梓醇對(duì)2型糖尿病大鼠胰島細(xì)胞的保護(hù)作用

鄒國(guó)良，仲維莉，許 瑞，史成坤，趙 雙，韓宇博，劉 莉

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梓醇對(duì)2型糖尿病大鼠胰島細(xì)胞的保護(hù)作用

鄒國(guó)良1，2，仲維莉2，許 瑞2，史成坤2，趙 雙2，韓宇博2，劉 莉2

目的 探討梓醇對(duì)2型糖尿病大鼠胰島細(xì)胞的保護(hù)作用及作用機(jī)制。方法 8周齡雄性Wistar大鼠，隨機(jī)分為正常組10只，實(shí)驗(yàn)組90只。實(shí)驗(yàn)組以高脂高糖飲食飼養(yǎng)8周，之后腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ，15 mg/kg)，以空腹血糖≥16.7 mmol/L作為2型糖尿病成模標(biāo)準(zhǔn)，將符合2型糖尿病成模標(biāo)準(zhǔn)的60只大鼠隨機(jī)分為模型組、二甲雙胍組、梓醇低劑量組、梓醇中劑量組、梓醇高劑量組。正常組和模型組灌胃蒸餾水[5 mL/(kg·d)]，二甲雙胍組灌胃二甲雙胍[90 mg/(kg·d)]，梓醇低、中、高劑量組分別灌胃梓醇2.5 mg/(kg·d)、5 mg/(kg·d)、10 mg/(kg·d)。各組大鼠干預(yù)12周后，測(cè)定空腹血糖、空腹血清胰島素(FINS)，并計(jì)算胰島素分泌指數(shù)(HOMA-β)，HE染色檢測(cè)大鼠胰島細(xì)胞形態(tài)。結(jié)果 與模型組比較，各藥物干預(yù)組大鼠胰島素分泌指數(shù)均有所增加；與模型組比較，HE染色結(jié)果顯示二甲雙胍組，梓醇低、中、高劑量組胰島細(xì)胞結(jié)構(gòu)相對(duì)完整。結(jié)論 梓醇可保護(hù)胰島細(xì)胞，促進(jìn)胰島素分泌。

2型糖尿病；梓醇；胰島素；二甲雙胍；大鼠；消渴

糖尿病是一組由于胰島素分泌缺陷和/或胰島素作用障礙所致的以高血糖為特征的代謝性疾病。糖尿病是當(dāng)前威脅全球人類健康的最重要的非傳染性疾病之一，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活方式的改變及人口老齡化，2型糖尿病發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈逐年增高趨勢(shì)，尤其在我國(guó)增長(zhǎng)速度更快[1]。因此如何保護(hù)胰島細(xì)胞，減輕胰島素分泌缺陷和改善胰島素抵抗成為目前醫(yī)學(xué)界研究的重點(diǎn)問題。梓醇是玄參科植物地黃的有效成分，現(xiàn)已證實(shí)梓醇可降低血糖，但具體作用機(jī)制研究較少。本實(shí)驗(yàn)以膳食誘導(dǎo)及小劑量鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)干預(yù)建立2型糖尿病大鼠模型，觀察梓醇對(duì)胰島細(xì)胞的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 健康8周齡雄性Wistar大鼠100只，由黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.2 主要試劑及儀器 Mouse Anti-Insulin antibody (bsm-0862M)、Rabbit Anti-phospho-AMPK alpha-1(Ser184)antibody(bs-10666R)(北京博奧森公司)、磷酸鹽緩沖溶液(武漢博士德公司)。組織包埋機(jī)(德國(guó) Thermo Histostar)、石蠟切片機(jī)(德國(guó)Thermo HM 340E)、顯微攝像系統(tǒng)(日本OLYMPUS DP72)。

