GOD和STZ對(duì)胰島β細(xì)胞損傷作用及腹腔鏡胃旁路術(shù)治療2型糖尿病的臨床分析.pdf

1、背景和目的：
　　糖尿病已成為全球流行病,其發(fā)病率正逐年增高且常伴有各種并發(fā)癥,嚴(yán)重威脅著人類(lèi)健康。成人糖尿病患者中以2型糖尿病最為多見(jiàn),主要是因?yàn)闄C(jī)體內(nèi)胰島素產(chǎn)生不足和/或胰島素抵抗所致的葡萄糖代謝紊亂而引起血糖升高。糖尿病發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,如較高濃度的食品添加劑葡萄糖氧化酶也能誘導(dǎo)胰島素抵抗,最終導(dǎo)致糖尿病。葡萄糖氧化酶是葡萄糖代謝途徑中的關(guān)鍵酶,通過(guò)催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸和過(guò)氧化氫(H2O2),在糖尿病發(fā)病機(jī)理中起著重要

2、作用。在已有的報(bào)道中,葡萄糖氧化酶顯示對(duì)多種細(xì)胞具有凋亡誘導(dǎo)作用,包括胰島β細(xì)胞,神經(jīng)元細(xì)胞和成纖維細(xì)胞。其作用機(jī)理與它的 H2O2生成有關(guān)。然而,更深入的毒理性機(jī)制未見(jiàn)報(bào)道。為更好的解析糖尿病發(fā)病機(jī)制,人們構(gòu)建糖尿病動(dòng)物模型進(jìn)行相關(guān)研究。鏈脲佐菌素(Streptozotocin, STZ)是最常用來(lái)誘導(dǎo)構(gòu)建糖尿病動(dòng)物模型的藥物之一,對(duì)胰島β細(xì)胞有選擇性毒性作用。在試驗(yàn)性糖尿病模型中,不同的STZ處理方式誘導(dǎo)不同類(lèi)型的糖尿病反應(yīng)。目前,

3、2型糖尿病多是基于改變生活方式的藥物治療,但遠(yuǎn)期療效都差強(qiáng)人意。近些年來(lái),國(guó)內(nèi)外大量的臨床研究證實(shí),外科手術(shù)能有效治療糖尿病。
　　本研究旨在:1)更深入探討葡萄糖氧化酶對(duì)胰島β細(xì)胞的毒性機(jī)制,為葡萄糖氧化酶誘發(fā)胰島素抵抗的機(jī)理提供更多的支持證據(jù)。2)比較多次低劑量STZ(MLD)和單次高劑量STZ(SHD)對(duì)細(xì)胞內(nèi)ROS生成和胰島β細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響,為STZ誘導(dǎo)構(gòu)建糖尿病動(dòng)物模型中的應(yīng)用提供進(jìn)一步的理論支持。3)探討腹腔鏡胃空

4、腸 Roux-en-Y轉(zhuǎn)流術(shù)對(duì)2型糖尿病的臨床療效,以及評(píng)估手術(shù)的安全性。
　　實(shí)驗(yàn)方法：
　　1)用葡萄糖氧化酶處理胰島β細(xì)胞RIN-m5F細(xì)胞。用MTT法觀(guān)察葡萄糖氧化酶對(duì)細(xì)胞活性的影響。用DCFH熒光法顯示細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)水平。用流式細(xì)胞儀觀(guān)察細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期。用透射電鏡觀(guān)察亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。用實(shí)時(shí)定量RT-PCR觀(guān)察線(xiàn)粒體融合蛋白的表達(dá)。
　　2)高脂喂

5、養(yǎng)的大鼠給予腹腔多次低劑量STZ注射(MLD,30 mg/kg.d,共3天)或單次高劑量STZ注射(SHD,120 mg/kg)。最后一次注射后禁食12 h,取動(dòng)脈血和胰腺。血清胰島素用ELISA測(cè)量,羥自由基和H2O2用化學(xué)光譜法檢測(cè)。胰島β細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)用電鏡觀(guān)察。
　　3)回顧性分析我院近2年來(lái)接受腹腔鏡LRYGB手術(shù)治療的33例2型糖尿病(T2DM)患者臨床資料。分析患者手術(shù)前,手術(shù)后1個(gè)月,3個(gè)月和6個(gè)月的體重指數(shù),腰圍,

