血紅素氧合酶-1改善鏈脲佐菌素誘導的2型糖尿病大鼠血管功能障礙及機制研究.pdf

1、目的:
　　1.研究高脂飲食-鏈脲佐菌素(Streptozotocin，STZ)誘導的2型糖尿病(type2diabetic，T2D)大鼠血管功能障礙產(chǎn)生的可能機制。
　　2.研究血紅素氧合酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)及一氧化碳(Carbonmonoxide，CO)改善T2D大鼠血管功能的可能機制。
　　方法:
　　SPF級健康5周齡雄性SD大鼠，喂以高糖高脂飼料，誘發(fā)胰島素抵抗后，再以低

2、劑量鏈脲佐菌素（30毫克/千克）誘導建立T2D大鼠模型。SD大鼠104只隨機分成13組(n=8):正常對照組(control)，糖尿病模型組(diabetesmellitus)，高鐵血紅素低、中、高劑量組(hemin)，CORM-2（一氧化碳釋放分子-2）組，T2D+ CORM-2組，T2D+ DMSO組，DMSO組，NS398（COX-2拮抗劑）組，T2D+NS398組，T2D+NAC（超氧化物清除劑）組，T2D+膽紅素組(T2D+

3、bilirubin)。對照組與糖尿病組給予每日腹腔注射生理鹽水，連續(xù)4周;T2D大鼠分別用高鐵血紅素（1，5，或25毫克/千克）或CORM-2（5毫克/千克）腹腔注射干預共4周。采用血管環(huán)離體灌流裝置，觀察SD大鼠胸主動脈環(huán)舒張反應;Westernblotting法測定大鼠胸主動脈環(huán)環(huán)氧合酶-2（COX-2）的蛋白表達情況;測定血中碳氧血紅蛋白(COHb)、主動脈丙二醛(MDA)含量及一氧化氮(NO)表達水平;測定血紅素氧合酶(HO)、

4、超氧化物歧化酶(SOD)在大鼠胸主動脈環(huán)的活性表達;測定血漿中血栓素B2的濃度（TXB2∶TXA2的穩(wěn)定代謝物）。
　　評價高鐵血紅素對ACh誘導主動脈血管環(huán)（高糖培養(yǎng)）舒張的急性影響。每組中的主動脈環(huán)孵育在下列介質(zhì)中2小時:(1)對照(control)組:含11mmol/L葡萄糖的K-H液;(2)高糖(HG)組:含44 mmol/L葡萄糖的K-H液;(3)高鐵血紅素+ HG(Hemin+HG)組:含10μ m ol/L高鐵血紅素

5、和44 mmol/L葡萄糖的K-H溶液(4)高鐵血紅素(Hemin)組:含10μmol/L高鐵血紅素和11mmol/L葡萄糖的K-H液;(5)甘露醇組(mannitol)組:含33mmol/L甘露醇和11mmol/L葡萄糖的K-H溶液
　　結(jié)果:
　　1.空腹血糖、血胰島素水平及IR指數(shù)，血管MDA、血漿TXB2含量等指標在T2D大鼠的表達均高于正常對照組(P＜0.01);血管HO、SOD活性及NO在內(nèi)皮細胞表達在T2D大鼠

6、均低于正常對照組（P＜0.01）;與正常對照組相比，糖尿病大鼠胸主動脈環(huán)ACh舒張曲線下移(P＜0.01)，血管舒張功能受損。
　　2.自由基清除劑NAC（一種超氧化物的清除劑）和膽紅素(bilirubin)能顯著抑制T2D大鼠空腹血糖、血胰島素水平、IR指數(shù)和MDA的上調(diào)(P＜0.01)，改善血管內(nèi)皮細胞NO表達下調(diào)及主動脈舒張能力的下降(P＜0.01)。
　　3.HO-1誘導劑高鐵血紅素對T2D大鼠空腹血糖、血胰島素水平

7、、IR指數(shù)和TXB2的上調(diào)有明顯改善作用(P＜0.01)，伴隨著HO活性的增強，降血糖作用明顯增加。與T2D組相比，高鐵血紅素組大鼠胸主動脈環(huán)ACh舒張曲線顯著上移(P＜0.01)，血管舒張功能明顯改善。Western blotting法測定發(fā)現(xiàn)COX-2蛋白表達在T2D大鼠主動脈明顯高于正常對照組(P＜0.01);高鐵血紅素中、高劑量組較T2D組可明顯抑制COX2在T2D大鼠的過度表達(P＜0.05); T2D+COX-2抑制劑NS3

8、98組較T2D組胸主動脈環(huán)ACh舒張曲線顯著上移(P＜0.01);高鐵血紅素干預組較T2D組也明顯抑制T2D大鼠主動脈SOD活性的下降、MDA含量的增加(P＜0.01)。
　　4.TXA2拮抗劑SQ29548和血栓素合成酶抑制劑furegrelate對T2D大鼠血管舒張功能有顯著改善作用。
　　5.CORM-2是可釋放HO-1產(chǎn)物CO的化學制劑，可以模擬高鐵血紅素的作用效果。
　　結(jié)論:
　　1.ROS-COX-

9、2-TXA2途徑是引起T2D大鼠血管功能損傷的重要機制。
　　T2D大鼠胸主動脈SOD活性表達降低，COX-2蛋白表達上調(diào)，TXB2在血漿中明顯增加，最終引起主動脈舒張能力下降。
　　2.HO-1-CO信號轉(zhuǎn)導路徑可通過抑制ROS-COX-2-TXA2途徑改善T2D大鼠受損血管功能。
　　自由基清除劑NAC和bilirubin、COX-2抑制劑NS398、TXA2拮抗劑SQ29548和furegrelate均可顯著改善

10、T2D大鼠血管舒張功能;高鐵血紅素顯著增強T2D大鼠HO和SOD活性，抑制COX-2及TXB2的上調(diào);血紅素的降解物CO與HO-1有相類似的作用。在關(guān)于2型糖尿病的研究中，本研究首先發(fā)現(xiàn)HO-1-CO信號通路對ROS-COX-2-TXA2信號通路的抑制作用。
　　3.HO-1和CO明顯改善T2D大鼠受損血管功能，為臨床治療糖尿病血管并發(fā)癥提供了新的作用途徑。
　　高鐵血紅素誘導HO-1表達上調(diào)以及CORM-2上調(diào)COHb均能