胰高血糖素样肽-1受体激动剂对糖耐量减低大鼠胰岛α细胞作用的研究

论文摘要

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）Wistar大鼠胰岛α细胞数量和胰高血糖素在胰岛的表达，探讨Exendin-4对IGT大鼠胰岛α细胞的抑制作用及Exendin-4对血糖调节的机制。方法54只45周龄（150g-170g）清洁级雄性Wistar大鼠，购于山西医科大学动物饲养中心。适应性喂养一周后（5只/笼），随机分为常规饲料喂养组（A组，n=18）和高糖高脂饲料喂养组（B组，n=36）。其中A组给予常规饲料喂养（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%）；B组给予高糖高脂饲料喂养（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18-22oC，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%。同组动物体重相差小于10%，各组间动物体重相差小于5%。12周时，行口服葡萄糖耐量实验（OGTT）试验：禁食8h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OGTT2h血糖（2hPG）。以7.8mmol/l≤2hPG＜11.1mmol/l并持续一周以上为造模成功[1]。A组大鼠血糖均正常，全部纳入糖耐量正常对照组（NGT组，n=20），继续给予常规饲料喂养，自由饮水；B组成模32只，成模率为88%，将B组随机分为糖耐量减低对照组（IGT组，n=16），Exendin-4干预组（Ex组，n=16），继续给予高糖高脂饲料喂养，自由饮水。成模后，随机抽取NGT组、IGT组、Ex组各1/2数量大鼠，分别称重，行OGTT试验，测FBG及2hPG，次日禁食12-14h后用5%水合氯醛0.6ml/100g腹腔注射麻醉大鼠，腹主静脉采血，血标本迅速离心取血清-70oC保存，待用放射免疫法测胰高血糖素（Glucagon），全自动生化分析仪测定总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）。剩余胰腺组织，用PBS液冲洗，10%甲醛溶液固定，脱水，石蜡包埋，常规切片，行HE染色，光镜下观察胰岛形态学改变；用免疫组化染色方法观察胰岛α细胞数量的变化；用免疫荧光单标法测定胰岛α细胞胰高血糖素蛋白的表达。剩余1/2数量大鼠Ex组给予Exendin-4（礼来公司生产）5ug/kg腹部皮下注射，每日两次。NGT组和IGT组均给予等体积生理盐水皮下注射，于干预4周后全部处死，行以上指标检测。所有计量资料均采用均数±标准差（x±s）表示，采用SPSS13.0统计软件，各组间比较采用单因素方差分析（ANOVA），LSD检验，以P≤0.05为差异有统计学意义。结果1.各组大鼠临床特征比较：干预前,NGT组大鼠体型适中,精神良好,对外界刺激反应灵敏,动作敏捷,多动,皮毛有光泽,弹性好。与NGT组比较,IGT组、Ex组大鼠体型肥胖,下腹部肥胖为主,精神萎靡,对外界反应迟钝,动作迟缓,少动,皮毛欠光泽,弹性差。Exendin-4干预4周后,与同期IGT组及干预前Ex组比较,Ex组的大鼠体型较干预前均匀,下腹部肥胖减轻,精神好转,对外界反应明显灵敏,动作明显敏捷,皮毛光泽度及弹性也明显好转。2.各组大鼠临床指标比较：干预前,与NGT组比较,IGT组、Ex组的大鼠体重均增加（448.67±12.90vs.514.13±13.41）（448.67±12.90vs.513.12±11.86）,差异均有统计学意义（均P<0.05）；2hPG水平均升高（5.96±0.77vs.9.69±0.33）（5.96±0.77vs.9.26±0.38）,差异均有统计学意义（均P<0.05）；FBG水平差异无统计学意义（4.79±0.55vs.5.05±0.72）（4.79±0.55vs.5.23±0.39）（均P>0.05）；肝脏TG水平升高（0.87±0.22vs.2.08±0.21）（0.87±0.22vs.2.12±0.21）,差异均有统计学意义（均P<0.05）；TC水平升高（0.84±0.19vs.1.91±0.16）（0.84±0.19vs.2.00±0.17）,差异均有统计学意义（均P<0.05）。与IGT组比较,Ex组的大鼠体重、FBG、2hPG、TG及TC水平差异无统计学意义（514.13±1341vs.513.12±11.86）（5.05±0.72vs.5.23±0.39）（9.69±0.33vs.9.28±0.38）（2.08±0.21vs.2.12±0.21）（1.91±0.16vs.2.00±0.17）（均P>0.05）。Exendin-4干预4周后,与同期IGT组比较,Ex组大鼠体重、2hPG、TG及TC水平均降低（520.75±18.42vs.445.88±20.29）（10.28±0.38vs.7.19±0.34）（2.22±0.14vs.1.06±0.13）、（2.09±0.18vs.1.02±0.09）,差异有统计学意义（均P<0.05）；FBG水平差异无统计学意义（4.98±0.36vs.4.89±0.31）（P>0.05）。