1.3 動(dòng)物分組、造模與干預(yù) 采用隨機(jī)數(shù)字表法將大鼠分為正常組(10只)和實(shí)驗(yàn)組 (90只) 。正常組大鼠普通飼料喂養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)組大鼠高脂高糖飼料喂養(yǎng)，高脂高糖飼料配方參照《藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)》[2]。8 周后，大鼠禁食不禁水12 h，稱重，實(shí)驗(yàn)組大鼠一次性腹腔內(nèi)注射STZ(15 mg/kg)，正常組大鼠按0.05 mL/100 g劑量腹腔注射檸檬酸緩沖液。72 h后實(shí)驗(yàn)組大鼠經(jīng)尾靜脈采血，空腹血糖(FBG)≥16.7 mmol/L為模型糖尿病成模成功[2]。將符合2型糖尿病成模標(biāo)準(zhǔn)的60只大鼠隨機(jī)分為模型組、二甲雙胍組、梓醇低劑量組、梓醇中劑量組、梓醇高劑量組。正常組和模型組灌胃蒸餾水[5 mL/(kg·d)]，二甲雙胍組灌胃二甲雙胍[90mg/(kg·d)]，梓醇低、中、高劑量組分別灌胃梓醇2.5 mg/(kg·d)、5 mg/(kg·d)、10 mg/(kg·d)，共灌胃 12 周。所有大鼠均給予常規(guī)飼料喂養(yǎng)，自由飲食水。

1.4 HE染色檢測(cè)胰島細(xì)胞形態(tài) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，以2%戊巴比妥鈉(45 μg/g)腹腔麻醉大鼠，局部消毒后沿腹正中線打開腹腔，經(jīng)腹主動(dòng)脈取血 8 mL，5 000 r/min 離心 10 min，分離血清并保存于 -20℃冰箱備用。分離胰腺周圍脂肪并取出胰腺，將胰腺放入 4%多聚甲醛溶液中固定24 h。進(jìn)行梯度酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，石蠟切片厚度4 μm，HE染色行病理學(xué)檢測(cè)。應(yīng)用Motic Med 6.0數(shù)碼醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)分析HE染色及免疫組織化學(xué)染色I(xiàn)OD值。

2 結(jié) 果

2.1 各組間大鼠FBG、空腹血清胰島素(FINS)、胰島素分泌指數(shù)(HOMA-β)變化 干預(yù)12周后與正常組比較，其他各組 FBG、水平明顯升高，HOMA-β、FINS水平下降 (P<0.05) 。與模型組比較，二甲雙胍組及梓醇低、中、高劑量組 FBG水平下降(P<0.05)，二甲雙胍組及梓醇中劑量組、梓醇高劑量組FINS水平升高(P<0.05)，二甲雙胍組、梓醇高劑量組HOMA-β變化明顯，與其他組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但二甲雙胍組與梓醇高劑量組比較，F(xiàn)BG 、FINS、HOMA-β水平無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見表1。

表1 各組大鼠 FBG、FINS、HOMA-β 水平比較(±s)

2.2 各組間大鼠胰島細(xì)胞變化比較 干預(yù)12周后正常組胰島形態(tài)比較規(guī)則，為卵圓形的細(xì)胞團(tuán)，胰島細(xì)胞數(shù)量較多，排列規(guī)整，與外分泌腺界限清楚，胞核清晰呈卵圓形，胞質(zhì)豐富淺染，內(nèi)分泌細(xì)胞胞質(zhì)豐富。模型組胰島形狀不規(guī)則，胰島明顯萎縮，胰島細(xì)胞數(shù)量明顯減少，與外分泌腺界限不清，排列紊亂，胰島內(nèi)胞漿較少，部分細(xì)胞核固縮、分裂。二甲雙胍組較模型組胰島形狀規(guī)則，胰島輕度萎縮，胰島細(xì)胞數(shù)量較模型組增多，與外分泌腺界限相對(duì)清楚，排列較為規(guī)整，胰島內(nèi)胞漿相對(duì)較少。梓醇低、中、高劑量組較模型組胰島形狀規(guī)整，其中梓醇高劑量組與二甲雙胍組比較胰島形態(tài)無明顯差別。