6、口服糖耐量(OGTT)試驗(yàn),C肽、胰島素釋放試驗(yàn),以及糖化血紅蛋白和血脂的變化。術(shù)后12個(gè)月隨訪(fǎng)觀(guān)察BMI、腹圍、空腹血糖、HbA1c等指標(biāo)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　1)葡萄糖氧化酶劑量依賴(lài)性地降低細(xì)胞活性。相反,葡萄糖氧化酶劑量依賴(lài)性地增加細(xì)胞內(nèi)ROS及細(xì)胞凋亡。在亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)上,葡萄糖氧化酶嚴(yán)重?fù)p傷線(xiàn)粒體,表現(xiàn)為線(xiàn)粒體數(shù)量減少、體積縮小、線(xiàn)粒體融合和分裂。進(jìn)一步的結(jié)果顯示葡萄糖氧化酶顯著誘導(dǎo)線(xiàn)粒體融合蛋白Mfn1,Mfn2和

7、Opa1的表達(dá)。
　　2)與正常飲食大鼠相比,MLD和SHD大鼠禁食血糖均顯著升高,以MLD更甚。MLD大鼠胰島素水平顯著升高,胰島素敏感指數(shù)明顯下降,而SHD大鼠胰島素水平未見(jiàn)改變,胰島素敏感指數(shù)僅輕微下降。MLD和SHD處理均引起胰島β細(xì)胞線(xiàn)粒體腫脹。然而MLD顯著減少線(xiàn)粒體數(shù)量,SHD僅中度減少線(xiàn)粒體量。在ROS水平觀(guān)察上,MLD顯著升高羥自由基和H2O2水平,而SHD沒(méi)有顯著的影響。
　　3)33例患者均順利恢復(fù),無(wú)

8、死亡,其中3例患者(占9％)術(shù)后并發(fā)吻合口漏(1例)和吻合口潰瘍(2例),經(jīng)保守治愈均得以恢復(fù)。與術(shù)前相比,術(shù)后1,3,6個(gè)月,體重指數(shù),腰圍,糖化血紅蛋白,總膽固醇和甘油三酯,空腹血糖,空腹血清胰島素和C-肽均明顯降低(P<0.05)。術(shù)后12個(gè)月患者體重指數(shù)、腹圍、HbA1c等指標(biāo)仍然維持低水平。在OGTT試驗(yàn)中,術(shù)后1,3,6個(gè)月血糖值在60,120,180 min時(shí)相較術(shù)前顯著下降。C肽和胰島素釋放試驗(yàn)中,術(shù)后1,3和6個(gè)月胰島

9、素和C肽分泌峰值前移。所有這些變化,均以術(shù)后6個(gè)月最為顯著。在隨訪(fǎng)滿(mǎn)1年的18例患者中,糖尿病病情緩解11例(61.1%),血糖控制5例(27.8%),好轉(zhuǎn)2例(11.1%),無(wú)效0例。
　　結(jié)論：
　　1)葡萄糖氧化酶對(duì)胰島β細(xì)胞具有強(qiáng)烈的毒性作用。其毒性機(jī)理涉及細(xì)胞內(nèi)H2O2積累。增加的細(xì)胞內(nèi)H2O2進(jìn)一步損傷線(xiàn)粒體,從而誘發(fā)線(xiàn)粒體性細(xì)胞凋亡。
　　2)相對(duì)于SHD單純的胰島β細(xì)胞毒性,MLD顯示一個(gè)更嚴(yán)重的雙重糖

10、尿病誘導(dǎo)作用,即損傷胰島β細(xì)胞和誘導(dǎo)胰島素抵抗,ROS積累可能起重要作用。
　　3)不同劑量和次數(shù)的STZ均能破壞β細(xì)胞,降低胰島素的釋放。并能誘導(dǎo)嚴(yán)重的空腹血糖和胰島素水平升高,甘油三酯上升,且增加ROS水平,造成胰島β細(xì)胞線(xiàn)粒體損傷。
　　4)腹腔鏡胃空腸LRYGB旁路術(shù),可以有效地改善2型糖尿病患者的糖代謝和胰島素分泌,是2型糖尿病的有效治療。
　　5)腹腔鏡胃空腸LRYGB旁路術(shù),對(duì)T2DM的近期療效滿(mǎn)意,88