PI3K在GK大鼠行RYGB術(shù)后胰島細(xì)胞變化的實(shí)驗(yàn)研究

王 誠，王躍生，王樹卿

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院普外一科，黑龍江 佳木斯 154003)

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PI3K在GK大鼠行RYGB術(shù)后胰島細(xì)胞變化的實(shí)驗(yàn)研究

王 誠，王躍生，王樹卿

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院普外一科，黑龍江 佳木斯 154003)

目的：探討Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)對GK大鼠胰腺磷酯酰肌醇3激酶表達(dá)的影響。方法：取24只GK大鼠，分手術(shù)組(A組，n=8)、假手術(shù)組(B組，n=8)、對照組(C組，n=8)。檢查各組大鼠術(shù)前及術(shù)后1、2、4、8周空腹血糖和糖負(fù)荷后2h血糖，術(shù)后8周處死大鼠取胰腺組織，Western blot測定磷酯酰肌醇3激酶表達(dá)量。結(jié)果：A組術(shù)后1周空腹血糖及糖負(fù)荷后2h血糖明顯下降，術(shù)后8周空腹血糖及糖負(fù)荷后2h血糖分別為(6.0±0.3)mmol/L、(7.2±0.5)mmol/L，術(shù)前術(shù)后比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；術(shù)后8周，A組大鼠胰腺PI3K表達(dá)量顯著高于B、C組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論：胃轉(zhuǎn)流術(shù)可降低GK大鼠血糖，顯著增加大鼠胰腺磷酯酰肌醇3激酶的表達(dá)量，這可能是該手術(shù)治療2型糖尿病的機(jī)制之一。

胃轉(zhuǎn)流術(shù)；Roux-en-Y；GK大鼠；2型糖尿?。涣柞ヵ＜〈?激酶

指南[1]指出：糖尿病共分4大類，其中2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)為臨床常見類型，主要表現(xiàn)為胰島素分泌減少或胰島素抵抗(insulin resistance，IR)所致的胰島素調(diào)控糖代謝能力的下降[1]。而既往基礎(chǔ)研究[2]證明，磷酯酰肌醇3激酶(phosphoinositide-3-kinase, PI3K)在T2DM的胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中發(fā)揮著重要作用。亦有實(shí)驗(yàn)研究證明[3]，胃轉(zhuǎn)流術(shù)(gastric bypass, GBP)后，患者IR明顯減輕，因此本試驗(yàn)擬對GK大鼠( Goto-Kakizaki Rat，GK)行Roux-en-Y 胃轉(zhuǎn)流術(shù)(Roux-en-Y gastric bypass，RYGB)，分析術(shù)后PI3K的變化與否。旨在為臨床GBP治療T2DM提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 T2DM大鼠模型與分組

選8周齡GK大鼠24只。按隨機(jī)數(shù)字表分A、B、C三組，每組8只。A組為代謝手術(shù)組，B組為假手術(shù)組，C組對照組，不作手術(shù)處理。

1.2 手術(shù)方式

借鑒Bueter[4]的方法實(shí)施RYGB。麻醉成功后仰臥固定于手術(shù)臺，脫毛，開腹，分離、提起胃體，保留上部胃約20%離斷胃。距Teitiz韌帶下游8cm處離斷空腸，提起離斷遠(yuǎn)端空腸端與上部胃作端側(cè)吻合，離斷近段空腸端與距胃空腸吻合口12cm作端側(cè)吻合，關(guān)腹，術(shù)畢。術(shù)后3d后正常進(jìn)食。B組術(shù)前準(zhǔn)備及麻醉同A組，術(shù)中同A組離斷胃及小腸后原位吻合，手術(shù)時間基本保持與A組一致。

1.3 檢測指標(biāo)

取血測所有大鼠術(shù)前及術(shù)后1、2、4、8周空腹血糖(Fasting Plasma Glucose，F(xiàn)PG)、糖負(fù)荷后2h血糖(2-hour Postprandial Blood Glucose，2hPG)。術(shù)后16周處死大鼠取胰腺組織，Western blot法測定PI3K表達(dá)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 FPG及2hPG變化比較

A組RYGB后第一周即可見FPG及2hPG較前明顯下降(P<0.05)，F(xiàn)PG及2hPG至第4周分別降至(6.0±0.3)mmol/L、(7.0±0.4)mmol/L(P<0.05)，并趨于平穩(wěn)。B組雖然在術(shù)后第一周FPG及2hPG較前有所下降(P>0.05)，但第二周復(fù)升高并持續(xù)升高。C組FPG及2hPG保持持續(xù)上升(P>0.05)。各組間比較，術(shù)后各相同時間點(diǎn)，A組FPG及2hPG均明顯低于B、C組(P<0.05)，B、C組間術(shù)后FPG及2hPG變化比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1～2。

表1 各組大鼠空腹血糖值

注：A組：a與術(shù)前比較，P<0.05，a與b、c比較，P<0.05；B組：b與術(shù)前比較，P>0.05，b與c比較，P>0.05；C組：c與術(shù)前比較，P>0.05。

表2 各組大鼠糖負(fù)荷后2h血糖值

注：A組：a與術(shù)前比較，P<0.05，與b、c比較，P<0.05；B組：b與術(shù)前比較，P>0.05，b與c比較，P>0.05；C組：c與術(shù)前比較，P>0.05。

2.2 PI3K表達(dá)量

A組術(shù)后PI3K蛋白表達(dá)量較B、C組明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，B、C組間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

