脂肪因子 Chemerin與胃轉(zhuǎn)流術(shù)治療2型糖尿病大鼠作用的相關(guān)研究

林 浩 ,陳振棟 ,王亞洲,王躍生,陳玉強,于 ,田 浩

(佳木斯大學附屬第一醫(yī)院普外一科,黑龍江 佳木斯 154003)

糖尿病是一種嚴重危害人類健康及生活質(zhì)量的常見慢性病之一,而因血糖控制不穩(wěn)導致的并發(fā)癥是糖尿病致殘致死的主要原因。以往傳統(tǒng)治療因費用高及患者依從性差,均未使血糖得到很好的控制,Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)(RYGBP)原來是用于治療肥胖癥,國外人士在進行肥胖治療回顧分析時,意外發(fā)現(xiàn)其對2型糖尿病血糖的良好控制[1],這可能為手術(shù)治療 T2DM的提供一個新思路,而其確切機制尚不清楚,可能與術(shù)后“腸-胰島軸 (enteroinsular axis)”的分泌改變有關(guān),這些激素可能會影響血糖的變化[2],Chemerin是一種新發(fā)現(xiàn)的脂肪因子,本研究旨在觀察RYGBP對2型糖尿病大鼠血糖的控制效果,及 Chemerin在RYGBP治療2型糖尿病機制中所可能發(fā)揮的作用,期待能夠為臨床工作中治療糖尿病提供新的實驗依據(jù)和干預新靶點。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

健康雄性 SD大鼠 ,周齡 8～10周 ,體重 260～280g/只 ,清潔級,由佳木斯大學動物實驗中心提供。

1.2 主要試劑及儀器

鏈脲佐菌素(STZ),美國 Sigma公司;大鼠 Chemerin、胰島素 ELISA試劑盒,上海滬尚生物工程研究所;血糖試紙、戊巴比妥鈉、手術(shù)器械、超凈工作臺、紫外分光光度計、血糖儀、臺式高速冷凍離心機、梯度 PCR儀等,均由佳木斯大學生化實驗室提供。

1.3 T2DM大鼠模型的建立

2型糖尿病大鼠模型的建立是在文獻[3]方法的基礎(chǔ)上,按隨機數(shù)字表,將 40只健康雄性 SD大鼠隨機分為 T2DM造模組和正常組 ,造模組大鼠給予持續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)8周后,禁食 12h,不禁水,按30mg/kg一次性右下腹腹腔注射1%STZ溶液。注射 STZ后繼續(xù)高脂喂養(yǎng),隔日監(jiān)測一次血糖,空腹血糖≥16.7mmol/L持續(xù)穩(wěn)定一周為成功模型。

1.4 實驗動物分組

取成模 2型糖尿病大鼠20只,隨機分為兩組,兩型糖尿病手術(shù)組 (DRO組)和 2型糖尿病假手術(shù)組 (DSO組 ),每組10只。另取周齡匹配的非造模組大鼠20只,隨機分為兩組,正常RYGB手術(shù)組(NRO組)和正常假手術(shù)組 (N SO組),每組10只。

1.5 檢測指標

于手術(shù)前及手術(shù)后第4周和第8周測量各組大鼠體重、FPG水平,ELISA法檢測血清 Chemerin、INS濃度。

1.6 統(tǒng)計學方法

表示,使用方差分析進行組間的比較,兩變量間相關(guān)關(guān)系用

Pearson相關(guān)檢驗,P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠手術(shù)前、后體重的變化

各組大鼠術(shù)前體重無明顯差異 (P＞ 0.05),DRO組術(shù)后第 4周體重較術(shù)前下降,但無統(tǒng)計學意義 (P＞ 0.05),術(shù)后第8周體重進一步下降,但無顯著性差異 (P＞ 0.05);DSO組、NRO組、NSO組大鼠術(shù)后第4周、第8周體重上升,與術(shù)前比較均有統(tǒng)計學意義 (P＜0.01)。見表1。

