2型糖尿病大鼠以及Toll样受体4表达及辛伐他汀干预的实验研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingjiena
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目的:2型糖尿病(type2diabetesmellitus,T2DM)是一种多基因遗传的代谢性疾病,其慢性并发症可广泛累及心、肝、肾、视网膜、血管、神经系统、骨骼肌、皮肤等,其中糖尿病性心脏病严重威胁着糖尿病患者的生命。其发病机理尚未系统阐明,目前认为与氧化应激、炎症反应、糖脂代谢紊乱、胰岛素抵抗、血管壁功能障碍、微循环异常、心肌细胞膜功能改变、糖基化终产物等因素密切相关。近年来,炎症和免疫学说日益引起了人们的关注。Toll样受体4(Toll-likereceptor4,TLR4)是介导炎症和免疫反应的主体,可识别多种外源性配体,同时也能识别与炎症、应激、机体损伤等相关的内源性配体,其与配体结合后可激活髓样分化蛋白88依赖性和髓样分化蛋白88非依赖性信号转导途径,从而导致一系列的炎症和免疫反应的发生。TLR4信号转导通路对炎症和免疫反应相关基因的表达有重要的调控作用,因此可将TLR4作为炎症和自身免疫性疾病的治疗靶点。辛伐他汀属于HMG-CoA还原酶抑制剂,除了调脂作用外,还可改善内皮细胞功能、抗炎、稳定斑块、抗血栓、抗细胞凋亡等,在免疫、炎症性疾病中具有广大的应用前景。本实验制备T2DM大鼠模型,检测各组大鼠心脏中TLR4的表达情况,以探讨TLR4与T2DM心脏病变的关系及辛伐他汀对糖尿病性心脏病的影响及其机制。   方法:40只雄性清洁级Sprague-Dawley(SD)大鼠,鼠龄6周,体重为180g±20g。清洁实验室环境下予普通饲料喂养1周,后应用随机数字表法从40只大鼠中随机抽取10只作为正常对照组(A组),其余为实验组。对照组继续用普通饲料喂养,实验组用高糖高脂饲料(普通饲料中加入20%白砂糖、2.5%胆固醇、15%熟猪油)喂养。实验组在高糖高脂饲料喂养4周后,一次性腹腔注射链脲佐菌素30mg/kg。实验第6周末选取空腹血糖(fastingbloodglucose,FBG)大于等于7.8mmol/L(正常大鼠空腹血糖3个标准差)且伴有胰岛素敏感指数(insulinsensitivityindex,ISI)降低者作为2型糖尿病大鼠模型,共26只,将其随机分为两组:单纯2型糖尿病组(B组,13只)、辛伐他汀干预组(C组,13只)。辛伐他汀组予20mg/kg辛伐他汀灌胃,每日给药1次,连续灌胃8周,对照组、单纯糖尿病组均予等体积生理盐水灌胃。实验第14周末:1.心脏取血2mL待测FBG、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(totalcholesterol,TC)、低密度脂蛋白胆固醇(lowdensitylipoproteincholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(highdensitylipoproteincholesterol,HDL-C)、肌酸激酶(creatinekinase,CK)等生化指标。2.取部分心脏置于液氮中保存,采用RT-PCR法检测TLR4mRNA的表达水平,且应用ImageJ凝胶图像分析处理系统计算目的片断TLR4/β-actin条带的OD比值;另取部分心脏予4%多聚甲醛固定,待HE染色观察心脏形态学变化,免疫组织化学染色检测TLR4的蛋白表达,且应用Image-ProPlus6.0图像分析软件计算其IOD/Area。应用SPSS13.0统计学软件处理实验数据,所有数据均进行正态性检验、方差齐性检验,服从正态分布资料以均数±标准差表示,偏态分布以中位数、四分位数间距表示。正态分布、方差齐,两组比较采用成组t检验,多组比较采用单因素方差分析,组间比较应用SNK检验;偏态分布,两组比较采用两独立样本非参数检验,多组比较采用多个独立样本非参数检验,均以P<0.05为差异有统计学意义。   结果:   1、实验第6周末实验数据   实验组FBG为11.98±1.97mmol/L明显高于对照组的5.85±1.11mmol/L(P<0.05);实验组FINS为17.90(3.63)mIU/L,与对照组17.00(5.14)mIU/L比较,差异无统计学意义(P>0.05);实验组ISI为0.0051(0.0018)低于对照组的0.0110(0.0051),差异有统计学意义(P<0.05)。