与干预前Ex组比较,Ex组大鼠体重、2hPG、TG及TC水平均降低（513.12±11.86vs.445.88±20.29）（9.28±0.38vs.7.19±0.34）（2.12±0.21vs.1.06±0.13）（2.00±0.17vs.1.02±0.09）,差异有统计学意义（均P<0.05）；FBG水平差异无统计学意义（5.05±0.72vs4.89+0.313）（P>0.05）。与NGT组比较,上述指标差异均无统计学意义（459±11.20vs.445.88±20.29）（4.93±0.39vs.4.89±0.31）（6.26±0.53vs.7.19±0.3）（0.89±0.23vs.1.06±0.13）（0.89±0.20vs.1.02±0.09）（均P>0.05）。3.各组大鼠血清胰高血糖素水平比较：干预前,与NGT组比较,IGT组、Ex组的大鼠胰高血糖素水平均升高（88.18±6.94vs.118.89±3.53）（88.18±6.94vs.116.12±3.37）差异均有统计学意义（均P<0.05）。与IGT组比较,Ex组的大鼠胰高血糖素水平差异无统计学意义（118.89±3.53vs.116.12±3.37）（P>0.05）。Exendin-4干预4周后,与同期IGT组比较,Ex组的大鼠胰高血糖素水平降低（118.39±4.36vs.86.89±6.23）,差异有统计学意义（P<0.05）。与干预前Ex组比较降低（116.12±3.37vs.86.89±6.23）,差异有统计学意义（P<0.05）。与NGT组比较差异无统计学意义（88.07±7.34vs.86.89±6.23）（P>0.05）。4.各组大鼠胰腺组织HE染色光镜结果：取胰腺石蜡标本,行HE染色,可看到胰腺表面有薄层的结缔组织被膜,结缔组织深入腺内将胰腺实质分隔为许多小叶。胰腺实质可见由外分泌部和内分泌部组成。外分泌部由腺泡和导管组成。胰岛则分布于腺泡之间,由内分泌细胞组成的球形细胞团,呈团索状,着色浅淡,细胞间有丰富的有孔毛细血管。确定组织后,剩余组织行免疫组化及免疫荧光染色。干预前,与NGT组比较,IGT组、Ex组大鼠单个胰岛面积减小。Exendin-4干预4周后,与同期IGT组及干预前Ex组比较,Ex组大鼠单个胰岛面积增大。5.各组大鼠胰岛a细胞免疫组化染色结果：（1）定位：用免疫组化法定位Glucagon蛋白的表达,NGT组大鼠Glucagon蛋白分布于胰岛外周边缘α细胞中,量少；与NGT组比较,IGT组、Ex组大鼠Glucagon蛋白表达增多,除分布于胰岛外周外,可见于胰岛中央分布；Exendin-4干预4周后,与同期IGT组比较,Glucagon蛋白表达减少,胰岛中央分布减少。所有Glucagon蛋白表达均在细胞胞浆中。（2）定量：干预前,与NGT组比较,IGT组、Ex组大鼠胰岛a细胞面积百分比增加（11.01±6.33vs.26.91±7.77）（11.01±6.33vs.24.00±9.88）,差异均有统计学意义（均P<0.05）。与IGT组比较,Ex组大鼠胰岛a细胞面积百分比差异无统计学意义（26.91±7.77vs.24.00±9.88）（P>0.05）。Exendin-4干预4周后,与同期IGT组比较,Ex组大鼠胰岛a细胞面积百分比降低（29.21±5.66vs.15.09±3.35）差异有统计学意义（P<0.05）。与干预前Ex组比较降低（24.00±9.88vs.15.09±3.35）,差异有统计学意义（P<0.05）。与NGT组比较差异无统计学意义（12.03±5.55vs.15.09±3.35）（P>0.05）。6.各组大鼠胰岛a细胞免疫荧光结果：（1）定位：用荧光单标定位Glucagon蛋白的表达,NGT组大鼠Glucagon蛋白荧光弱,表达量少,分布于胰岛外周边缘a细胞中；与NGT组比较,IGT组、Ex组大鼠Glucagon蛋白荧光增强,表达增多,除分布于外周外,胰岛中央可见分布。Exendin-4干预4周后,与同期IGT组比较,Glucagon蛋白荧光减弱,表达减少,胰岛中央分布减少。所有Glucagon蛋白表达均在细胞胞浆中。（2）定量：干预前,与NGT组比较,IGT组、Ex组大鼠胰岛a细胞的胰高血糖素水平均升高（71.74±12.10vs.307.44±71.85）（71.74±12.10vs.321.71±105.65）,差异均有统计学意义（均P<0.05）。与IGT组比较,Ex组大鼠胰岛a细胞胰高血糖素水平差异无统计学意义（307.44±71.85vs.321.71±105.65）（P＞0.05）。Exendin-4干预4周后，与同期IGT组比较，Ex组大鼠胰岛α细胞胰高血糖素水平降低（327.55±155.53vs.102.10±26.28）差异有统计学意义（P＜0.05）。与干预前Ex组比较降低（321.71±105.65vs.102.10±26.28）差异有统计学意义（P＜0.05）。与NGT组比较差异无统计学意义（86.85±16.84vs.102.10±26.28）（P＞0.05）。结论1.糖耐量减低阶段已出现胰岛α细胞数量增多，胰高血糖素合成和分泌及释放增加，证实在此阶段存在胰岛α细胞增生，胰岛α细胞数量和功能的异常确实参与糖代谢紊乱的过程，提示α细胞不被胰岛素抑制是2型糖尿病的发病机制之一。2.GLP-1受体激动剂Exendin-4可以减少糖耐量减低大鼠胰岛α细胞数量，抑制胰高血糖素的分泌，其可能通过抑制胰岛α细胞增生使胰高血糖素分泌减少，将是降血糖的靶点之一。

论文目录

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