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背景:世界范围内糖尿病发病率已达到流行的程度,其慢性并发症如肾脏病变、视网膜病变、神经病变、心血管病变日益受到广泛关注,但糖尿病相关的肝脏病变却少有报道。临床工作中发现,糖尿病尤其肥胖患者,肝功能异常较为常见,其肝脏活检表现为不同程度的炎症反应、纤维化和脂肪变等病理改变,因此应重视糖尿病相关肝脏病变的诊治。与此同时,研究发现1,25(OH)2D3在多种慢性肝脏疾病中发挥重要作用,具有抗炎、抗纤维化作用。TLRs是机体固有免疫的首道屏障,但过度活化会造成机体的炎症反应,并促进组织纤维化的发生。通过对1,25(OH)2D3非经典作用的深入研究发现,其对TLRs具有调节作用。但是1,25(OH)2D3能否通过调节肝脏TLR4、NF-κB、TNF-a改善糖尿病肝脏的病变尚未见报道。
目的:本研究观察不同剂量的1,25(OH)2D3对糖尿病大鼠肝脏TLR4、NF-κB和TNF-a的调节作用,及其对肝脏的炎症和纤维化的影响,明确1,25(OH)2D3对糖尿病肝脏病变的作用机制。
方法:采用尾静脉注射STZ的方法制备糖尿病大鼠模型,将大鼠随机分为6组:正常对照组(C组)、糖尿病未干预组(D组)、小剂量1,25(OH)2D3干预组(L组,0.025ug/kg/d)、中剂量1,25(OH)2D3干预组(M组,0.15ug/kg/d)、大剂量1,25(OH)2D3干预组(H组,0.3ug/kg/d)、精蛋白锌胰岛素干预组(Y组,约16U/kg/d起始,通过监测血糖的结果进行剂量调整)。糖尿病大鼠成模后开始干预,1,25(OH)2D3干预组每日灌胃给药,胰岛素干预组于颈后皮下注射给药。监测体重、血糖变化,16周后股动脉取血测定大鼠血脂、肝功能、血清炎症因子。肝脏组织固定并包埋,采用HE、Masson、油红O染色方法观察肝脏炎症、纤维化、脂肪变程度,并进行相应评分;免疫组织化学方法检测肝脏TLR4、NF-κB和TNF-a的蛋白表达水平。冻存肝脏组织应用RT-qPCR方法检测TLR4、NF-κB、TNF-a的mRNA水平。各组间数据采用单因素方差分析进行比较。
结果:(1)本研究通过大鼠尾静脉一次性注射STZ(45mg/kg)成功制备了糖尿病大鼠模型;干预饲养16周后,发现糖尿病大鼠血糖、血甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、谷丙转氨酶(ALT)、血清CRP水平较正常对照组显著升高,白蛋白(ALB)显著降低(P<0.05);与D组相比,大剂量1,25(OH)2D3能显著降低血糖、TG、LDL、AST、CRP水平,显著升高ALB(P<0.05),中剂量1,25(OH)2D3和胰岛素干预对上述部分指标亦有一定的改善作用。(2)HE、Masson、油红O染色发现D组大鼠肝脏存在不同程度的炎细胞浸润、窦周及肝细胞周围纤维化、小而密的脂滴沉积;通过对病变程度评分发现,D组肝脏损伤明显,大剂量1,25(OH)2D3可显著改善炎症分级、纤维化分期和脂肪变分度(P<0.05),而中剂量1,25(OH)2D3和胰岛素干预仅对炎症分级、纤维化分期有明显改善(P<0.05)。(3)通过免疫组化和RT-qPCR对肝脏TLR4、NF-KB、TNF-a表达水平进行检测显示,糖尿病大鼠上述指标表达水平明显增加,而中剂量和大剂量1,25(OH)2D3可下调其表达并改善肝脏的炎症、纤维化程度(P<0.05)。(4)监测大鼠血钙、磷代谢情况,各组大鼠间血钙、磷比较没有显著性差异(P>0.05),
结论:(1)STZ诱导糖尿病大鼠成模16周后出现不同程度的ALT升高、低ALB血症、血脂异常;肝脏炎细胞浸润、纤维化和脂肪变;肝脏TLR4—NF-κB—TNF-a表达上调。(2)1,25(OH)2D3对STZ诱导的糖尿病大鼠糖脂代谢有一定程度的改善作用。(3)1,25(OH)2D3可能通过下调TLR4—NF-κB—TNF-a的表达对糖尿病大鼠肝脏发挥抗炎、抗纤维化等作用,中剂量和大剂量效果明显。(4)本实验中不同剂量1,25(OH)2D3干预并未出现明显的高钙血症,但其对骨代谢指标的影响仍需进一步研究。