2.2 各組大鼠手術(shù)前、后 FPG水平變化

DRO組及 DSO組術(shù)前 FPG差異無統(tǒng)計學意義(P＞ 0.05);NRO組及 N SO組術(shù)前 FPG也無統(tǒng)計學差異(P＞ 0.05);但 DRO組及 DSO組術(shù)前 FPG均分別明顯高于 NRO組 (P＜0.01)及 NSO組 (P＜0.01);DRO組術(shù)后第4周 FPG較術(shù)前下降,有統(tǒng)計學意義 (P＜0.05);DRO組術(shù)后第8周 FPG較術(shù)前下降,有統(tǒng)計學意義 (P＜0.01);DSO組、NRO組、NSO組手術(shù)前與手術(shù)后第4周和第8周FPG比較,差異均無統(tǒng)計學意義 (P＞ 0.05),見表2。

2.3 各組大鼠手術(shù)前、后血清 INS水平變化

DRO組及 DSO組術(shù)前 IN S差異無統(tǒng)計學意義(P＞ 0.05);NRO組及 N SO組術(shù)前 INS比較也無統(tǒng)計學差異 (P＞ 0.05);但 DRO組及 DSO組術(shù)前 INS均分別明顯高于 N RO組 (P＜0.01)及 N SO組 (P＜0.01);DRO組術(shù)后第4周及第8周 INS較術(shù)前均顯著下降,分別具有統(tǒng)計學意義 (P＜0.01);DSO組、NRO組、NSO組手術(shù)前與手術(shù)后第4周和第8周 FPG比較,差異均無統(tǒng)計學意義 (P＞ 0.05)。見表 3。

2.4 各組大鼠手術(shù)前、后血清 Chemerin水平變化

DRO組及 DSO組術(shù)前 Chemerin差異無統(tǒng)計學意義(P＞ 0.05);NRO組及 N SO組術(shù)前 Chemerin比較也無統(tǒng)計學差異 (P＞ 0.05);但 DRO組及 DSO組術(shù)前 Chemerin均 分 別 明 顯 高 于 N RO組 (P ＜ 0.01)及 NSO組(P ＜0.01);DRO組術(shù)后第 4周及第8周 INS較術(shù)前均明顯下降 ,分別具有統(tǒng)計學意義 (P ＜0.01);DSO組、NRO組、NSO組手術(shù)前與手術(shù)后第4周和第8周 FPG比較 ,差異均無統(tǒng)計學意義 (P＞ 0.05)。見表4。

2.5 各組大鼠血清 Chemerin與體重、FPG及 INS之間的相關(guān)性分析

DRO組 Chemerin與 INS呈正相關(guān) (r= 0.720,P＜0.01),與體重及 FPG無相關(guān) (P＞ 0.05);DSO組Chemerin與 IN S也呈正相關(guān) (r= 0.469,P＜0.01),與體重及 FPG無相關(guān) (P＞ 0.05);NRO組及 NSO組中 Chemerin與體重、FPG及 INS之間均無相關(guān)性 (P＞ 0.05)。

表1 各組大鼠手術(shù)前、后體重水平比較(g,±s)

表1 各組大鼠手術(shù)前、后體重水平比較(g,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術(shù)組,DSO=2型糖尿病假手術(shù)組,N RO=正常手術(shù)組,NSO=正常假手術(shù)組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內(nèi)術(shù)前比較,☆P＜0.01,☆☆P＜0.05。

組別 n 術(shù) 前術(shù) 后4周 8周DRO 10 361.593± 10.733 353.911± 8.817 351.383± 14.488 DSO 9 360.302± 9.293 382.671± 4.407☆ 402.673± 5.284☆NRO 9 364.913± 8.811 402.748± 6.607☆ 440.229± 3.494☆N SO 10 361.545± 7.364 412.981± 5.292☆ 454.296± 4.283☆

表2 各組大鼠手術(shù)前、后空腹血糖水平比較(mmol/L,±s)

表2 各組大鼠手術(shù)前、后空腹血糖水平比較(mmol/L,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術(shù)組,DSO=2型糖尿病假手術(shù)組,N RO=正常手術(shù)組,NSO=正常假手術(shù)組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內(nèi)術(shù)前比較,☆P＜0.01,☆☆P＜0.05。

