雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠糖脂代謝狀況及胰島素受體表達的研究

雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠糖脂代謝狀況及胰島素受體表達的研究

【摘

要】：目的

探究雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠糖脂代謝狀況及胰島素受體表達情況。方法

選取6只6周齡雄性SD大鼠，隨機分為2組：正常組和糖尿病組，每組3只；糖尿病組建立2型糖尿病模型，建模成功后與正常雌鼠交配，另取健康雄性SD大鼠與正常雌鼠交配，比較其F1代12周齡子鼠體重、血糖、血脂及胰島素水平；提取子鼠肝臟及骨骼肌，以實時定量聚合酶反應（RT-PCR）測量其肝臟及骨骼肌組織中胰島素受體（INSE）mRNA水平及蛋白表達量。結(jié)果

糖尿病組空腹血糖高于正常組，餐后2h血糖低于正常組；空腹胰島素、餐后2h胰島素水平低于正常組；甘油三酯、總膽固醇水平高于正常組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；糖尿病組肝臟及骨骼肌組織中INSR基因mRNA表達量及INSR蛋白表達水平低于正常組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結(jié)論

雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠存在糖脂代謝紊亂、胰島素受體表達下調(diào)情況?！綤eys】：糖尿病；父代；子代；胰島素受體；葡萄糖耐量試驗2型糖尿病為臨床常見慢性代謝性疾病。目前認為，母親患有糖尿病，會引發(fā)子代糖脂代謝紊亂癥狀，但對父親方面相關研究較少[1]。有研究顯示，父源性環(huán)境暴露，會通過精子介導對子代的表觀遺傳修飾，父代高脂高糖飲食等不良習慣會影響子代相關基因表達，因此提示若父代存在2型糖尿病，則其子代可能會出現(xiàn)糖脂代謝紊亂發(fā)生風險。為此，本次研究建立雄性2型糖尿病大鼠模型，對其子鼠進行糖脂代謝情況及INSR基因、蛋白表達情況，旨在了解父源性糖尿病對子代影響，以便為優(yōu)生優(yōu)育提供指導思路。1.材料與方法1.1材料選取6只6周齡雄性SD大鼠，隨機分為2組：正常組和糖尿病組，每組3只。正常組雄性大鼠常規(guī)飼料喂養(yǎng)，糖尿病組雄性大鼠高脂高糖飼料喂養(yǎng)12周（高脂高糖飼料：10%豬油，20%蔗糖，1%膽固醇，10%蛋黃粉，0.5%膽酸鈉，58.5%正常飼料）。12周后，夜間自由進水，禁食12小時，腹腔注射鏈脲佐菌素（STZ，30mg/KG），飼養(yǎng)2天后，夜間禁食12小時，可自由進水，尾靜脈采血測量血糖水平，連續(xù)測量兩天，血糖大于16.7mmol/l且小于25mmol/l為建立2型糖尿病模型成功。正常組大鼠腹腔注射枸櫞酸鈉緩沖溶液（PH值為4.5）。兩組按照雄雌比1:2的比例分別與正常雌鼠合籠，雌鼠正常飲食喂養(yǎng)至產(chǎn)下第一代子鼠。分別記為糖尿病組子鼠和正常組子鼠，每組選取10只，正常飲食飼養(yǎng)至12周周齡。1.2方法血糖、血脂及胰島素分泌水平：檢查前禁食12h，飲水自由；次日尾靜脈采集其空腹靜脈血，分別進行空腹血糖、胰島素分泌水平、甘油三酯、總膽固醇水平檢測；其中胰島素分泌水平、甘油三酯、總膽固醇水平檢測中，血液樣本室溫下靜置20min，4℃800r/min離心10min，取上清，分別以ELISA試劑盒、甘油三酯、總膽固醇試劑盒檢測；后依據(jù)2g/kg比例在其腹腔內(nèi)注射20%濃度葡萄糖溶液，2h后采集其尾靜脈血檢測餐后2h血糖水平。INSR基因mRNA表達量及INSR蛋白表達量：提取子鼠肝臟、骨骼肌組織，INSR基因mRNA表達量檢測方法為實時定量聚合酶反應（RT-PCR），INSR蛋白表達量檢測方法為Western印跡法。1.5統(tǒng)計學方法采用spss22.0軟件對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。所有數(shù)據(jù)以±sd表示，組間均值比較用t檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。2.結(jié)果2.1兩組血糖及胰島素水平情況糖尿病組空腹血糖高于正常組，餐后2h血糖低于正常組；空腹胰島素、餐后2h胰島素水平低于正常組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見圖1、圖2。