3 討 論

目前有多種構(gòu)建2型糖尿病動(dòng)物模型的方法，如自發(fā)性DM動(dòng)物模型、轉(zhuǎn)基因/基因敲除DM動(dòng)物模型、特殊飲食聯(lián)合STZ誘導(dǎo)的DM動(dòng)物模型、單獨(dú)STZ等藥物注射誘導(dǎo)的DM動(dòng)物模型等[3-4]。其中自發(fā)性糖尿病動(dòng)物模型、轉(zhuǎn)基因/基因敲除DM動(dòng)物模型成模率較高，但動(dòng)物價(jià)格昂貴、動(dòng)物來源少，因此特殊飲食聯(lián)合小劑量STZ誘導(dǎo)的DM動(dòng)物模型成為很好的替代方法。2型糖尿病的病理生理表現(xiàn)除胰島B細(xì)胞功能受損外，還存在嚴(yán)重的胰島素抵抗及糖脂代謝的紊亂，而高糖、高脂飲食可增加細(xì)胞內(nèi)脂肪含量和降低胰島素敏感性，誘發(fā)胰島素抵抗的產(chǎn)生，并在此基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用小劑量STZ腹腔注射輕度破壞胰島細(xì)胞，這種造模方法模擬了 2型糖尿病的發(fā)病過程，因此目前被廣泛應(yīng)用。

糖尿病以慢性高血糖為主要病理特點(diǎn)，持續(xù)高血糖不僅可直接損傷胰島B細(xì)胞，還可以加重胰島素抵抗，導(dǎo)致發(fā)生各種糖尿病并發(fā)癥。梓醇屬環(huán)烯醚萜苷，是地黃的主要活性成分，最初用于研究治療神經(jīng)變性疾病，如阿爾茨海默氏病和帕金森氏病[5-6]。近年來發(fā)現(xiàn)梓醇具有顯著的降血糖、降血脂作用[7]。本研究結(jié)果顯示，梓醇可以降低糖尿病大鼠血糖，增加血清胰島素水平，并經(jīng)過計(jì)算胰島素分泌指數(shù)證實(shí)梓醇可以促進(jìn)胰島素分泌，從而推斷梓醇是通過增加胰島素分泌來發(fā)揮降血糖的作用。

從HE染色結(jié)果可以看出，模型組大鼠胰腺組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，胰島形態(tài)不規(guī)則，而梓醇可以保護(hù)胰腺組織，使胰島細(xì)胞結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，梓醇通過保護(hù)胰島細(xì)胞以增加胰島素分泌，發(fā)揮降血糖的作用。而梓醇保護(hù)胰島細(xì)胞的機(jī)制需進(jìn)一步探討。

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(本文編輯王雅潔)

The Protective Effects of Catalpol on the Islet Cells in Rats with Type 2 Diabetes Mellitus

Zou Guoliang ，Zhong Weili，Xu Rui，Shi Chengkun，Zhao Shuang，Han Yubo，Zhong Weili

First Affiliated Hospital，Heilongjiang University of Chinese Medicine，Harbin 150040，Heilongjiang，China

Zhong Weili

Objective To study the protective effects of catalpol on the islet cells in rats with type 2 diabetes mellitus(T2DM).Methods Eight-week-old male wistar rats were randomly divided into the blank group(n=10)and the experimental group(n=90).The rats in experimental group were fed with high fat and high sugar diet for 8 weeks，after intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ，15 mg/kg)，with fasting blood glucose more than 16.7 mmol/L as T2DM molded standard.Sixty diabetic rats were randomly divided into model group，metformin group，catalpol low，middle and high dose group.The rats in blank group and model group were fed with distilled water 5 mL/(kg·d).The rats in metformin group was given metformin 90 mg/(kg·d)，The rats in catalpol low，middle and high dose groups were fed catalpol 2.5 mg/(kg·d)，5 mg/(kg·d)，10 mg/(kg·d).After 12 weeks，the rats fasting glucose，fasting serum insulin were measured，and the morphology of islet cells were observed by Hematoxylin and Eosin (HE) staining.Results Compared with the model group，the insulin secretion index increased significantly in each drug intervention group.HE staining showed that islet cell structure was relatively intac in metformin group，catalpol low，medium and high dose groups.Conclusion Catalpol can protect the islet cells.

type 2 diabetes mellitus； catalpol； insulin；metformin

黑龍江省自然基金項(xiàng)目(No.H201323)；黑龍江省博士后資助項(xiàng)目(No.LBH-Z11015)；黑龍江省教育廳基金項(xiàng)目(No.12541738)；黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)?；?No.201215)

1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)(哈爾濱 150040)；2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院

仲維莉，E-mail：zhongweili-smh@163.com

R587.1 R285.5

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2016.15.009

1672-1349(2016)15-1727-003

2015-09-23)