IGF-1、IRS-1、IRS-2在2型糖尿病骨質(zhì)疏松大鼠肝組織表達(dá).pdf

1、目的:2型糖尿病(T2DM)與骨質(zhì)疏松癥(OP)均為常見全身性代謝性疾病,隨人口老齡化與人們生活方式改變,發(fā)病率呈逐漸上升趨勢。但2型糖尿病對骨量影響目前尚無定論,較明確的是2型糖尿病可使成骨能力下降,骨折危險性增加。胰島素抵抗是2型糖尿病的發(fā)病基礎(chǔ),肝臟胰島素信號通路受抑制,胰島素信號通路中IGF-1、IRS-1、IRS-2表達(dá)下降在2型糖尿病和胰島素抵抗發(fā)病機(jī)制中起重要作用,胰島素信號通路相關(guān)因子也可在骨組織中表達(dá),對骨代謝具有調(diào)節(jié)

2、作用。近年來,關(guān)于胰島素信號通路對骨代謝的影響成為骨代謝研究熱點。研究發(fā)現(xiàn)成骨細(xì)胞可表達(dá)IGF-1、IRS-1、IRS-2等因子,破骨細(xì)胞可表達(dá)IRS-2因子,其中IGF-1可以促進(jìn)成骨細(xì)胞前體向成骨細(xì)胞分化,并促進(jìn)成熟成骨細(xì)胞分泌骨膠原等物質(zhì),IRS-1對于維持骨形成與骨吸收之間的相互轉(zhuǎn)換起重要作用,而IRS-2則主要促進(jìn)骨形成。目前2型糖尿病發(fā)生骨質(zhì)疏松機(jī)制不明,二者是否存在共同發(fā)病機(jī)理尚無相關(guān)報道。本研究在建立2型糖尿病合并骨質(zhì)疏

3、松大鼠模型基礎(chǔ)上,檢測IGF-1、IRS-1、IRS-2等因子在2型糖尿病合并骨質(zhì)疏松大鼠肝組織中的表達(dá),并探討二者發(fā)病機(jī)制間的相關(guān)性。
　　 方法:
　　 100只2.5-3月齡健康雌性Wistar大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后隨機(jī)分為正常對照組(NC組)24只,正常去卵巢組(NOVX組)26只,2型糖尿病對照組(DC組)24只,2型糖尿病去卵巢組(DOVX組)26只,組間大鼠體重?zé)o顯著差異。實驗期間NC組和NOVX組喂以常規(guī)飼

4、料,DC組和DOVX組大鼠高糖高脂飼料(常規(guī)飼料中加入20％蔗糖、15％熟豬油、2.5％膽固醇)喂養(yǎng)8周,禁食12小時后左下腹腔給予鏈脲佐菌素(Streptozotocin,STZ,檸檬酸鈉配制,0.1mmol/L,pH4.2)30mg/kg注射。于實驗第9周末選取尾靜脈空腹血糖(FBG)≥7.8mmol/L且伴有胰島素抵抗者作為T2DM動物模型,T2DM動物模型復(fù)制成功1周后無菌條件下NOVX組和DOVX組大鼠麻醉后行雙側(cè)卵巢切除術(shù)。

5、于去卵巢手術(shù)后0周(手術(shù)當(dāng)天)、4周、8周、12周末空腹?fàn)顟B(tài)下各組隨機(jī)選取5只大鼠測體重、腰椎3-6椎體骨密度、血糖、胰島素水平,計算胰島素敏感指數(shù)(IAI)=ln[1/FBG×FINS]。于4周、8周、12周各組隨機(jī)選取5只大鼠,麻醉處死后分離肝臟,進(jìn)行肝組織取材并提取肝組織總RNA,應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法檢測NC組、NOVX組、DC組、DOVX組肝組織IGF-1、IRS-1、IRS-2蛋白水平的表達(dá),反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)

6、方法檢測IGF-1、IRS-1、IRS-2 mRNA水平的表達(dá)。使用SPSS13.0統(tǒng)計軟件處理實驗數(shù)據(jù),所有實驗數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(-x±S)表示,計量資料多組間比較采用方差分析,P＜0.05認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 結(jié)果:
　　 1:不同時間各組大鼠體重:去卵巢0周時各組間體重?zé)o明顯差異(P＞0.05);去卵巢4周、8周、12周時NOVX組大鼠體重均明顯高于NC組,而DC組明顯低于NC組與NOVX組(P＜0.05

7、);且去卵巢8周與12周時,DOVX組明顯低于NOVX組(P＜0.05)。隨實驗進(jìn)展,NOVX組大鼠體重增加最明顯,DC組大鼠體重減低最明顯。
　　 2:大鼠骨密度:大鼠去卵巢0周各組骨密度無明顯差異,去卵巢后4周、8周、12周時,NOVX組與DOVX組均明顯低于相應(yīng)對照組,即NC組與DC組,有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05),且隨實驗進(jìn)程延長,骨密度有下降趨勢,DOVX組下降最明顯,其次為NOVX組。
　　 3:大鼠血清指標(biāo)

8、比較;
　　 3.1:空腹血糖(FBG):予以STZ注射1周后,DC組與DOVX組大鼠FBG、INS均明顯高于NC組與NOVX組(P＜0.05),表明T2DM模型建立成功。去卵巢4周時DC組、DOVX組FBG呈下降趨勢,DOVX組仍明顯高于NC組與NOVX組(P＜0.05),但DC組與其他組相比無明顯差異(P＞0.05);去卵巢8周時DC組、DOVX組FBG均顯著高于NC組(P＜0.05);去卵巢12周時DOVX組FBG明顯高于

