西格列汀對db/db糖尿病小鼠坐骨神經傳導速度的影響

程茅薇，顧 萍，馬 健，杜 宏，盧 斌，邵加慶

糖尿病周圍神經病變是糖尿病最常見、最嚴重的并發癥之一，其主要臨床表現為肢體麻木、疼痛和肌肉萎縮。如得不到及時控制，將導致糖尿病患者致殘率和死亡率明顯升高［1－2］。糖尿病周圍神經病變的治療主要是在嚴格控制血糖的基礎上進行對癥治療，雖然一些新的治療糖尿病神經病變的藥物針對病因治療如α－硫辛酸、醛糖還原酶抑制劑等，但目前仍缺乏特異性的有效治療。

近年來有研究證實胰高血糖素樣肽1(GLP－1)對周圍神經具有神經樣生長因子 (NGF)作用，其機制與保護β細胞類似［3］。二肽基肽酶Ⅳ (dipeptidyl peptidaseⅣ，DPP－Ⅳ)抑制劑，作為新的治療2型糖尿病的藥物，通過選擇性抑制DPP－Ⅳ，減少GLP－1的降解，從而延長GLP－1的作用時間，促進胰島素分泌，降低血糖，保護β細胞功能。但DPP－Ⅳ抑制劑對糖尿病周圍神經病變的作用國內外報道甚少。本研究通過觀察DPP－Ⅳ抑制劑西格列汀對db/db糖尿病小鼠坐骨神經傳導速度的影響，來探討DPP－Ⅳ抑制劑對糖尿病周圍神經病變的治療作用。

1 材料與方法

1.1 動物 選取60只12周齡清潔級雄性C57BL/KsJ－db/db糖尿病小鼠，體質量為35～45 g。按隨機數字表將小鼠隨機分為3組:db/db組、西格列汀組、二甲雙胍組，每組20只。另選取20只同周齡同窩出生的db/m非糖尿病小鼠為對照組。db/db組、西格列汀組、二甲雙胍組小鼠的體質量間有可比性，但均顯著高于對照組小鼠的體質量 (見表1)。

1.2 方法 db/db組、西格列汀組、二甲雙胍組分別給予8周的安慰劑 (5%阿拉伯膠)、西格列汀 (澳大利亞默沙東藥業有限公司)10 mg·kg－1·d－1、二甲雙胍 (中美上海施貴寶制藥有限公司)150 mg·kg－1·d－1。動物的處置均遵循實驗動物看護原則。

1.3 觀察指標

1.3.1 生理生化指標檢測 每周監測小鼠的體質量和血糖，投藥前和投藥8周后測定空腹血糖 (FBG)、空腹胰島素(FINS)，FINS測定使用小鼠胰島素ELISA試劑盒 (Morinaga，Yokohama，Japan)。

1.3.2 腹腔葡萄糖耐量試驗 (IPGTT) 投藥8周后，每組隨機選取10只小鼠行腹腔葡萄糖耐量試驗 (IPGTT)，用胰島素曲線下面積評價胰島分泌功能。

1.3.3 坐骨神經傳導速度測定 采用丹麥KEYPOINT.NET肌電圖儀測定。將清醒db/m及db/db糖尿病小鼠俯臥位固定，刺激針電極置于股骨大粗隆與坐骨結節之間坐骨神經傳出部位，記錄針電極置于踝關節處坐骨神經經過部位，參考電極置于刺激電極與記錄電極之間，與記錄電極相距1 cm，3種電極均采用針電極。刺激用單脈沖方波，波寬0.1 ms，強度1.5倍閾值。每兩個刺激問隔6 s以上。嚴格控制竄溫 (20.0±0.5)℃，并保持動物體溫37℃。記錄刺激開始到肌肉出現誘發電位的時間 (即潛伏時間)，測定刺激電極到記錄電極之間的距離，計算運動神經傳導速度 (MNCV)。

1.4 統計學方法 采用SPSS 11.0軟件進行統計分析，計量資料以表示，多組間均數比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗，實驗前后的資料比較用配對t檢驗。p＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 生理生化指標比較 基線時，西格列汀組、二甲雙胍組、db/db組小鼠的體質量及FBG、FINS水平比較，差異無統計學意義 (P＞0.05)，但均顯著高于對照組 (p＜0.05)。治療8周后，西格列汀組和二甲雙胍組小鼠體質量及FBG、FINS水平均顯著低于db/db組，差異有統計學意義 (p＜0.05);而二甲雙胍組FINS水平顯著低于西格列汀組，差異有統計學意義 (p＜0.05)，余指標兩組間差異無統計學意義 (P＞0.05見表1)。

