雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠糖脂代谢状况及胰岛素受体表达的研究

雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠糖脂代谢状况及胰岛素受体表达的研究

钱鹏，丁丽

北部战区总医院 内分泌，辽宁 沈阳 110000

【摘  要】：目的  探究雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠糖脂代谢状况及胰岛素受体表达情况。方法  选取6只6周龄雄性SD大鼠，随机分为2组：正常组和糖尿病组，每组3只；糖尿病组建立2型糖尿病模型，建模成功后与正常雌鼠交配，另取健康雄性SD大鼠与正常雌鼠交配，比较其F1代12周龄子鼠体重、血糖、血脂及胰岛素水平；提取子鼠肝脏及骨骼肌，以实时定量聚合酶反应（RT-PCR）测量其肝脏及骨骼肌组织中胰岛素受体（INSE）mRNA水平及蛋白表达量。结果  糖尿病组空腹血糖高于正常组，餐后2h血糖低于正常组；空腹胰岛素、餐后2h胰岛素水平低于正常组；甘油三酯、总胆固醇水平高于正常组，差异有统计学意义（P＜0.05）；糖尿病组肝脏及骨骼肌组织中INSR基因mRNA表达量及INSR蛋白表达水平低于正常组，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论  雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠存在糖脂代谢紊乱、胰岛素受体表达下调情况。

【关键词】：糖尿病；父代；子代；胰岛素受体；葡萄糖耐量试验

2型糖尿病为临床常见慢性代谢性疾病。目前认为，母亲患有糖尿病，会引发子代糖脂代谢紊乱症状，但对父亲方面相关研究较少[1]。有研究显示，父源性环境暴露，会通过精子介导对子代的表观遗传修饰，父代高脂高糖饮食等不良习惯会影响子代相关基因表达，因此提示若父代存在2型糖尿病，则其子代可能会出现糖脂代谢紊乱发生风险。为此，本次研究建立雄性2型糖尿病大鼠模型，对其子鼠进行糖脂代谢情况及INSR基因、蛋白表达情况，旨在了解父源性糖尿病对子代影响，以便为优生优育提供指导思路。

1.材料与方法

1.1材料

选取6只6周龄雄性SD大鼠，随机分为2组：正常组和糖尿病组，每组3只。正常组雄性大鼠常规饲料喂养，糖尿病组雄性大鼠高脂高糖饲料喂养12周（高脂高糖饲料：10%猪油，20%蔗糖，1%胆固醇，10%蛋黄粉，0.5%胆酸钠，58.5%正常饲料）。12周后，夜间自由进水，禁食12小时，腹腔注射链脲佐菌素（STZ，30 mg/KG），饲养2天后，夜间禁食12小时，可自由进水，尾静脉采血测量血糖水平，连续测量两天，血糖大于16.7 mmol/l且小于25 mmol/l为建立2型糖尿病模型成功。正常组大鼠腹腔注射枸橼酸钠缓冲溶液（PH值为4.5）。两组按照雄雌比1:2的比例分别与正常雌鼠合笼，雌鼠正常饮食喂养至产下第一代子鼠。分别记为糖尿病组子鼠和正常组子鼠，每组选取10只，正常饮食饲养至12周周龄。

1.2方法

血糖、血脂及胰岛素分泌水平：检查前禁食12h，饮水自由；次日尾静脉采集其空腹静脉血，分别进行空腹血糖、胰岛素分泌水平、甘油三酯、总胆固醇水平检测；其中胰岛素分泌水平、甘油三酯、总胆固醇水平检测中，血液样本室温下静置20min，4℃ 800r/min离心10min，取上清，分别以ELISA试剂盒、甘油三酯、总胆固醇试剂盒检测；后依据2g/kg比例在其腹腔内注射20%浓度葡萄糖溶液，2h后采集其尾静脉血检测餐后2h血糖水平。

INSR基因mRNA表达量及INSR蛋白表达量：提取子鼠肝脏、骨骼肌组织，INSR基因mRNA表达量检测方法为实时定量聚合酶反应（RT-PCR），INSR蛋白表达量检测方法为Western印迹法。

1.5统计学方法

采用spss22.0软件对所有数据进行统计分析。所有数据以±sd表示，组间均值比较用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1 两组血糖及胰岛素水平情况

