2型糖尿病大鼠肺纖維化病變機(jī)制及羅格列酮干預(yù)的研究.pdf

1、目的：通過檢測2型糖尿病大鼠肺組織中轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）、基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）、基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）及其抑制因子基質(zhì)金屬蛋白抑制因子-1（TIMP-1）的變化情況，探討2型糖尿病肺纖維化與TGF-β1、MMP-2、MMP-9及TIMP-1之間的相關(guān)性，提出TGF-β1、MMP-2、MMP-9及TIMP-1的異常表達(dá)可能是糖尿病肺纖維化發(fā)病機(jī)制之一。同時(shí)觀察具有抗炎、調(diào)節(jié)代謝、免疫抑制作用的噻唑烷二酮

2、類（thiazolidinediones，TZDs）降糖藥物羅格列酮的干預(yù)作用，從而為治療糖尿病肺纖維化提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 方法：通過高糖、高脂飲食加腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）的方法，建立2型糖尿病大鼠模型，采用光鏡動(dòng)態(tài)觀察12w、24w時(shí)對(duì)照組、糖尿病組、羅格列酮治療組的大鼠肺組織病理變化情況，用Masson三色染色觀察肺組織膠原沉積情況，應(yīng)用免疫組織化學(xué)（immunohistochem

3、istry）方法檢測各組肺組織TGF-β1、MMP-2、MMP-9及TIMP-1的動(dòng)態(tài)變化情況，以期通過對(duì)糖尿病大鼠肺組織相關(guān)纖維化因子的研究探討其與糖尿病肺纖維化的關(guān)系，同時(shí)探討羅格列酮對(duì)2型糖尿病大鼠肺纖維化的作用機(jī)制，為糖尿病肺纖維化發(fā)生機(jī)制提供實(shí)驗(yàn)和治療依據(jù)。
　　 結(jié)果：
　　 1、癥狀、體征糖尿病組大鼠在注射STZ后一周內(nèi)出現(xiàn)多尿、多飲、多食癥狀，體型漸消瘦，12w時(shí)癥狀更明顯。隨病程的延長，上述癥狀更加顯著

4、，并出現(xiàn)毛發(fā)干燥，色澤黯淡，反應(yīng)遲鈍，活動(dòng)減少。整個(gè)病程中體重稍有下降，與正常對(duì)照組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。羅格列酮治療組大鼠的上述癥狀無明顯改善。
　　 2、生化指標(biāo)的改變：12w時(shí)，DM組大鼠空腹血糖、胰島素、甘油三酯較對(duì)照組明顯增加（P<0.05）。隨著病程延長至24w時(shí)DM組大鼠的甘油三酯水平較12w時(shí)增高更加明顯，同時(shí)膽固醇水平也明顯升高，與對(duì)照組和12w DM大鼠相比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）；而空腹血糖和胰島素一直維持在

5、較高水平，12w與24w的變化不明顯。羅格列酮治療組大鼠空腹血糖、甘油三酯較同期DM組有下降但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，胰島素和膽固醇明顯下降，與DM組大鼠胰島素水平具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.05）。
　　 3、HE染色結(jié)果：光鏡下可見對(duì)照組大鼠肺泡分布均勻，結(jié)構(gòu)完整，由單層肺泡上皮和基膜組成，相鄰肺泡之間少量結(jié)締組織。12w DM組大鼠肺組織結(jié)構(gòu)紊亂，支氣管壁、肺泡壁增厚，肺泡上皮細(xì)胞顯示不清，肺泡萎縮、塌陷，肺間質(zhì)和血管周圍細(xì)胞外基質(zhì)增多

6、，成纖維細(xì)胞增多，并有炎癥細(xì)胞浸潤。24w DM組大鼠的上述病理改變更加明顯。羅格列酮治療組肺組織病變較對(duì)照DM組明顯減輕，但肺組織結(jié)構(gòu)未恢復(fù)到正常。
　　 4、Masson染色結(jié)果：對(duì)照組大鼠肺間質(zhì)之間、血管周圍有少量膠原纖維。12w時(shí)DM組大鼠肺間質(zhì)膠原纖維增多，排列紊亂，毛細(xì)血管周圍膠原物質(zhì)增多，膠原面密度為0.08±0.02，高于同期對(duì)照組大鼠肺組織膠原面密度（0.05±0.06），但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。隨著糖尿病病程延長，上

7、述改變加重，至24w時(shí)肺組織結(jié)構(gòu)紊亂，肺泡萎縮，甚至被膠原纖維取代。24w時(shí)DM大鼠肺臟膠原面密度為0.27±0.03，明顯高于對(duì)照組大鼠（0.08±0.03，P<0.01）；與12w比較，24w時(shí)DM大鼠肺臟膠原面密度亦明顯增高（P<0.01）。羅格列酮治療組肺組織膠原積聚減輕，結(jié)構(gòu)趨于正常。羅格列酮組肺臟膠原面密度為0.16±0.01，兩兩比較結(jié)果顯示，對(duì)照組與24w DM組，24w DM組與羅格列酮組之間均有顯著差異（p<0.01

