中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院內(nèi)分泌科(沈陽(yáng)110004) 何 冰 馬曉丹 張 微 韓 萍
血漿游離脂肪酸(FFA)升高是2型糖尿病和肥胖癥的臨床特征,增多的FFA超過(guò)脂肪組織貯備能力及周?chē)M織氧化能力,以甘油三酯的形式在非脂肪組織沉積造成該組織的損傷,如在胰島中過(guò)多沉積可以使胰島β細(xì)胞凋亡加速并使其功能減退[1]。最近有報(bào)道,水楊酸鹽可能改善高FFA引起的胰島β細(xì)胞凋亡,機(jī)制不清[2]。胰腺組織抗氧化能力差,F(xiàn)FA增多可使胰腺氧化應(yīng)激增強(qiáng),導(dǎo)致β細(xì)胞凋亡[3]。本研究擬觀察水楊酸鈉對(duì)脂肪乳誘導(dǎo)的高游離脂肪酸大鼠胰腺組織氧化應(yīng)激水平的影響。
1 動(dòng)物模型 雄性Wistar大鼠48只,體重230~260g,中國(guó)醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物室提供,合格證號(hào)SYXK2003-0019,常規(guī)飼料自由飲水。10%水合氯醛腹腔麻醉,將聚乙烯導(dǎo)管2根,每根一端接有一段3cm長(zhǎng)的硅膠管分別植入右頸內(nèi)靜脈用于輸液和左頸動(dòng)脈用于采血[4],大鼠術(shù)后恢復(fù)3d。
2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 大鼠隨機(jī)分為三組,每組7只:生理鹽水組(SAL組)靜脈輸注生理鹽水,脂肪乳組(IH組)輸注20%脂肪乳+20U/ml肝素,水楊酸鈉+脂肪乳組(SI組)輸注脂肪乳同時(shí)輸注水楊酸鈉,各組輸液時(shí)間為48h,速度5.5μl/min,水楊酸鈉以0.117mg/(kg·min)輸注。所有實(shí)驗(yàn)組均在試驗(yàn)的最后30min,每10min采動(dòng)脈血一次,備測(cè)血糖、胰島素、FFA和C肽。輸液48h后,剖腹取胰腺,液氮冷凍。
3 實(shí)驗(yàn)方法
3.1 葡萄糖氧化酶法測(cè)定血糖(BIOSEN5030,德國(guó)),放射免疫法測(cè)定胰島素和C肽(解放軍總醫(yī)院科技開(kāi)發(fā)中心放免研究所),比色法測(cè)定血漿FFA、胰腺組織丙二醛(MDA)及超氧化物歧化酶(SOD)活性(南京建成生物公司)。
3.2 RT-PCR半定量測(cè)定胰島素基因合成調(diào)控因子-1mRNA的表達(dá):提取RNA逆轉(zhuǎn)錄方法獲取cDNA后進(jìn)行擴(kuò)增。胰島素基因合成調(diào)控因子-1(PDX-1)上游引物5'-ACATCTCCCCATACGAAGTGCC-3',下游 5'-AAGTGAGCATCACTGCCAGCTCC-3',產(chǎn)物長(zhǎng)度364bp。以 GAPDH 為內(nèi)參,5'-GTTCAACGGCACAGTCAAGG-3',下 游 5'-CACCAGTGGATGCAGGGAT-3',產(chǎn)物長(zhǎng)度473bp。PCR產(chǎn)物經(jīng)Bio-VT凝膠成像系統(tǒng)成像,ID Image Analysis Software半定量分析,以GAPDH為對(duì)照,PDX-1與其相比得到相對(duì)表達(dá)量,取均值。
4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)以ˉx±s表示,采用單因素方差分析比較三組資料間差別,變量相關(guān)關(guān)系用直線相關(guān)和多元線性回歸分析,應(yīng)用SPSS.11.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
1 三組大鼠血漿FFA、葡萄糖、胰島素及C-肽比較 與SAL組比較,IH組FFA增加2.4倍,血糖升高0.3倍,胰島素和C-肽分別增加了1.6倍、1.5倍(P<0.01)。輸注水楊酸鈉可輕度降低血漿FFA水平,血糖下降至IH組78%,胰島素和C肽水平也分別下降29%、26%(P<0.05),見(jiàn)表1。