(Table1,Fig.1-3)   2、实验第14周末各组大鼠生化指标比较   2.1、血糖   单纯糖尿病组的FBG为12.04±2.04mmol/L,辛伐他汀组的FBG为11.23±2.61mmol/L,均明显高于对照组的5.92±1.28mmol/L,差异均有统计学意义(P<0.05);而前两组之间的FBG无明显差异(P>0.05)。(Table2,Fig.4)   2.2、血脂   对照组:TG0.80±0.21mmol/L、TC2.47±0.59mmol/L、LDL-C1.21±0.29mmol/L、HDL-C1.87±0.33mmol/L   单纯糖尿病组:TG1.86±0.22mmol/L、TC5.15±1.09mmol/L、LDL-C2.13±0.17mmol/L、HDL-C0.67±0.17mmol/L   辛伐他汀组:TG1.13±0.27mmol/L、TC3.30±0.91mmol/L、LDL-C1.67±0.33mmol/L、HDL-C1.27±0.30mmol/L   结果显示单纯糖尿病组、辛伐他汀组的TG、TC、LDL-C水平均明显高于对照组,辛伐他汀组的TG、TC、LDL-C水平低于单纯糖尿病组,差异均有统计学意义(P<0.05);三组大鼠的HDL-C差异无统计学意义(P>0.05)。(Table2,Fig.5)   2.3、心肌酶   对照组的CK为952(623)U/L,单纯糖尿病组的CK为1307(1430)U/L,辛伐他汀组的CK为1375(741)U/L,三组之间无明显差异(P>0.05)。(Table3,Fig.6)   3、心脏HE染色   对照组大鼠心肌细胞排列规则,细胞结构清晰,胞核似椭圆形或长方形,胞质清晰,偶见炎细胞。单纯糖尿病组大鼠心肌细胞结构不清,细胞明显水肿、变性、坏死,可见广泛性心肌纤维断裂、坏死,间质充血,并可见大量炎细胞浸润。辛伐他汀组大鼠的心肌细胞水肿、变性,心肌纤维断裂,间质充血,炎细胞浸润等情况较单纯T2DM组明显减轻。(Fig.7-9)   4、心脏TLR4蛋白表达水平   心脏TLR4蛋白表达主要表现为心肌细胞胞质内的棕黄色颗粒沉着。对照组大鼠心脏有少量表达,呈浅棕黄色;单纯糖尿病组大鼠心脏TLR4的蛋白表达明显高于对照组,呈棕黄色;辛伐他汀组大鼠心脏TLR4的表达较单纯糖尿病组明显减少,但仍多于对照组。免疫组织化学染色图像分析结果示对照组的IOD/Area为0.3210±0.0151;单纯糖尿病组的IOD/Area为0.6157±0.0233,是对照组的1.92倍;辛伐他汀组的IOD/Area为0.4302±0.0224,是单纯糖尿病组的69.87%,差异均具有统计学意义(P<0.05)。(Table4,Fig.10-12)   5、心脏TLR4mRNA表达水平   心脏TLR4mRNA的表达结果以rTLR4表示(rTLR4=TLR40D值/β-actinOD值)。对照组大鼠心脏TLR4mRNA表达较弱,rTLR4为0.42±0.06;单纯糖尿病组大鼠心脏rTLR4为1.43±0.16,是对照组的3.41倍;辛伐他汀组rTLR4为0.73±0.13,是单纯糖尿病组的51.05%,差异均具有统计学意义(P<0.05)。(Table5,Fig.13)   结论:   1、单纯T2DM组TLR4的蛋白和mRNA表达水平明显升高,说明TLR4可能参与了T2DM心脏病变的发生,由此可推断通过干预TLR4信号转导通路中的某些环节则可延缓T2DM心脏病变的发生、发展。   2、辛伐他汀组TLR4的蛋白和mRNA表达水平明显降低,说明辛伐他汀除通过调脂外,还可通过下调心脏TLR4的表达,发挥对T2DM心脏病变的保护作用。
其他文献
目的:   观察霉酚酸酯对FSGS大鼠肾组织TGF-β1表达水平变化的影响,探讨其作用机理。   方法:   将24只SD大鼠按体重随机分为3组,分别为:正常对照组(8只)、FSGS模型组(8只)
背景及目的:心力衰竭发生进展的主要病理生理机制为心脏重构。心脏重构包括心脏结构重构及电重构,前者如心肌肥厚、心腔增大等,后者如心室复极时间延长、复极离散度增加等。