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目的:袖状胃切除术(sleeve gastrectomy,SG)及胃旁路术(gastric bypass,GBP)是目前减重代谢外科的两种主流术式,既往的观点认为,对于无糖尿病的单纯性肥胖患者选择袖状胃切除术,而对于肥胖合并2型糖尿病的患者选择胃旁路术。然而随着临床实践的深入和基础研究的进展,发现对于肥胖合并2型糖尿病患者特别是病程较短程度较轻的2型糖尿病患者选择袖状胃切除术,其术后减重及降糖效果不亚于胃旁路术,且因为这一手术相对简单,不改变胃肠道的正常解剖结构,术后并发症少,如手术效果欠佳还可改行二期的修正手术等优势,在国内外已受到越来越多的重视和应用。从目前美国和中国的减重手术比例来看,袖状胃切除术的比例正逐年增多,均已超过50%。基于临床实践和基础研究的进展,进一步证实了袖状胃切除术是值得基础与临床去深入研究的一种代谢手术方式。袖状胃切除术的减重及降糖效果确切,然而其确切的治疗机制仍不为临床医生所知,既往的主流观点认为有前肠学说与后肠学说,通常认为,胃肠道内分泌细胞的分泌功能的变化引起了胃肠激素变化,从而引起肠胰岛轴的调节。然而这些学说仍然不能很好的揭示其确切机制。最近的研究发现胆汁酸在袖状胃切除术中起重要作用。已有的研究发现,袖状胃切除术后血浆胆汁酸水平明显升高,提示胆汁酸可能作为一种重要的信号分子发挥其作用,胆汁酸受体分为两种类型:膜受体(TGR5)和核受体(法尼醇受体,FXR)。TGR5基因敲除的小鼠行袖状胃切除术后,其减重及降糖效果明显减弱,提示TGR5介导了袖状胃切除术的减重及降糖环节。而FXR是一种核受体,其实质是一种转录调节因子,其既调控着下游靶基因的表达,同时也受上游其他转录因子的调控。FXR的激活可能在袖状胃切除术中发挥着更为重要的作用,然而现有的临床及基础研究尚未有很好的阐释。既往的分子生物学研究提示,FXR调节着下游一系列靶基因的表达,其中最重要的是参与调节糖、脂代谢的关键酶基因,如葡萄糖-6-磷酸水解酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase)、小异源二聚体伴侣(small heterodimer partner,SHP)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激化酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)、胆固醇7a-羟化酶(cholesterol 7alpha-hydroxylase,CYP7A1)、过氧化物酶体增殖剂激活受体a(peroxisomeproliferators-activated receptor-alpha,PPARa)、类固醇调节元件结合性蛋白-1(sterol-regulatory element binding proteins-1,SREBP-1)等。同样,FXR作为一种核受体,其上游同样受相关转录因子的调控,已知的相关转录因子包括肌腱膜纤维肉瘤癌基因家族B(MAFB,musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene family B)、叉头框蛋白O3(FOXO3,forkhead box O3)、早期生长反应蛋白-2(EGR-2,early growth response protein 2)等。本研究的动物实验部分旨在探讨袖状胃切除术后FXR及其下游调节糖、脂代谢的关键基因的表达变化,并寻找FXR上游的转录调节因子MAFB的表达变化。分子生物学实验部分探讨MAFB调控FXR及其下游受调控基因的表达,并探讨MAFB与FXR启动子的结合情况,明确袖状胃切除术对MAFB/FXR这一信号通路的激活作用,进而明确袖状胃切除术新的治疗机理,为临床实践提供理论基础和理论依据。研究方法:1、建立肥胖性2型糖尿病大鼠的动物模型:给8周龄雄性SD大鼠予以高糖高脂肪饲料喂养,12周后,再给以单次腹腔内注射2%链脲佐菌素(按照65 mg/kg剂量给药),72小时后,用快速血糖仪测定尾静脉血,连续三次随机血糖大于16.7 mmol/L,且大鼠体重超过395g者被认为是成功的模型,列入观察对象。2、将20只肥胖性2型糖尿病成模大鼠随机分为两组(手术组、假手术组),每组10只,另同时间正常饲料喂养的同周龄雄性SD大鼠10只做为对照组。各组经手术或对照处理,28天后处死实验动物取材肝脏组织,测定术前及术后大鼠体重、空腹血糖、空腹胰岛素、TG、TC、FFA、ALT和AST水平,采用油红O染色法观察肝脏组织的脂质沉积,Western blotting法检测肝细胞MAFB、FXR蛋白的相对表达量,实时定量PCR法检测肝细胞SHP、SREBP-1、PPARa、CYP7A1、PEPCK、G6Pase mRNA的表达。