組別 n 術(shù) 前術(shù) 后4周 8周RO 10 21.637± 8.211▲△ 14.962± 5.685☆☆ 9.327± 3.489☆DSO 9 21.530± 1.987▲△ 20.592± 1.744 20.489± 1.816 NRO 9 5.874± 0.277 5.655± 0.227 5.610± 0.772 N SO 10 5.874± 0.284 5.600± 0.303 5.690± 0.307

表3 各組大鼠手術(shù)前、后胰島素水平比較(mU/L,±s)

表3 各組大鼠手術(shù)前、后胰島素水平比較(mU/L,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術(shù)組,DSO=2型糖尿病假手術(shù)組,N RO=正常手術(shù)組,NSO=正常假手術(shù)組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內(nèi)術(shù)前比較,☆P＜0.01,☆☆P＜0.05。

組別 n 術(shù) 前術(shù) 后4周 8周RO 10 21.149± 1.585▲△ 18.213± 1.526☆ 15.912± 1.826☆DSO 9 20.439± 1.557▲△ 21.046± 1.566 21.411± 1.620 NRO 9 16.803± 1.050 17.593± 1.141 17.922± 1.275 N SO 10 17.305± 1.011 18.223± 1.308 18.476± 1.803

表4 各組大鼠手術(shù)前、后 Chemerin水平比較(ng/L,±s)

表4 各組大鼠手術(shù)前、后 Chemerin水平比較(ng/L,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術(shù)組,DSO=2型糖尿病假手術(shù)組,N RO=正常手術(shù)組,NSO=正常假手術(shù)組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內(nèi)術(shù)前比較,☆P＜0.01,☆☆ P＜0.05。

組別 n 術(shù) 前術(shù) 后4周 8周RO 10 39.564± 3.992▲△ 33.999± 0.928☆ 29.008± 0.751☆DSO 9 37.878± 0.702▲△ 36.980± 1.176 36.888± 1.123 NRO 9 28.843± 1.205 29.964± 1.236 29.054± 0.939 N SO 10 26.825± 0.891 26.564± 0.643 25.878± 1.422

3 討論

T2DM是一種以胰島素抵抗和/或胰島素分泌相對不足為特征的營養(yǎng)代謝性疾病。T2DM以往的治療方法包括控制飲食、適度運動等基礎(chǔ)療法,以及降糖藥物等藥物療法,但因患者的依從性差,血糖未能得到良好的控制。胰腺移植等手術(shù)因其昂貴費用及術(shù)后長期的服用免疫抑制劑也未被推廣。大量研究證實,以往用于治療肥胖癥的 RYGBP對 T2DM血糖的控制起到了良好的作用。RYGBP不僅能降低患者血糖水平,減少 T2DM所帶來的并發(fā)癥,還能阻止糖耐量受損的患者進一步發(fā)展為 T2DM[4],已被納入美國糖尿病協(xié)會2009年糖尿病治療指南。本研究結(jié)果顯示,DRO組術(shù)后第4周FPG較術(shù)前下降,術(shù)后第 8周 FPG進一步下降,且均有統(tǒng)計學意義;而 DSO組、N RO組、NSO組術(shù)前與后第 4周和第 8周FPG無明顯變化,差異均無統(tǒng)計學意義,這表明 RYGB可明顯降低 T2DM大鼠的空腹血糖水平,對血糖的控制起到一定作用 ,而對正常大鼠 FPG并不產(chǎn)生太大影響,進一步證實了 RYGB可能是一種治療 T2DM的有效術(shù)式,其對 T2DM的治療作用可能與血糖依耐性有關(guān),這與以往研究是相符的[5]。

有研究發(fā)現(xiàn)[6]RYGBP術(shù)后患者的體重減輕并不與血糖的降低同步,術(shù)后早期體重下降不明顯時,即以出現(xiàn)了血糖的降低,表明了 RYGBP對 T2DM患者的獨特治療價值。本研究也發(fā)現(xiàn),DRO組術(shù)后 T2DM大鼠體重雖然較術(shù)前減輕,但并不具有統(tǒng)計學差異,提示血糖水平的下降可能是RYGBP直接導致的結(jié)果,并非體重減輕后所引起的繼發(fā)改變。