圖1：血糖變化

圖2：血胰島素濃度變化注：Bloodglucose（血糖）；Bloodinsulin（胰島素）；糖尿病組子代鼠vs正常組子代鼠，p<0.05。2.2兩組血脂水平情況糖尿病組甘油三酯、總膽固醇水平高于正常組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見圖3、圖4。圖3：甘油三酯水平檢測

圖4：總膽固醇水平檢測注：Triglyceride（甘油三酯）；Cholesterol（總膽固醇）；糖尿病組子代鼠vs正常組子代鼠，pa<0.05，pb<0.012.3兩組肝臟、骨骼肌組織中INSRmRNA水平相對表達量糖尿病組肝臟、骨骼肌中INSRmRNA水平相對表達量均低于正常組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見圖5、圖6。圖5：肝臟組織INSRmRNA表達水平

圖6：骨骼肌組織INSRmRNA表達水平注：INSR（胰島素受體）；糖尿病組子代鼠vs正常組子代鼠，p<0.052.4兩組肝臟、骨骼肌組織中INRS蛋白相對表達量糖尿病組肝臟、骨骼肌中INSR蛋白相對表達量均低于正常組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），Western印跡Westernblot結(jié)果見圖7；蛋白表達水平見圖8、圖9。圖7：Western印跡Westernblot圖8：肝臟組織INSR蛋白表達水平

圖9：骨骼肌組織INSR蛋白表達水平注：INSR：胰島素受體Insulinreceptor；圖8圖9：灰度統(tǒng)計學分析Statisticalanalysisofgrayvalue；糖尿病組子代鼠vs正常組子代鼠，*p<0.053.討論2型糖尿病早期主要表現(xiàn)為胰島素抵抗，其主要發(fā)生原因為INSR缺陷。既往認為，遺傳為2型糖尿病主要發(fā)生原因，而環(huán)境因素、基因突變同樣會引發(fā)INSR缺陷[2]。在本次建模過程中，應用STZ可靶向作用胰島β細胞，降低胰島素產(chǎn)生能力，引發(fā)血糖水平升高，使父源性環(huán)境暴露。而在研究結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，盡管其子代沒有高糖、高脂肪飲食，但與健康組子代小鼠相比，存在顯著糖脂代謝紊亂現(xiàn)象，且伴胰島素分泌量下降、INSRmRNA表達量下降、INSR蛋白量下降情況，提示父代2型糖尿病會增加子代糖脂代謝紊亂發(fā)生風險，而其發(fā)生原因可能與INSRmRNA表達下調(diào)有關。同時本次研究結(jié)果顯示，糖尿病組主要表現(xiàn)為空腹血糖升高，考慮原因為，子代鼠糖耐受下降及胰島素分泌功能下降，同時伴有胰島素早相分泌降低，出現(xiàn)胰島素分泌高峰延遲，因此在餐后2h血糖比較中，其血糖水平顯著低于正常組[3]。且在對子代小鼠血脂水平檢測中發(fā)現(xiàn)，其主要特征為肝臟中甘油三酯含量升高，并伴有脂質(zhì)沉積、脂肪變性等情況，體內(nèi)游離脂肪酸含量增高，肝臟脂肪變性，會增強肝臟糖異生作用，引發(fā)空腹血糖升高。說明子代小鼠糖耐量異常、脂代謝異常相互影響、相互促進，可將其作為患者飲食結(jié)構(gòu)調(diào)整依據(jù)，即在控制糖分攝入量基礎上，減少脂肪攝入。但本次研究不足之處為，父代糖尿病對子代影響發(fā)生時間相對較晚，未能將子代鼠喂養(yǎng)至老年期，可能會觀察到更明顯的糖代謝紊亂情況，以為日后研究提供更豐富參考依據(jù)。綜上所述，雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠存在糖脂代謝紊亂、胰島素受體表達下調(diào)情況。Reference[1]葛迎春,楊斌,吉冬梅.GDM患者脂肪組織中HMGB1表達與產(chǎn)后糖代謝異常的關系[J].中國婦幼健康研究,2022,33(3):105-110.[2]吳美芬,潘海燕,黃興麗,等.沙格列汀通過mi