3、构建MAFB过表达质粒,并在人张氏肝细胞中转染MAFB过表达质粒,随机分为空载组和MAFB过表达组,蛋白印迹法检测MAFB、FXR蛋白的相对表达量,实时定量PCR法检测SHP、SREBP-1、PPARa、CYP7A1、PEPCK、G6Pase mRNA的表达。4、构建含有FXR基因启动子区域的报告质粒及其突变质粒,与MAFB过表达质粒共同转染至293T细胞中,双荧光素酶实验检测MAFB与FXR启动子结合情况。结果:1、手术结果:手术组大鼠术后死亡2例,其中1例死亡原因为残胃切缘出血(术后第1日),另1例死亡原因为胃瘘(术后第2日),而其他组无死亡发生。2、大鼠体重的变化:假手术组及手术组大鼠术前体重明显高于对照组(P<0.01),表明肥胖性大鼠模型建立成功。术后1周开始,手术组大鼠体重下降明显,与假手术组比较差异有统计学意义(P<0.01),提示SG术后减重效果良好。3、术后大鼠空腹血糖(FBG)的变化:术后4周,手术组与假手术组相比较,FBG水平明显降低(P<0.01),表明SG术后降糖效果良好。4、术后大鼠空腹胰岛素(FINS)的变化:术后4周,假手术组与对照组及手术组比较,胰岛素升高明显(P<0.01),提示高糖高脂饮食喂养的大鼠造成了明显的胰岛素抵抗,而SG能明显缓解胰岛素抵抗。5、术后大鼠TG、TC、FFA、ALT、AST的变化:术后4周,手术组与假手术组比较,TG、TC、FFA、ALT、AST降低明显(P<0.01),而假手术组与对照组比较,TG、TC、FFA、ALT、AST升高明显(P<0.01),提示肥胖性2型糖尿病大鼠具有明显的高脂血症,而SG能显著降低血脂及转氨酶水平。6、术后大鼠肝脏组织油红O染色结果:与假手术组比较,手术组大鼠肝脏油红O染色背景明显浅淡,脂质沉积少,提示SG能明显减轻肝脏的脂质沉积。7、袖状胃切除术对肥胖性2型糖尿病大鼠肝细胞SHP、SREBP-1、PPARα、CYP7A1、PEPCK、G6Pase mRNA表达的影响:术后4周,手术组SHP、PPARa mRNA的表达较假手术组明显升高(P<0.01),手术组SREBP-1、CYP7A1、PEPCK mRNA的表达较假手术组明显降低(P<0.01),而G6Pase mRNA在两组间未见明显差异。8、袖状胃切除术对肥胖性2型糖尿病大鼠肝细胞MAFB、FXR蛋白表达的影响:术后4周,手术组MAFB蛋白表达较假手术组明显升高(P<0.01),手术组FXR蛋白表达较假手术组也明显升高(P<0.05),提示SG能明显提高大鼠肝细胞MAFB、FXR蛋白的表达水平。9、MAFB过表达质粒的构建:经目的基因MAFB的PCR扩增及重组质粒的酶切鉴定,并将重组质粒测序鉴定后与目的基因行Blast比对,证实MAFB基因已成功克隆至pcDNA3.0载体中。10、蛋白印迹法检测人张氏肝细胞MAFB、FXR蛋白的表达:MAFB过表达组人张氏肝细胞MAFB及FXR蛋白表达水平明显升高(P<0.01),提示过表达质粒构建成功,并引起下游目的基因FXR过表达。11、实时定量PCR法检测人张氏肝细胞SHP、SREBP-1、PPARα、CYP7A1、PEPCK、G6Pase mRNA表达:MAFB过表达组肝细胞内SHP、PPARa mRNA的表达较对照组明显升高(P<0.01),而SREBP-1、CYP7A1、PEPCK、G6Pase mRNA的表达较对照组明显降低(P<0.01)。12、含有FXR启动子区域的报告质粒的构建:经目的基因FXR启动子的PCR扩增及重组质粒的酶切鉴定,并将重组质粒测序鉴定后与目的基因行Blast比对,证实FXR启动子基因已成功克隆至PGL3载体中。13、含有FXR启动子区域点突变质粒的构建:FXR基因启动子区靶位点已成功在目的突变区域实现突变,碱基由GCCGAAGG突变为TGGTTCTA。14、双荧光素酶实验:对于野生型的FXR启动子报告质粒,MAFB能与其启动子结合,而对于突变型的FXR启动子报告质粒,MAFB不能与其启动子结合,二者引起荧光素的密度值差异有显著性(P<0.01),提示MAFB与FXR基因启动子结合以调控下游目的靶基因的表达。结论:1、SG术后4周,大鼠的体重明显减轻,空腹血糖明显降低,血清空腹胰岛素明显下降,胰岛素抵抗明显缓解。2、SG术后4周,大鼠血清TG、TC、FFA、ALT、AST趋于正常,肝脏脂质沉积明显减轻。3、SG能够上调大鼠肝细胞SHP、PPARαmRNA表达,能下调SREBP-1、CYP7A1、PEPCK mRNA表达,改善了肝脏的糖、脂代谢。4、SG能够上调大鼠肝细胞MAFB、FXR蛋白表达,进而影响下游受调控基因的表达,从而改善肝脏的糖、脂代谢。5、过表达的MAFB质粒能够促进FXR基因表达,进而影响下游受调控基因的表达,从而改善肝细胞的糖、脂代谢。6、转录因子MAFB是通过与FXR基因启动子结合来促进FXR蛋白的表达。7、SG通过对MAFB/FXR信号通路的激活来实现其减重及降糖作用。