8、）。
　　 5、免疫組織化學(xué)檢測
　　 5.1 TGF-β1在肺組織中的表達(dá)12w DM組大鼠陽性表達(dá)稍增加，染色淺，陽性染色光密度值為0.22±0.02，大于同期對(duì)照組0.14±0.01，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。24w DM組大鼠陽性染色光密度值為0.33±0.02，表達(dá)明顯增多，核表達(dá)增多，著色較深，呈團(tuán)塊狀分布，高于12w DM大鼠0.22±0.02，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。亦明顯高于同期對(duì)照組0.16

9、±0.01，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。羅格列酮治療組陽性染色光密度值為0.23±0.02，多于同期對(duì)照組，少于24w DM大鼠組。兩兩比較結(jié)果顯示，對(duì)照組與24w DM組，對(duì)照組與羅格列酮組，24w DM組與羅格列酮組之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。
　　 5.2 MMP-2在肺組織的表達(dá)
　　 正常肺組織中，血管內(nèi)皮細(xì)胞、部分支氣管上皮細(xì)胞、少量肺泡上皮細(xì)胞MMP-2呈極弱陽性。12w時(shí)DM大鼠陽性表達(dá)稍增加，

10、染色較淺，陽性染色光密度值為0.21±0.01，大于同期對(duì)照組0.17±0.01，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。24w時(shí)大鼠陽性染色光密度值為0.25±0.06，表達(dá)明顯增多，胞漿的棕黃色顆粒顏色較深，可見團(tuán)塊狀分布，多于12w DM大鼠（0.21±0.01），有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。亦明顯高于同期對(duì)照組（0.19±0.01），有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）；羅格列酮治療組陽性染色光密度值為0.21±0.01多于對(duì)照組，少于24wD

11、M大鼠組，兩兩比較結(jié)果顯示，對(duì)照組與24w DM組，對(duì)照組與羅格列酮組，24w DM組與羅格列酮組之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。
　　 5.3 MMP-9在肺組織中的表達(dá)
　　 正常肺組織中上皮細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、少量成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞呈極弱的陽性。12w DM大鼠陽性表達(dá)稍增加，染色淺，陽性染色光密度值為0.22±0.01，大于同期對(duì)照組0.15±0.01，（p<0.01）。24w DM大鼠陽性染色光密度值為0.

12、32±0.01，表達(dá)明顯增多，胞漿的棕黃色顆粒顏色較深，可見團(tuán)塊狀分布，大于12w DM大鼠（0.22±0.01），有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）；亦明顯高于同期對(duì)照組（0.16±0.01），（p<0.01）。羅格列酮治療組陽性染色光密度值為0.29±0.01，多于對(duì)照組，少于24w DM大鼠組。兩兩比較結(jié)果顯示，對(duì)照組與24w DM組，對(duì)照組與羅格列酮組，24w DM組與羅格列酮組之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。
　　 5.

13、4 TIMP-1在肺組織中的表達(dá)
　　 對(duì)照組大鼠肺泡上皮、成纖維細(xì)胞、支氣管上皮胞膜及胞漿呈弱的陽性表達(dá)。DM大鼠組表達(dá)明顯增加，染色加深，肺泡上皮表達(dá)量增多，且胞膜表達(dá)多于胞漿表達(dá)。12w DM大鼠組陽性染色光密度值為0.20±0.01，明顯高于同期對(duì)照組大鼠（0.13±0.01），有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。24w DM大鼠陽性染色光密度值為0.22±0.01，明顯高于同期對(duì)照組大鼠0.16±0.01，（P<0.01），

14、亦較高于12 w組，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。羅格列酮組高于同期對(duì)照組，低于24w DM大鼠組，陽性染色光密度值為0.17±0.01。兩兩比較結(jié)果顯示，對(duì)照組與24w DM組、對(duì)照組與羅格列酮組、24w DM組與羅格列酮組之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.01）。
　　 6、MMP-2與TIMP-1的相關(guān)性分析
　　 MMP-2的表達(dá)與TIMP-1的表達(dá)之間成正相關(guān)（r=0.958，p=0.01<0.05）。
　　

15、 7、MMP-2與TGF-β1的相關(guān)性分析
　　 MMP-2的表達(dá)與TGF-β1的表達(dá)之間成正相關(guān)（r=0.981，p=0.003<0.05）
　　 8、MMP-9與TGF-β1的相關(guān)性分析
　　 MMP-9的表達(dá)與TGF-β1的表達(dá)之間成正相關(guān)（r=0.938，p=0.019<0.05）
　　 9、TGF-β1與TIMP-1的相關(guān)性分析
　　 TGF-β1的表達(dá)與TIMP-1的表達(dá)之間成正相關(guān)（

16、r=0.899，p=0.038<0.05）。
　　 結(jié)論：
　　 1.高糖高脂飲食加小劑量STZ腹腔注射成功制備2型DM大鼠模型；2型DM大鼠肺組織出現(xiàn)病理改變和膠原纖維成分的沉積，并導(dǎo)致了肺泡炎、纖維化的發(fā)生，表明肺臟是糖尿病的又一靶器官。
　　 2.2型DM大鼠肺組織MMP-2、MMP-9、TGF-β1表達(dá)增多，TIMP-1表達(dá)增強(qiáng)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)MMP-2/TIMP-1，MMP-9/TIMP-1比例也增加。隨病情