恩格列净单药及与二甲双胍联用对Ⅱ型糖尿病小鼠血糖和脂质代谢的影响及机制研究

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目的:本课题旨在通过动物实验观察恩格列净(Empagliflozin)及其与二甲双胍(Metformin)联合用药除抗高血糖作用之外,对于二型糖尿病(Type IIDiabetes Mellitus,T2DM)小鼠脂质代谢紊乱的保护作用,并初步阐述其对脂质代谢影响的机制。方法:1.动物处理:采用析因设计方法,将32只6周龄雄性C57BLKS/Jdb/db小鼠随机分配为四组(每组8只):糖尿病模型组(DM)、Metformin干预组(DMT1)、Metformin/Empagliflozin联合干预组(DMT2)及Empagliflozin干预组(DMT3),并以8只C57BLKS/Jdb/m小鼠为正常对照组(NC)。所有小鼠每天一次给予对应药物(10ml/kg·d)灌胃:NC组及DM组以等量安慰剂溶液(0.5%羟乙基纤维素)灌胃;DMT1组以Metformin250mg/kg·d灌胃;DMT2组以Metformin250mg/kg·d联合Empagliflozin10mg/kg·d灌胃;DMT3组以Empagliflozin10mg/kg·d灌胃,实验持续4周,所有药物溶解在0.5%羟乙基纤维素中。2.指标观察:每周1次定期记录小鼠8小时空腹血糖(Fasting plasma glucose,FPG)及小鼠体重,小鼠处死后记录肝脏质量。ELISA法检测小鼠糖化血红蛋白(Hemoglobin A1c,HbA1c)、血浆高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein cholesterol,HDL-C);全自动生化仪检测血浆总胆固醇(Totalcholesterol,TC)、血浆三酰甘油(Triglyceride,TG)和血浆低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C);比色法检测肝脏TC、肝脏TG;qRT-PCR检测肝脏载脂蛋白ApoA1(Apolipoprotein A1,ApoA1)及载脂蛋白ApoB100(Apolipoprotein B100,ApoB100)mRNA表达;Westernblot检测肝脏ApoA1及ApoB100蛋白表达;肝脏H&E染色观察各组小鼠肝细胞病理改变。3.统计学处理:采用SPSS19.0统计软件进行处理,各指标数据釆用均数±标准差(±s)表示,各组均数比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA),多重比较釆用S-N-K(Student-Newman-Keuls)法,图表制作使用GraphPad Prism 5软件。P<0.05被认为差异具有统计学意义。结果:1.实验开始后前三周,DM组小鼠FPG水平显著高于DMT1组、DMT2组、DMT3组及NC组(P<0.01),而DMT1组、DMT2组、DMT3组及NC组小鼠之间FPG水平无显著性差异(P>0.05);实验四周后,DM组小鼠FPG水平显著高于DMT1组(P<0.001),而DMT1组小鼠FPG水平显著高于DMT2组、DMT3组及NC组(P<0.001),DM组小鼠HbA1c水平显著高于DMT1组、DMT2组、DMT3组及NC组(P<0.05)。2.实验前及整个实验期间,db/db小鼠体重均显著高于db/m小鼠(P<0.001)。实验进行三周后,DM组小鼠体重显著高于DMT1组、DMT2组、DMT3组(P<0.001)。实验四周后,DM、DMT1、DMT2、DMT3组小鼠肝脏质量均显著高于NC组小鼠(P<0.001),而DMT2及DMT3组小鼠肝脏重量分别显著低于DM组(P<0.01)、DMT1组(P<0.05)。3.DM、DMT1、DMT2、DMT3组小鼠血浆TC水平均显著高于NC组小鼠(P<0.001),而DMT2组、DMT3组血浆TC水平显著低于DM组和DMT1组(P<0.05)。DM、DMT1、DMT2、DMT3及NC组小鼠之间肝脏TC水平无显著性差异(P>0.05)。DMT2组、DMT3组小鼠HDL-C水平显著高于NC组、DM组及DMT1组(P<0.05),而五组之间LDL-C水平无显著性差异(P>0.05)。DM组和DMT3组小鼠血浆TG水平显著高于NC组(P<0.05),而DM、DMT1、DMT2、DMT3组之间小鼠血浆TG水平无显著性差异(P>0.05)。DM、DMT1、DMT2、DMT3组小鼠肝脏TG水平均显著高于NC组(P<0.01);而DMT2组、DMT3组小鼠肝脏TG水平均显著低于DM组及DMT1组(P<0.05)。4.db/db小鼠肝脏ApoA1蛋白表达下调(与NC组比较),Empagliflozin或与Metformin联合干预后,DMT2及DMT3组小鼠肝脏ApoA1基因表达上调(P<0.05),而各组间ApoB100基因表达无显著性差异(P>0.05),同时ApoA1蛋白表达水平也上调。5.小鼠肝脏切片H&E染色显示,DM及DMT1组小鼠肝细胞出现大量水肿,部分细胞脂肪变性,Empagliflozin或Empagliflozin联合Metformin干预后的DMT2及DMT3小鼠肝细胞水肿及脂肪变性明显缓解。结论:1.Metformin单药、Empagliflozin单药或两者联合干预对于T2DM小鼠均具有良好的抗高血糖作用,而且Empagliflozin单药或与Metformin联合干预降糖效果更稳定。2.Metformin单药、Empagliflozin单药或两者联合干预可以降低T2DM小鼠体重,但Empagliflozin单药或与Metformin联合干预同时可以降低肝脏质量。3.Metformin单药、Empagliflozin单药或两者联合干预可以降低T2DM小鼠血浆TC及肝脏TG,缓解肝细胞水肿及脂肪变性,并通过上调ApoA1基因及蛋白的表达,升高血浆HDL-C水平,达到心血管保护作用。4.Empagliflozin单药或与Metformin联合干预可以改善T2DM小鼠的脂质代谢,但本研究没有发现Empagliflozin和Metformin的联合使用较Empagliflozin单药使用更有优势。
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