糖尿病组空腹血糖高于正常组，餐后2h血糖低于正常组；空腹胰岛素、餐后2h胰岛素水平低于正常组，差异有统计学意义（P＜0.05），见图1、图2。

      图1：血糖变化             图2：血胰岛素浓度变化

注：Blood glucose（血糖）；Blood insulin（胰岛素）；糖尿病组子代鼠vs正常组子代鼠，p<0.05。

2.2 两组血脂水平情况

糖尿病组甘油三酯、总胆固醇水平高于正常组，差异有统计学意义（P＜0.05），见图3、图4。

图3：甘油三酯水平检测          图4：总胆固醇水平检测

注：Triglyceride（甘油三酯）；Cholesterol（总胆固醇）；糖尿病组子代鼠vs正常组子代鼠，pa<0.05，pb<0.01

2.3 两组肝脏、骨骼肌组织中INSR mRNA水平相对表达量

糖尿病组肝脏、骨骼肌中INSR mRNA水平相对表达量均低于正常组，差异有统计学意义（P＜0.05），见图5、图6。

图5：肝脏组织INSR mRNA表达水平  图6：骨骼肌组织INSR mRNA表达水平

注：INSR（胰岛素受体）；糖尿病组子代鼠vs正常组子代鼠，p<0.05

2.4 两组肝脏、骨骼肌组织中INRS蛋白相对表达量

糖尿病组肝脏、骨骼肌中INSR蛋白相对表达量均低于正常组，差异有统计学意义（P＜0.05），Western印迹Western blot结果见图7；蛋白表达水平见图8、图9。

图7：Western印迹 Western blot

图8：肝脏组织INSR蛋白表达水平   图9：骨骼肌组织INSR蛋白表达水平

注：INSR：胰岛素受体 Insulin receptor；图8图9：灰度统计学分析Statistical analysis of gray value；糖尿病组子代鼠vs正常组子代鼠，*p<0.05

3.讨论

2型糖尿病早期主要表现为胰岛素抵抗，其主要发生原因为INSR缺陷。既往认为，遗传为2型糖尿病主要发生原因，而环境因素、基因突变同样会引发INSR缺陷[2]。在本次建模过程中，应用STZ可靶向作用胰岛β细胞，降低胰岛素产生能力，引发血糖水平升高，使父源性环境暴露。而在研究结果中发现，尽管其子代没有高糖、高脂肪饮食，但与健康组子代小鼠相比，存在显著糖脂代谢紊乱现象，且伴胰岛素分泌量下降、INSR mRNA表达量下降、INSR蛋白量下降情况，提示父代2型糖尿病会增加子代糖脂代谢紊乱发生风险，而其发生原因可能与INSR mRNA表达下调有关。

同时本次研究结果显示，糖尿病组主要表现为空腹血糖升高，考虑原因为，子代鼠糖耐受下降及胰岛素分泌功能下降，同时伴有胰岛素早相分泌降低，出现胰岛素分泌高峰延迟，因此在餐后2h血糖比较中，其血糖水平显著低于正常组[3]。且在对子代小鼠血脂水平检测中发现，其主要特征为肝脏中甘油三酯含量升高，并伴有脂质沉积、脂肪变性等情况，体内游离脂肪酸含量增高，肝脏脂肪变性，会增强肝脏糖异生作用，引发空腹血糖升高。说明子代小鼠糖耐量异常、脂代谢异常相互影响、相互促进，可将其作为患者饮食结构调整依据，即在控制糖分摄入量基础上，减少脂肪摄入。但本次研究不足之处为，父代糖尿病对子代影响发生时间相对较晚，未能将子代鼠喂养至老年期，可能会观察到更明显的糖代谢紊乱情况，以为日后研究提供更丰富参考依据。

综上所述，雄性2型糖尿病大鼠子代新生鼠存在糖脂代谢紊乱、胰岛素受体表达下调情况。

参考文献

[1]葛迎春, 杨斌, 吉冬梅. GDM患者脂肪组织中HMGB1表达与产后糖代谢异常的关系[J]. 中国妇幼健康研究, 2022, 33(3):105-110.

[2]吴美芬, 潘海燕, 黄兴丽,等. 沙格列汀通过miR-15a-5p/INSR轴缓解糖尿病大鼠胰岛素抵抗的机制研究[J]. 安徽医科大学学报, 2021, 56(7):1082-1088.

[3]黄荣凤, 蔺晓菁, 伍敏,等. 父代高血糖对子代肝脏脂质代谢影响的生物信息学分析[J]. 基因组学与应用生物学, 2020, 39(11):5356-5362.