表1 4組小鼠基線及終點時體質量及FBG、FINS水平比較(x—±s)Table 1 The comparison of weight，FBG，and FINSand metabolic parameters before and after treatment

2.2 小鼠IPGTT結果比較 糖負荷后120 min，西格列汀組、二甲雙胍組、db/db組小鼠葡萄糖曲線下面積、胰島素曲線下面積均顯著高于對照組 (p＜0.05)，而西格列汀組、二甲雙胍組顯著低于db/db組，差異均有統計學意義 (p＜0.05);但西格列汀組、二甲雙胍組間差異無統計學意義 (P＞0.05，見表2、圖1、圖2)。提示西列他汀和二甲雙胍均能改善糖耐量及胰島素敏感性。

2.3 小鼠坐骨神經傳導速度比較 治療8周后db/db組、西格列汀組、二甲雙胍組小鼠MNCV顯著低于對照組 (p＜0.05)，而西格列汀組MNCV顯著高于db/db組及二甲雙胍組(p＜0.05)，而二甲雙胍與db/db組比較差異無統計學意義(P＞0.05)。提示西格列汀能提高坐骨神經傳導速度，其作用獨立于降糖作用 (見表3)。

表2 4組小鼠治療后血糖及胰島素曲線下面積比較Table 2 The comparison of glucose and insulin concentrations in IPGTT

圖1 葡萄糖曲線下面積Figure 1 Glucose concentrations in IPGTT

圖2 胰島素曲線下面積Figure 2 Glucose concentrations in IPGTT

表3 治療前后4組小鼠坐骨神經傳導速度比較(x—±s，m/s)Table 3 The comparison of motor nerve conduction velocity of sciatic nerve

3 討論

西格列汀作為DPP－Ⅳ抑制劑，可競爭性結合DPP－Ⅳ的活性部位，選擇性抑制DPP－Ⅳ酶，減少GLP－1的降解，延長GLP－1的作用時間，刺激胰島β細胞再生，促進餐后胰島素分泌，抑制內源性葡萄糖的生成［4］。本研究通過觀察西格列汀對db/db糖尿病小鼠坐骨神經傳導速度的影響，發現西格列汀不僅可以降低db/db小鼠血糖，同時能提高坐骨神經傳導速度，對糖尿病周圍神經病變具有保護作用，且獨立于降糖效應之外。

在糖尿病中，高血糖主要通過多元醇、己糖胺、蛋白激酶C及終末糖基化產物等途徑［5－6］，導致細胞內線粒體氧化還原狀態失衡及產生過多的活性氧物質，最終引起周圍神經病變。雖然目前一些治療藥物針對病因治療，但對高血糖引起神經系統損傷的修復作用仍不理想。胰高血糖素樣肽作為體內一種主要的生理性腸促胰島素，能降低血糖，促進胰島素的合成和分泌，保護β細胞功能。近年來發現GLP－1受體 (GLP－1R)不僅存在于胰島細胞中，在腎臟、心臟、胃、肺和周圍及中樞神經系統等都有表達［7］。研究證實GLP－1不僅能降糖，對神經系統亦有保護作用，其機制與抗氧化應激、抑制細胞凋亡、營養神經、改善血供等相關［8－10］。然而，GLP－1作為一種腸促胰島素，易被DPP－Ⅳ迅速降解，作用時間短暫，而DPP－Ⅳ抑制劑通過抑制DPP－Ⅳ酶，減少GLP－1的降解，從而延長GLP－1的作用時間。Jin等［11］觀察到DPP－Ⅳ抑制劑維格列汀治療能明顯減少STZ誘導的糖尿病大鼠表皮內神經纖維密度下降，但對神經傳導速度的影響國內外未見報道。

本研究發現db/db糖尿病小鼠坐骨神經傳導速度較正常小鼠顯著降低，證實糖尿病小鼠存在周圍神經損害。西格列汀干預db/db小鼠8周后，不僅能降低血糖、改善葡萄糖耐量及胰島素敏感性，還能提高坐骨神經傳導速度。與二甲雙胍組比較，雖然兩組治療后血糖無顯著差異，但西格列汀組坐骨神經傳導速度顯著快于二甲雙胍組，提示西格列汀改善周圍神經傳導速度的作用是獨立于降糖作用。其機制可能與GLP－1/GLP－1R途徑有關，通過作用于GLP－1R，直接或間接激活神經保護的信號通路。同時西格列汀對周圍神經傳導速度的改善作用也證實GLP－1對周圍神經的保護作用，但其機制還有待進一步研究。

綜上所述，西格列汀在降低血糖的同時，還能提高坐骨神經傳導速度，改善糖尿病周圍神經病變，為糖尿病神經病變的治療尋找新的有效的治療手段提供了理論基礎。

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