表1 三組大鼠血漿FFA、葡萄糖、胰島素和C-肽水平比較(xˉ±s,n=7)
2 三組大鼠胰腺組織中 MDA、SOD及 MDA/SOD比較 輸注脂肪乳使胰腺組織中MDA含量明顯增加,水楊酸鈉使組織中 MDA降低40%(P<0.05)。SOD是抗氧化標(biāo)志物,與SAL組比較,IH組SOD活性增加0.4倍,水楊酸鈉對(duì)其沒(méi)有影響。進(jìn)一步用 MDA/SOD評(píng)估氧化應(yīng)激程度,IH 組 MDA/SOD是SAL組1.6倍(P<0.01),水楊酸鈉阻斷了脂肪乳引起的MDA/SOD增高(P<0.05),見(jiàn)表2。
3 三組大鼠胰腺組織中PDX-1mRNA表達(dá)比較與SAL組比較,IH組PDX-1mRNA相對(duì)表達(dá)量減少30%,水楊酸鈉使PDX-1mRNA升高20%(P<0.05),見(jiàn)表2。
4 相關(guān)分析 多元線性回歸分析顯示胰腺M(fèi)DA/SOD與組織中PDX-1mRNA表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.62,P=0.011)。
表2 三組大鼠胰腺組織內(nèi)MDA、SOD、MDA/SOD及PDX-1mRNA表達(dá)比較(ˉx±S,n=7)
輸注脂肪乳48h,血漿FFA增加,胰島素水平升高,與C-肽升高相一致,表明高FFA增加了內(nèi)源胰島素分泌。輸注水楊酸鈉,大鼠內(nèi)源性胰島素分泌降低,血糖下降。乙酰水楊酸可促進(jìn)脂肪酸氧化,降低FFA水平[5]。本研究?jī)H觀察到水楊酸鈉對(duì)FFA有降低趨勢(shì),但沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
胰腺組織抗氧化能力差,給大鼠輸注脂肪乳48h,使FFA升高,胰腺組織反映脂質(zhì)過(guò)氧化、細(xì)胞受自由基攻擊損傷程度標(biāo)志物MDA含量增多,同時(shí)反映抗氧化能力的酶SOD活力也相應(yīng)增強(qiáng),分析可能是組織對(duì)局部過(guò)度氧化的保護(hù)機(jī)制,但SOD升高比例與MDA增加比例并不平行,MDA與SOD的比率明顯增加,表明腺組織內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng),活性氧簇增多(ROS)[6]。ROS類(lèi)似于第二信使,可以激活多個(gè)氧化還原敏感性信號(hào)通路,進(jìn)而使胰島β細(xì)胞凋亡加速并使其功能減退[7]。PDX-1不僅是一種重要的胰島素轉(zhuǎn)錄因子,還是調(diào)節(jié)胰腺發(fā)育和胰島細(xì)胞分化的核因子,PDX-1表達(dá)減少,會(huì)使胰島β細(xì)胞對(duì)凋亡因子敏感性增強(qiáng),細(xì)胞中抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-XL減少,最終使胰島β細(xì)胞凋亡數(shù)增多[8]。本研究觀察到,血漿FFA增多,可以抑制PDX-1mRNA表達(dá),且胰腺組織中PDX-1mRNA表達(dá)量與組織內(nèi)MDA與SOD比率,即與氧化損傷的強(qiáng)度呈顯著負(fù)相關(guān)。注水楊酸鈉使MDA與SOD比率明顯下降,PDX-1mRNA表達(dá)增加。
總之,本研究證實(shí)FFA增高引起胰腺組織氧化應(yīng)激增強(qiáng)可能是導(dǎo)致胰島β細(xì)胞凋亡加速的機(jī)制之一。應(yīng)用水楊酸鈉胰腺組織氧化應(yīng)激反應(yīng)減弱,PDX-1mRNA表達(dá)增加,抗炎藥水楊酸鈉可能通過(guò)降低胰腺氧化應(yīng)激而發(fā)揮保護(hù)胰島β細(xì)胞功能的作用。
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