胰高血糖素樣肽-1受體激動劑改善IGT大鼠骨骼肌胰島素抵抗機制的研究.pdf

1、目的: 通過觀察胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)受體激動劑艾塞那肽(Exendin-4)干預(yù)后的糖耐量減低(IGT)Wistar大鼠骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋4(GlucoseTransporter4，GLUT4)的表達、穩(wěn)態(tài)模型評估胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)及骨骼肌糖原含量的變化，并進行GLUT4 mRNA與HOMA-IR的相關(guān)性分析，探討GLP-1受體激動劑改善IGT大鼠骨骼肌胰島素抵抗的機制。
　　 方法: 從山西醫(yī)科大學(xué)動

2、物飼養(yǎng)中心購買54只雄性Wistar大鼠，4～5周齡。適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后（5只/籠），隨機分為常規(guī)飼料喂養(yǎng)組（甲組，n=18）和高脂高糖飼料喂養(yǎng)組(乙組，n=36)。兩組大鼠均自由飲水，自由活動，所有大鼠于早晚投放食物兩次，每天每只大鼠的食量為其體重的3％。12周時，行口服葡萄糖耐量(OGTT)試驗:禁食8h后，鼠尾采血，快速血糖儀測空腹血糖(FBG)，以50％葡萄糖注射液2g/kg灌胃，2h后鼠尾采血測OGTT2h血糖(2hBG)。以7

3、.8mmol/1≤2hPG＜11.1 mmol/l并持續(xù)一周以上為IGT造模成功[1]。甲組大鼠血糖均正常，全部納入糖耐量正常對照組(NGT/NaCl組，n=20)，繼續(xù)給予常規(guī)飼料喂養(yǎng)，自由飲水，自由活動;乙組成模32只，成模率為88％[1]，將乙組隨機分為Exendin-4干預(yù)組（IGT/Ex組，n=16），糖耐量減低對照組(IGT/NaCl組，n=16)，繼續(xù)給予高脂高糖飼料喂養(yǎng)，自由飲水，自由活動。成模后，隨機取NGT/NaCl

4、組、IGT/NaCl組、IGT/Ex組各1/2數(shù)量大鼠，測FBG及2hBG，禁食12-14h，5％水合氯醛麻醉大鼠，腹主靜脈采血，測甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)及空腹血清胰島素（FIN），計算HOMA-IR。然后取腓腸肌組織，實時熒光定量PCR檢測骨骼肌GLUT4 mRNA的表達;免疫組化法觀察骨骼肌細胞GLUT4蛋白的表達;過碘酸雪夫染色(PAS染色)觀察骨骼肌糖原含量的變化。剩余1/2大鼠，IGT/Ex組給予Exendin-4

5、5ug/kg腹部皮下注射，每日兩次，NGT/NaCl組和IGT/NaCl組均給予等體積生理鹽水皮下注射[2]。干預(yù)4周后全部處死，行以上指標(biāo)測定。所有計量資料均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差((x)±s)表示，采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件，各組間比較采用單因素方差分析(ANOVA)，LSD檢驗，以P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。
　　 結(jié)果:
　　 1.各組大鼠臨床指標(biāo)比較:干預(yù)前，與NGT/NaCl

6、組比較，IGT/NaCl組和IGT/Ex組大鼠的2hBG均升高（5.96±0.77 vs.9.69±0.33）(5.96±0.77 vs.9.28±0.38)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）;FBG均增高(4.76±0.50 vs.5.04±0.47)(4.76±0.50 vs.5.14±0.48)，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）;血清TG升高（0.87±0.22 vs.2.08±0.21）（0.87±0.22 vs.2.1

7、2±0.21），差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）;TC升高（0.84±0.19 vs.1.91±0.16）（0.84±0.19 vs.2.00±0.17），差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。與IGT/NaCl組比較，IGT/Ex組大鼠2hBG均降低（9.69±0.33 vs.9.28±0.38），F(xiàn)BG、TG及TC均升高（5.04±0.47 vs.5.14±0.48）(2.08±0.21 vs.2.12±0.21)（1.91±0

8、.16 vs.2.00±0.17），差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。Exendin-4干預(yù)4周后，與同期IGT/NaCl組比較，IGT/Ex組大鼠2hBG、TG及TC均降低（10.28±0.37 vs.7.19±0.34）(2.22±0.14 vs.1.06±0.13)、(2.09±0.18 vs.1.02±0.09)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）;FBG降低（5.06±0.45 vs.5.02±0.47），差異無統(tǒng)計學(xué)意

