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目的:本研究以高脂饮食诱导的kkay小鼠作为动物模型,从病理生理和分子生物学水平研究kkay小鼠糖尿病前期高胰岛素血症模型建立及影响因素,探讨在早期进行生活方式及DPP-4抑制剂(MK-0626)干预对高脂诱导的kkay小鼠β细胞形态及功能的保护作用及可能的机制。方法:本研究共包括以下三部分:1.高脂诱导kkay小鼠的生理学特性及干预后的一般情况分析。(1)诱导糖尿病前期高胰岛素血症动物模型:研究对象为5周龄kkay小鼠,一组给予高脂饮食诱导,一组给予普通饮食,另设一组C57小鼠对照。观察如下指标:①小鼠的一般特性:体重、进食量、空腹及随机血糖,OGTT2h胰岛素等。②葡萄糖耐量试验及胰岛素敏感性试验,确定适当的干预起点。(2)对诱导的糖尿病前期高胰岛素血症kkay小鼠模型分别给予运动干预(KE组),DPP-4抑制剂(KD组),并设kkay普通饮食组(KN组)、kkay高脂饮食组(KH组)、C57正常对照组(CN组)作为对照。观察指标同前,于7周、15周龄行葡萄糖耐量试验及胰岛素敏感性试验并测空腹胰岛素。2. kkay小鼠β细胞形态及增殖凋亡情况:HE染色观察胰岛形态,分析比较各组胰岛形态及大小分布情况;免疫组化染色:连续切片分别INSULIN,GLUCAGON染色,比较各组β细胞容积; ki67/INS双标记分析β细胞增殖情况;TUNEL凋亡检测。3.干预对转录因子PDX-1、MafA的影响情况:检测胰岛PDX-1、MafA表达情况;Western Blot分析胰腺组织PDX-1、MafA表达的变化。结果:1(1).高脂诱导的kkay小鼠,在7周龄时,体重、空腹胰岛素、OGTT2h胰岛素、OGTT试验血糖AUC曲线下面积与kkay普通饮食组和C57对照组相比,均有显著差异(P<0.05)。空腹血糖三组间无显著差异,随机血糖均小于16.7mmol/L。(2).KE组、KD组15周龄时,体重较KN组及KH组均明显下降(P<0.05),进食量也较KN、KH组下降;CN、KN、KE、KD组与KH组相比FPG有明显差异(P<0.01);KE、KD组与CN组相比,RPG无显著差异,但较KN、KH组明显降低(P<0.01);15周时,CN、KN、KH、KE、KD组FINS分别为0.586±0.27ng/ml、0.973±0.27ng/ml、0.732±0.16ng/ml、1.147±0.18ng/ml、1.271±0.13ng/ml,各组间有显著差异(P<0.01)。OGTT显示:KE、KD组的血糖曲线下面积与KN、KH组相比均明显下降(P<0.01);IPITT显示:KE、KD组血糖曲线下面积较KH组明显下降。2.干预8周后,CN、KN、KH、KE、KD组胰岛面积(X±SE)分别为12903±1089um2,21509±2526um2,30223±2941um2,15624±1901um2,16405±1439um2。KN及KH组胰岛面积明显高于CN组,给予运动和DPP-4I干预后,胰岛面积明显下降。运动和药物干预后,两组处于上1/3位数区的胰岛比例明显下降,中、下1/3区域的比例增加;各组中β细胞占整个胰岛细胞数目的比例分别为:0.882±0.032、0.929±0.0146、0.906±0.0878、0.958±0.0106、0.964±0.0178。各组间除了KE组与CN组、KD组与CN组有显著差异,其余各组间均无显著差异。增殖情况:CN组ki67阳性细胞极少,小于<0.5%,KE组、KD组ki67阳性细胞分别为1.94%±0.52%、2.29%±0.3%,明显高于其余组(P<0.01),且KD组与KE组相比,也有显著差异(P<0.01);各组凋亡情况无显著差异。3.免疫组化分析发现KE与KN组(62.79±2.76%VS14.69±2.43%, P<0.01)、KE与KH组(62.79±2.76%VS8.16±1.02%,P<0.01)相比,KD与KN组(60.56±2.96%VS14.69±2.43%, P<0.01)、KD与KH组(60.56±2.96%VS8.16±1.02%,P<0.01)相比MafA表达明显增多,但PDX-1的表达无明显变化;Western Blot方法分析发现KE组较KN组及KH明显升高,分别为1.53倍和2.84倍,KD组较KN组及KH组明显升高,分别为1.79倍和3.35倍。PDX-1表达情况:KH组与CN组相比,明显减少,P<0.05,其余各组间无显著差异。结论:1.早期给予kkay小鼠高脂饮食诱导,可得到糖尿病前期高胰岛素血症小鼠的良好模型;2.早期给予生活方式、DPP-4I干预后,可以明显减轻高脂诱导的kkay小鼠的体重、降低血糖,改善葡萄糖耐量及胰岛素敏感性;3.早期生活方式、DPP-4I干预可以明显维持β细胞的容积和胰岛素分泌水平,从而延缓糖尿病的发生;4.在糖尿病早期,胰岛素转录因子PDX-1表达无明显改变,MafA表达减少可能是糖尿病发病的环节之一,给予运动干预及DPP-4I干预后,MafA表达明显增多。