9、NC組(P＜0.05),其余各組間無顯著差異(P＞0.05)。
　　 3.2:胰島素水平(INS):在實驗各個階段,糖尿病組(DC組與DOVX組)大鼠INS均明顯高于非糖尿病組(NC組與NOVX組)大鼠(P＜0.05),但DC組與DOVX組,NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。
　　 3.3:胰島素敏感指數(shù)(IAI):去卵巢0周、4周、8周,糖尿病組(DC組與DOVX組)IAI均明顯低于對照組(NC組與N

10、OVX組)(P＜0.05),至去卵巢12周,DC組與DOVX組IAI水平明顯低于NC組,但與NOVX組無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。
　　 3.4:雌激素水平:去卵巢0周時糖尿病組(DC組與DOVX組)大鼠雌激素水平明顯低于非糖尿病組(NC組與NOVX組)(P＜0.05),而NC組與NOVX組之間、DC組與DOVX組之間無明顯區(qū)別(P＞0.05);去卵巢4周與8周時,NOVX組明顯低于NC組,DOVX組雌激素水平最低,明顯低于其

11、它三組NC組(P＜0.05);至去卵巢12周時,NC組雌激素水平最高,明顯高于其它三組(P＜0.05),DOVX組雌激素水平最低。
　　 4:肝臟病理變化(HE染色):光鏡下可見非糖尿病組肝臟肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,肝細(xì)胞索排列整齊,細(xì)胞核結(jié)構(gòu)清晰,未見明顯脂肪變性及炎細(xì)胞浸潤,NC組與NOVX組未見明顯區(qū)別。糖尿病組肝臟肝小葉結(jié)構(gòu)不清晰,肝細(xì)胞脂肪變,細(xì)胞體積變大,細(xì)胞漿內(nèi)有脂滴形成,且隨實驗進(jìn)程延長,脂肪變加重,部分細(xì)胞呈空泡樣改變

12、,細(xì)胞核被脂滴擠向一側(cè),DOVX組隨實驗進(jìn)程延長,其脂肪變程度較DC組加重。
　　 5:肝臟IGF-1表達(dá)水平;
　　 5.1:免疫組化結(jié)果:IGF-1表達(dá)于肝細(xì)胞胞漿,去卵巢后4周時,DC組、DOVX組表達(dá)明顯高于NC組、NOVX組(P＜0.05),DC組與DOVX組、NC組與NOVX組之間無顯著差異(P＞0.05);去卵巢后8周、12周時,DOVX組、DC組表達(dá)明顯低于NC組、NOVX組,DOVX組、NOVX組明顯低

13、于DC組、NC組(P＜0.05)。
　　 5.2:RT-PCR結(jié)果:去卵巢后4周時DC組、DOVX組表達(dá)明顯高于NC組、NOVX組,DOVX組表達(dá)明顯高于DC組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05);去卵巢后8周、12周時,DC組、DOVX組IGF-1表達(dá)顯著低于NC組、NOVX組,DOVX組、NOVX組顯著低于DC組、NC組(P＜0.05)。
　　 6:肝臟IRS-1表達(dá)水平;
　　

14、 6.1:免疫組化結(jié)果:IRS-1表達(dá)于肝細(xì)胞胞漿,去卵巢后4周時DOVX組表達(dá)明顯低于NC組、NOVX組、DC組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05);去卵巢后8周DC組、DOVX組表達(dá)明顯低于NC組、NOVX組,DC組明顯低于DOVX組,NOVX組明顯低于NC組(P＜0.05);去卵巢后12周DC組、DOVX組表達(dá)明顯低于NC組、NOVX組,NOVX組明顯低于NC組(P＜0.05),DOVX組與DC組

15、間無顯著差異(P＞0.05)。
　　 6.2:RT-PCR結(jié)果:去卵巢后4周時DOVX組表達(dá)明顯低于NC組、NOVX組、DC組,DC組表達(dá)明顯高于NC組、NOVX組、DOVX組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05);去卵巢后8周DC組、DOVX組IRS-1表達(dá)明顯低于NC組、NOVX組,DC組明顯低于DOVX組,NOVX組明顯低于NC組(P＜0.05);去卵巢后12周DC組、DOVX組IRS-1表達(dá)

16、明顯低于NC組、NOVX組,NOVX組明顯低于NC組(P＜0.05),DOVX組與DC組間無顯著差異(P＞0.05)。
　　 7:肝臟IRS-2表達(dá)水平;
　　 7.1:免疫組化結(jié)果:IRS-2表達(dá)于肝細(xì)胞胞漿,去卵巢后4周時DC組、DOVX組表達(dá)明顯低于NC組、NOVX組,DOVX組明顯高于DC組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05);去卵巢后8周DC組表達(dá)明顯低于DOVX組、NC組、NO

17、VX組(P＜0.05),DOVX組、NC組與NOVX組三組間無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05);去卵巢后12周NC組表達(dá)顯著高于NOVX組、DC組、DOVX組(P＜0.05),NOVX組、DC組與DOVX組之間無顯著差異(P＞0.05)。
　　 7.2；RT-PCR結(jié)果:去卵巢后4周、8周時NC組、NOVX組IRS-2表達(dá)明顯高于DC組、DOVX組,DOVX組明顯高于DC組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.

18、05);去卵巢后12周,NC組IRS-2表達(dá)顯著高于NOVX組、DC組、DOVX組(P＜0.05),NOVX組、DC組與DOVX組之間無顯著差異(P＞0.05)。
　　 結(jié)論:
　　 1：單純?nèi)ヂ殉泊笫驣GF-1、IRS-1在肝臟表達(dá)較正常對照組大鼠降低。
　　 2：2型糖尿病大鼠IGF-1、IRS-1和IRS-2在肝臟表達(dá)較正常對照組大鼠降低。
　　 3：2型糖尿病骨質(zhì)疏松大鼠IGF-1、IRS-1在肝