RYGBP導致血糖水平下降機制尚不明確,可能與術(shù)后“腸-胰島軸(enteroinsular axis)”的分泌改變有關(guān),這些激素可能會影響血糖的變化,其中脂肪源性激素越來越受到學術(shù)界的關(guān)注,Chemerin是新發(fā)現(xiàn)的脂肪因子,研究發(fā)現(xiàn)其經(jīng)自分泌和旁分泌雙通路作用于脂肪細胞及組織,可能在肥胖、胰島素抵抗及糖尿病中發(fā)揮重要的作用[7～9]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),術(shù)前 DRO組及 DSO組與 N RO組及 NSO組 Chemerin及 IN S水平差異無統(tǒng)計學意義,但 DRO組及 DSO組術(shù)前血清 Chemerin及 IN S水平均明顯高于 NRO組及 N SO組 ,并且 Chemerin與 INS呈正相關(guān),提示 Chemerin可能會增強胰島素抵抗,這可能與 T2DM的發(fā)病有關(guān),有望成為以后手術(shù)甚至藥物治療 T2DM的新靶點。術(shù)后 DRO組 Chemerin及IN S水平較前均明顯下降,DSO組、NRO組及 NSO組較前無明顯變化,推測 RYGB治療 T2DM患者可能通過下調(diào)Chemerin的表達,從而增加胰島素的敏感性,使血糖得到良好的調(diào)控 ,這可能是 RYGB治療 T2DM的機制之一,確切機制有待進一步的研究。

本研究發(fā)現(xiàn),Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)對 T2DM大鼠的血糖起到了一定的調(diào)控作用,這一結(jié)果與以往文獻報道的胃轉(zhuǎn)流術(shù)治療 T2DM基本一致。胃轉(zhuǎn)流術(shù)后 Chemerin水平下降,而且胰島素敏感性得到提高,這可能是 Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)治療 T2DM的機制之一,期待能為臨床早期干預T2DM的發(fā)生、發(fā)展提供新思路和干預新靶點。

[1]Buchwald H,A vidor Y,Braunwald E,et al.Bariatric surgery:a system atic review and meta-analysis[J].JAMA,2004,292(14):1724-1737

[2]Rubino F,Gagner M,Gentileschi P,et al.The early effect of the Roux-en-Y gastric bypass on hormones involved in body weight reg ulation and glucose metabolism[J].Ann Surg,2004,240(2):236-242

[3]何清華,周迎生,王征,等.2型糖尿病大鼠模型制備的影響因素及其特點 [J].中國實驗動物學報,2007,15(6):425-429

[4]Estall J,L M Kahn,M P Cooper,et al.Sensitivity of lipid metabolism and insulin signaling to genetic alterations in hepatic peroxisome proliferatoractivated receptorgamma coactivator 1alpha expression[J].Diabetes,2009,58(7):1499-1508

[5]史逸華,王躍生,陳福軍.胃轉(zhuǎn)流術(shù)對2型糖尿病大鼠降糖作用及DPP-IV分泌的影響 [J].黑龍江醫(yī)藥科學,2011,34(2):65-66

[6]Rubino F,Forgione A,Cummings DE,et al.The mechanism of diabetes control after gastrointestinal bypass surgery rev eals a role of the proximal small intestine in the pathophysiology of type 2 diabetes[J].Ann Surg,2006,244(5):741-749

[7]李靜,左笑叢.Chemerin與糖脂代謝關(guān)系的研究進展 [J].中國臨床藥理學雜志,2012,28(1):72-74

[8]李冰,楊菊紅,王慧杰,等.Chemerin基因在自發(fā)性2型糖尿病大鼠脂肪組織中表達的研究[J].天津醫(yī)科大學學報,2010,16(3):447-449

[9]Becker M,Rabe K,Lebherz C,et al. Ex pression of human chemerin induces insulin resistance in the skeletal muscle but does not affect weight,lipid lev els,and atherosclerosis in LDL receptor knockout mice on high- fat diet[J].Diabetes,2010,59:2898-2908