL-XL表达增高(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组BCL-XL表达降低(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较0周组、IGT8周组BCL-XL表达增高(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组BCL-XL表达降低，差异无统计学意义(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较4周组BCL-XL表达进一步增高(P0.05)。High-Exendin4-0周组较同期Low-Exendin4组BCL-XL表达无明显变化，差异无统计学意义(P0.05)；High-Exendin4-4周、8周组较同期Low-Exendin4组BCL-XL表达进一步增高(均P0.05)。 6．各组大鼠胰腺组织Caspase-3蛋白表达的比较：Low-Exendin4-0周组较IGT0周组胰腺Caspase-3表达无明显变化，差异无统计学意义(P0.05)，较同期正常糖耐量对照组Caspase-3表达增高(P0.05)；Low-Exendin4-4周组较0周组、IGT4周组Caspase-3表达降低(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组Caspase-3表达增高(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较0周组、IGT8周组Caspase-3表达降低(均P0.05)，较同期正常糖耐量对照组Caspase-3表达增高，差异无统计学意义(P0.05)；Low-Exendin4-8周组较4周组Caspase-3表达进一步降低(P0.05)。High-Exendin4-0周组较同期Low-Exendin4组Caspase-3表达无明显变化，差异无统计学意义(P0.05)；High-Exendin4-4周、8周组较同期Low-Exendin4组Caspase-3表达进一步降低(均P0.05)。 结论 1.糖耐量减低阶段已出现胰岛β细胞增殖减少，凋亡增多，胰岛β细胞数量减少，胰腺组织PDX-1、BCL-XL表达降低，Caspase-3表达增高。 2. GLP-1受体激动剂可以通过增加胰腺组织PDX-1、BCL-XL表达，降低Caspase-3的表达，促进糖耐量减低大鼠胰岛β细胞增殖，减轻糖耐量减低大鼠胰岛β细胞凋亡，增加胰岛β细胞数量。 3. GLP-1受体激动剂对胰岛β细胞功能的保护作用在一定范围内呈时间、剂量-效应关系。

【关键词】：胰高血糖素样肽-1 糖耐量减低 胰岛 β细胞 增殖 凋亡
【学位授予单位】：山西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R587.1
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