3 討論

本試驗(yàn)通過對GK大鼠行RYGB，對比術(shù)前術(shù)后血糖，證明A組較其它組，其血糖有顯著下降，而B、C組無明顯改變。證明RYGB能有效治療T2DM，這與既往大部分動物試驗(yàn)[5～6]結(jié)果是吻合的。本試驗(yàn)證明，GBP術(shù)后，GK大鼠PI3K的表達(dá)顯著增加。糖代謝過程中，胰島素與胰島素受體結(jié)合并激活胰島素受體，并在接下來的級聯(lián)反應(yīng)中激活兩條主要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑: 一是PI3K途徑，另一條是有絲分裂原激活的蛋白激酶途徑(Mitogen-activated protein kinase，MAPK)。胰島素主要通過PI3K途徑介導(dǎo)其代謝調(diào)節(jié)作用，研究發(fā)現(xiàn)，抑制MAPK途徑，胰島素對糖代謝的調(diào)控并無明顯降低[7]。且有研究表明, 在IR狀態(tài)下,PI3K信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑作用下降, 而MAPK介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)作用則無明顯改變[8]。

PI3K大家族最早由Whitman M等發(fā)現(xiàn)，PI3K主要分為三大類，其中又以Ⅰ類最為常見。糖代謝過程中，胰島素與胰島素受體(Insulin Receptor，INSR)結(jié)合，INSR磷酸化，PI3K與INSR結(jié)合，經(jīng)過一系列氧化還原反應(yīng)后，將信號傳導(dǎo)至其下游的蛋白激酶B(protein kinase B, PKB)。被激活后的PKB磷酸化后活性降低，使糖原合成酶減少而活性增加，糖原合成增加，血糖降低。激活后的PKB同時也調(diào)節(jié)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(glucose transporter 4, GLUT4)從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞膜對糖的運(yùn)輸。

胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中任何一個環(huán)節(jié)受到干擾，即會通過外周組織或胰島素靶器官對胰島素的敏感性或反應(yīng)性降低來表現(xiàn)出來，因此我們可以認(rèn)為，IR即是胰島素信號途徑某個環(huán)節(jié)的缺陷。同時，胰島β細(xì)胞在產(chǎn)生胰島素同時又接受胰島素的信息反饋[9]。綜上所述，筆者認(rèn)為，GBP后，一方面，患者短期進(jìn)食減少，通過反饋機(jī)制使胰島β細(xì)胞壓力減輕，另一方面，患者的胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑改善，使胰島素調(diào)控糖代謝能力增強(qiáng)，如此良性循環(huán)，最終使血糖控制到正常范圍。

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑改善，IR減輕，血糖得以控制到正常范圍。提示GBP治療T2DM的原因可能是術(shù)后胰島信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑改善，IR減輕，這或許是GBP治療T2DM的原因之一?？紤]到本實(shí)驗(yàn)標(biāo)本量和觀察目標(biāo)有限，而PI3K途徑有眾多酶的參與，尚需更進(jìn)一步的深入研究來完善GBP治療T2DM的理論。

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[3]石力，湯禮軍，陳濤，等.2型糖尿病患者胃轉(zhuǎn)流術(shù)后游離脂肪酸的改變及其意義[J]. 中國普通外科雜志，2011，20(9)：960-962

[4]Bueter M，Abegg K，Seyfried F，et al. Roux-en-Y gastric bypass operation in rats[J].J Vis Exp，2012(64)：3940

[5]林浩，陳振棟，王亞洲，等.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[J].黑龍江醫(yī)藥科學(xué)，2011，34(1)：27-29

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Experiment research on the variation of PI3K enzyme after RYGB in GK rats' islet cells

WANGCheng，WANGYue-sheng，WANGShu-qing

(Department Of General Surgery, The First Affiliated Hospital of Jiamusi University, Jiamusi 154007, China)

Objective：To investigate the effect of Roux-en-Y gastric bypass on the expression of phosphatidylinositol 3-kinase in the pancreas of GK rats. Methods：A total of 24 GK rats of 8 weeks old were randomly divided into 3 groups, operation group (A group, n=8), sham operation group (B group, n=8) and control group (C group, n=8). The blood glucose level of the rats from each groups were measured for the fasting blood glucose level and 2 hours after glucose load, before the operation and at an interval of 1, 2, 4, 8 weeks post-operation respectively. Post-operation 8 rats were sacrificed to extract the pancreatic tissues and the Western Blot assay was done to measure the phosphatidylinositol 3-kinase expression. Results：The fasting blood glucose level of the rats in group A decreased to (7.2±0.8)mmol/L from (12.5±1.9)mmol/L after 1 week of operation and the fasting blood glucose level was (6.0±0.3) mmol/L after 8 weeks of operation. The difference between the pre-operative and post-operative blood glucose levels was statistically significant (P<0.05).After 1 weeks of operation, the blood glucose level of 2 hours after glucose load was reduced to (6.9±0.4) mmol/L from (14.4±1.7)mmol/L.After 8 weeks, the blood glucose level of 2 hours after glucose load was (7.2±0.5) mmol/L; there was statistically significant difference between the pre-operative and post-operative blood glucose levels(P<0.05). At 8 weeks post-operation, the expression of PI3K protein in A group rats were significantly higher than those in group B and group C rats, and the difference was statistically significant(P<0.05). Conclusions：The gastric bypass surgery can reduce the blood glucose level of GK rats and significantly increase the 3 kinase expression. This may be one of the mechanisms for the treatment of type 2 diabetes mellitus.

gastric bypass, Roux-en-Y, GK rats, type 2 diabetes mellitus, phosphatidylinositol 3-kinase

王誠(1988～)男，黑龍江佳木斯人，在讀碩士研究生，住院醫(yī)師。

王樹卿(1958～)男，黑龍江佳木斯人，碩士，主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師。E-mail:76213648@qq.com。

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