实验性糖尿病大鼠胰岛β细胞凋亡、再生与氧化自由基、TGF-β相关因子的研究

【摘要】：糖尿病是重要的现代疾病。过去认为1型糖尿病是由于遗传和环境导致的自身免疫性疾病，在机制上以细胞免疫为主，炎症反应因子，通过氧化自由基诱导凋亡。2型糖尿病是由于遗传和环境导致的胰岛素抵抗、胰岛β细胞变性、衰竭的疾病。最新的流行病学研究结果表明：2型糖尿病也与炎症密切相关，2型糖尿病也是一种炎症性疾病。其发病与C反应蛋白、肿瘤坏死因子、白介素系列、纤溶酶原激活物抑制物、脂联素、瘦素等有关。在2型糖尿病中，炎症反应不仅是导致胰岛素抵抗，同时也是胰岛细胞凋亡的原因；以炎症反应开始的糖尿病慢性并发症的原因同时也是糖尿病发病的原因。1、2型糖尿病可能的共同机制为炎症因子通过一氧化氮合酶、环氧化酶等生成氧化自由基诱导胰岛细胞的功能障碍和细胞凋亡，而导致糖尿病。同时也有研究证明：1、2型糖尿病均存在着终生的胰岛β细胞的再生，胰岛细胞的再生修复能力、再生的刺激和抑制因子的作用，在发病机制上可能更为重要。由于糖尿病患病人数的不断增多，使其成为现代医学、生物学的重点研究课题。糖尿病在病因上的研究尤为重要。 本实验是采用小计量多次注射STZ方法制造糖尿病大鼠模型。应用组织病理学、免疫组织化学、激光共聚焦、Western印迹分析等技术对DM大鼠胰岛β细胞的凋亡、再生与氧化自由基、TGF-β等相关因子进行观察分析，探讨其发生发展机理，为糖尿病的预防和治疗提供理论依据。 具体实验分3个步骤进行： WP=93 1、Wistar大鼠糖尿病模型的建立及氧化自由基、凋亡、再生相关因子的分析； 2、胰岛素对DM大鼠胰岛氧化自由基、凋亡、再生相关因子的影响； 3、DM大鼠的3个月的观察及血糖小于7.8组、血糖大于11.1组和胰岛素治疗组胰岛氧化自由基、凋亡、再生相关因子的再分析。 实验中选用了HE染色观察胰岛的炎症细胞浸润；NO合酶免疫组化染色观察氧化自由基；Caspase-8免疫组化染色观察凋亡；PCNA免疫组化染色观察细胞的增殖；用醛品红标记β细胞的数量；同时进行了TGF-β免疫组化染色和Western印迹分析；用激光共聚焦分析了Insulin、PCNA、TGF-β的表达及其在位置上的关系。 结果表明： 1、小计量多次注射STZ能够较好地诱导Wistar大鼠成为糖尿病模型，每次30mg/kgBW，连续4次注射后，成模率为90%，模型组大鼠在血糖上高于正常对照组呈显著差异（P0.05）；在胰岛素水平上低于正常对照组呈显著差异（P0.05）。 成模大鼠的胰腺病理表现为：胰岛β细胞减少,胰岛可见以淋巴细胞、单核细胞为主体的炎细胞浸润。胰岛β细胞空泡变性,使胰岛呈空虚状态。电镜下：对照组大鼠胰岛破碎，结构不完整，胰岛细胞空泡变性，细胞内带晕环的分泌颗粒减少，颗粒不饱满。 成模（DM）组大鼠在NO合酶、Caspase-8、TGF-β水平高于正常对照组，呈显著性差异（P0.05）；在醛品红标记的β细胞数量上低于对照组，呈显著性差异（P0.05）。 2、DM大鼠在3个月时，胰岛素治疗组在NO合酶、Caspase-8、TGF-β水平上低于未治疗组呈显著性差异（P0.05）；在醛品红标记的β细胞数量上高于未治疗组呈显著性差异（P0.05）。 3、对DM大鼠连续3个月的血糖测定显示：成模后大鼠在血糖上的表现有逐渐上升、逐渐下降和平稳状态，这种状态在2个月时最明显。 WP=94 4、DM模型大鼠3个月时血糖大于11.1组在NO合酶、Caspase-8、TGF-β水平上高于血糖小于7.8组呈显著性差异（P0.05）；在醛品红标记的β细胞数量上低于血糖小于7.8组呈显著性差异（P0.05）。 5、血糖低于7.8组在TGF-β水平上低于胰岛素治疗组呈显著性差异（P0.05）；在醛品红标记的β细胞数量上高于胰岛素治疗组呈显著性差异（P0.05）。在NO合酶、Caspase-8及血糖、胰岛素上两组无差异（P.05）。 结论： 1、小计量多次注射STZ诱导的大鼠糖尿病模型连续观察3个月，更有利于研究糖尿病发生发展中，胰岛β细胞凋亡、再生及相关因子的关系，有助于阐明其发病机制。 2、成模后DM大鼠的胰岛功能，随着时间的延长而发生变化（血糖高低），此变化与β细胞的凋亡、再生状况不同有关。 3、胰岛素治疗改善胰岛功能状态与其抗β细胞凋亡，促进β细胞再生有关。其机制可能与减少氧化自由基，减轻β细胞细胞疲劳有关。 4、TGF-β水平与胰岛的功能恢复、β细胞数成反向变化，表明TGF-β对胰岛β细胞的再生起抑制性作用。

【关键词】：糖尿病 胰岛β细胞 氧化自由基 凋亡 再生
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：R587.1
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