9、義(P＞0.05)。與干預(yù)前IGT/Ex組比較，IGT/Ex組大鼠2hBG、TG及TC均降低（9.28±0.38 vs.7.19±0.34）(2.12±0.21 vs.1.06±0.13)(2.00±0.17 vs.1.02±0.09)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P＜0.05);FBG降低（5.14±0.48 vs.5.02±0.47），差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。與NGT/NaCl組比較，F(xiàn)BG、2hBG、TG及TC升高(4.72±

10、0.42 vs.5.02±0.47)）(6.26±0.53 vs.7.19±0.3)(0.89±0.23 vs.1.06±0.13)(0.89±0.20 vs.1.02±0.09)，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。
　　 2.各組大鼠FIN及HOMA-IR的比較:干預(yù)前，與NGT/NaCl組比較，IGT/NaCl組、IGT/Ex組大鼠FIN水平均升高(7.83±0.70 vs.16.98±1.51)(7.83±0.70 v

11、s.17.08±1.73)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）;HOMA-IR升高(1.22±0.23 vs.1.89±0.34)(1.22±0.23 vs.1.98±0.24)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P＜0.05)。與IGT/NaCl組相比較，IGT/EX組FIN水平升高(16.98±1.51 vs.17.08±1.73)，HOMA-IR升高(1.89±0.34vs.1.98±0.24)，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。Exendin-4干預(yù)4周后

12、，與同期IGT/NaCl組比較，IGT/Ex組大鼠FIN水平均降低（17.02±1.57vs.13.65±2.17），差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，HOMA-IR降低(1.90±0.14vs.1.53±0.19)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。與干預(yù)前IGT/Ex組比較，F(xiàn)IN水平降低（17.08±1.73vs.13.65±2.17），差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，HOMA-IR降低（1.98±0.24vs.1.53±0.1

13、9），差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。與NGT/NaCl組比較，F(xiàn)IN水平升高(7.76±0.60 vs.13.65±2.17)，HOMA-IR升高(1.02±0.23vs.1.53±0.19)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。
　　 3.各組大鼠骨骼肌GLUT4mRNA表達的比較:干預(yù)前，與NGT/NaCl組比較，IGT/NaCl組、IGT/Ex組骨骼肌GLUT4mRNA表達均降低(2.84±0.37vs.0.12±0.0

14、6)(2.84±0.37 vs.0.11±0.07)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。與IGT/NaCl組比較，IGT/Ex組GLUT4mRNA表達水平降低（0.12±0.06 vs.0.11±0.07），差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。Exendin-4干預(yù)4周后，與同期IGT/NaCl組和干預(yù)前IGT/Ex組比較，IGT/Ex組骨骼肌GLUT4mRNA表達水平均升高（0.11±0.04vs.1.47±0.27）（0.11±0.

15、06 vs.1.47±0.27），差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。與NGT/NaCl組比較，IGT/Ex組骨骼肌GLUT4mRNA表達降低(2.76±0.49 vs.1.47±0.27)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。
　　 4.各組大鼠骨骼肌細胞GLUT4蛋白表達的比較:干預(yù)前，與NGT/NaCl組相比，IGT/NaCl、IGT/Ex組骨骼肌細胞內(nèi)棕黃色著色較少，NGT/NaCl組著色廣泛，著色顆粒較多。艾塞那肽干預(yù)4

16、周后，與同期IGT/NaCl組和干預(yù)前IGT/Ex組相比，IGT/Ex組骨骼肌細胞內(nèi)棕黃色著色增多，主要表達在細胞胞漿中。
　　 5.相關(guān)性分析:由糖耐量減低大鼠骨骼肌組織GLUT4 mRNA與HOMA-IR水平所作的散點圖可見:隨著GLUT4 mRNA在骨骼肌內(nèi)的表達增多，HOMA-IR逐漸下降。Pearson相關(guān)分析顯示:糖耐量減低大鼠骨骼肌GLUT4 mRNA表達和HOMA-IR呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.75，P＜0.05)

17、。
　　 6.各組大鼠骨骼肌細胞糖原含量的比較:干預(yù)前，與NGT/NaCl組相比，IGT/NaCl、IGT/Ex組骨骼肌細胞內(nèi)紅色著色較少，NGT/NaCl組著色廣泛，著色顆粒較多。艾塞那肽干預(yù)4周后，與同期IGT/NaCl組和干預(yù)前IGT/Ex組大鼠相比，IGT/Ex組骨骼肌細胞包漿內(nèi)紅色著色增多。
　　 結(jié)論:
　　 1.骨骼肌GLUT4表達下降和肌糖原合成減少是糖耐量減低階段骨骼肌胰島素抵抗的原因之一。