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目的:探讨柚皮素(naringenin,NAR)对1型糖尿病(diabetes mellitus,DM)小鼠心肌损伤的保护作用和对可能作用机制—腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)/核因子E2相关因子2(nuclear factor-E2-related factor2,Nrf2)/血红素加氧酶1(heme oxygenasel1,HO-1)信号通路—初步研究。
方法:随机选择50只雄性小鼠[种属C57BL/6,体重(20.8±0.5)g],先自由进食进水喂养1周,然后随机分成正常组(N组)和模型组(M组)。1型DM小鼠模型的建立选择连续腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)的方式,建模成功的标志是连续3天测得尾尖血糖大于16.7mmol/L。对M组小鼠按上述方法进行建模。然后将M组随机分成糖尿病组(D组)、低剂量柚皮素干预组(D+L-NAR组)、中等剂量柚皮素干预组(D+M-NAR组)、高剂量柚皮素干预组(D+H-NAR组)。对各个干预组小鼠分别给予低、中、高剂量NAR灌胃,N组和D组给予与D+M-NAR组等体积生理盐水灌胃,每天1次,共6周。实验结束时处死小鼠,通过组内纵向对比及组间横向对比,观察NAR对1型DM小鼠血糖的影响;运用HE染色的方式观察1型DM小鼠心脏组织病理变化;运用Masson染色的方式观察1型DM小鼠心脏间质纤维化程度并计算心肌胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF);通过免疫组织化学染色观察1型DM小鼠心脏组织中白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)和IL-10的蛋白水平;通过TUNEL染色及计算凋亡率评估1型DM心肌细胞凋亡情况;通过荧光探针DHE测定1型DM心肌细胞中活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)的生成;心脏组织中丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性用相应试剂盒测定;Western blot测定1型DM心脏组织p-AMPKα、AMPKα、Nrf2、HO-1、NAD(P)H:醌氧化还原酶1[NAD(P)H:quinone oxidoreductase1,NQO1]和cleaved caspase-3的蛋白水平。
结果:N组小鼠前后自身血糖差异无统计学意义,D组和NAR干预组小鼠成模后血糖明显升高;NAR干预后较成模时有所降低;和N组小鼠血糖比较,M组小鼠血糖有明显升高,和D组小鼠血糖比较,NAR干预组小鼠血糖有所下降。与N组相比,D组心肌细胞排列紊乱,蓝染胶原纤维增多,CVF明显增大,凋亡率明显增加,IL-6、cleaved caspase-3蛋白水平升高,IL-10、p-AMPKα、Nrf2、HO-1、NQO1蛋白水平降低,ROS生成率和MDA含量升高,SOD活性降低(P<0.05);与D组相比较,NAR干预组心肌细胞排列较整齐,蓝染胶原纤维减少,CVF明显降低,IL-6和cleaved caspase-3蛋白水平降低,IL-10、p-AMPKα、Nrf2、HO-1和NQO1蛋白水平升高(P<0.05);ROS生成率,MDA含量和SOD活性在D组与D+L-NAR组的差异无统计学显著性;和D组比较,D+M-NAR组及D+H-NAR组的ROS生成率及MDA含量减少,SOD活性升高(P<0.05)。
结论:1.1型DM小鼠心肌损伤与氧化应激、炎症损伤、心肌纤维化和心肌细胞过度凋亡相关;2.NAR能减轻1型DM小鼠心肌氧化应激水平、炎症损伤、心肌纤维化及心肌细胞凋亡,且可降低1型DM小鼠血糖;3.NAR减轻1型DM小鼠心肌损伤可能与激活AMPK/Nrf2/HO-1信号通路相关。
方法:随机选择50只雄性小鼠[种属C57BL/6,体重(20.8±0.5)g],先自由进食进水喂养1周,然后随机分成正常组(N组)和模型组(M组)。1型DM小鼠模型的建立选择连续腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)的方式,建模成功的标志是连续3天测得尾尖血糖大于16.7mmol/L。对M组小鼠按上述方法进行建模。然后将M组随机分成糖尿病组(D组)、低剂量柚皮素干预组(D+L-NAR组)、中等剂量柚皮素干预组(D+M-NAR组)、高剂量柚皮素干预组(D+H-NAR组)。对各个干预组小鼠分别给予低、中、高剂量NAR灌胃,N组和D组给予与D+M-NAR组等体积生理盐水灌胃,每天1次,共6周。实验结束时处死小鼠,通过组内纵向对比及组间横向对比,观察NAR对1型DM小鼠血糖的影响;运用HE染色的方式观察1型DM小鼠心脏组织病理变化;运用Masson染色的方式观察1型DM小鼠心脏间质纤维化程度并计算心肌胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF);通过免疫组织化学染色观察1型DM小鼠心脏组织中白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)和IL-10的蛋白水平;通过TUNEL染色及计算凋亡率评估1型DM心肌细胞凋亡情况;通过荧光探针DHE测定1型DM心肌细胞中活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)的生成;心脏组织中丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性用相应试剂盒测定;Western blot测定1型DM心脏组织p-AMPKα、AMPKα、Nrf2、HO-1、NAD(P)H:醌氧化还原酶1[NAD(P)H:quinone oxidoreductase1,NQO1]和cleaved caspase-3的蛋白水平。
结果:N组小鼠前后自身血糖差异无统计学意义,D组和NAR干预组小鼠成模后血糖明显升高;NAR干预后较成模时有所降低;和N组小鼠血糖比较,M组小鼠血糖有明显升高,和D组小鼠血糖比较,NAR干预组小鼠血糖有所下降。与N组相比,D组心肌细胞排列紊乱,蓝染胶原纤维增多,CVF明显增大,凋亡率明显增加,IL-6、cleaved caspase-3蛋白水平升高,IL-10、p-AMPKα、Nrf2、HO-1、NQO1蛋白水平降低,ROS生成率和MDA含量升高,SOD活性降低(P<0.05);与D组相比较,NAR干预组心肌细胞排列较整齐,蓝染胶原纤维减少,CVF明显降低,IL-6和cleaved caspase-3蛋白水平降低,IL-10、p-AMPKα、Nrf2、HO-1和NQO1蛋白水平升高(P<0.05);ROS生成率,MDA含量和SOD活性在D组与D+L-NAR组的差异无统计学显著性;和D组比较,D+M-NAR组及D+H-NAR组的ROS生成率及MDA含量减少,SOD活性升高(P<0.05)。
结论:1.1型DM小鼠心肌损伤与氧化应激、炎症损伤、心肌纤维化和心肌细胞过度凋亡相关;2.NAR能减轻1型DM小鼠心肌氧化应激水平、炎症损伤、心肌纤维化及心肌细胞凋亡,且可降低1型DM小鼠血糖;3.NAR减轻1型DM小鼠心肌损伤可能与激活AMPK/Nrf2/HO-1信号通路相关。