血清IL-1β、IL-6、IL-18水平與2型糖尿病大鼠胰島素抵抗的關(guān)系

王憶茗 姚定國(guó)

●論著

血清IL-1β、IL-6、IL-18水平與2型糖尿病大鼠胰島素抵抗的關(guān)系

王憶茗 姚定國(guó)

目的 探討白細(xì)胞介素1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素6（IL-6）、白細(xì)胞介素18（IL-18）與2型糖尿病大鼠胰島素抵抗的關(guān)系。方法30只SPF級(jí)Wistar大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組（15只）和糖尿病組（15只）。高脂飼料配合小劑量鏈脲佐菌素30mg/kg靜脈注射建立2型糖尿病大鼠模型。4周后觀測(cè)大鼠空腹血糖（FBG）、血清胰島素（FINS）及血清IL-1β、IL-6、IL-18水平，并計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）。結(jié)果4周后糖尿病組大鼠FBG、FINS和HOMA-IR均高于對(duì)照組（均P＜0.01）；且血清IL-1β、IL-6、IL-18水平均高于對(duì)照組（均P＜0.01）。結(jié)論血清IL-1β、IL-6、IL-18水平升高與2型糖尿病胰島素抵抗的發(fā)生有關(guān)；IL-1β、IL-6、IL-18的同時(shí)升高可間接反映2型糖尿病及胰島素抵抗的病情變化。

2型糖尿病 胰島素抵抗 白細(xì)胞介素1β 白細(xì)胞介素6 白細(xì)胞介素18

【 Abstract】 ObjectiveTo investigate the association of serum interleukin-1β (IL-1β),interleukin-6(IL-6)and interleukin-18(IL-18)levels with insulin resistance in rats with type 2 diabetes mellitus.MethodsThirty SPF Wistar rats were divided randomly into diabetic group(n=15)and control group(n=15).The diabetes mellitus was induced by feeding with high-fat diet and injection of streptozotocin(30mg/kg).The fasting blood glucose(FBG),fasting insulin(FINS)and serum levels of IL-1β,IL-6, IL-18 were measured 4 weeks after model establishment,and homeostasis model assessment of insulin resistance(HOMA-IR) was calculated.ResultsCompared to control group,the serum levels of FBG,FINS and HOMA-IR were significantly increased in diabetic group(P＜0.01).The serum levels of IL-1β,IL-6,IL-18 of diabetic group were remarkably increased as compared to those in control group(P＜0.01).ConclusionThe serum IL-1β,IL-6,IL-18 levels are associated with insulin resistance in type 2 diabetes mellitus.

胰島素抵抗（insulin resistance，IR）目前被認(rèn)為是2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）發(fā)病的主要機(jī)制之一。炎癥或免疫因素是IR的重要原因，大量的免疫炎癥介質(zhì)參與了T2DM發(fā)生過程。本研究旨在探討白細(xì)胞介素1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素6（IL-6）、白細(xì)胞介素18（IL-18）對(duì)IR及T2DM的發(fā)生、發(fā)展的影響及同時(shí)監(jiān)測(cè)這三個(gè)指標(biāo)對(duì)預(yù)防T2DM的意義。

1 材料和方法

1.1 材料 SPF級(jí)8周齡Wistar大鼠30只，體重（200±20）g，雌雄各半。高糖、高脂飼料；鏈脲佐菌素（STZ）；檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液；胰島素、IL-1β、IL-6、IL-18試劑盒。

1.2 方法

1.2.1 T2DM大鼠模型的建立 將Wistar大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組（15只）和糖尿病組（15只），對(duì)照組喂食普通飼料，糖尿病組喂食等量高脂飼料4周。4周后，兩組大鼠禁食不禁水12h后稱取體重，糖尿病組大鼠按30mg/ kg體重從尾靜脈注射鏈脲佐菌素（STZ），對(duì)照組注射相應(yīng)容量的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。7d后測(cè)糖尿病組大鼠空腹血糖（FBG），將FBG≤16.7mmol/L以及死亡大鼠剔除。FBG＞16.7mmol/L為T2DM造模成功，剩余對(duì)照組和糖尿病組大鼠分別為13只和12只。

1.2.2 標(biāo)本采集和處理 成模后，兩組動(dòng)物禁食12h（自由飲水）后，水合氯醛（0.3ml/kg）腹腔注射麻醉，剪尾取大鼠尾靜脈血測(cè)FBG，腹主動(dòng)脈采集血液6ml，分離血清測(cè)定空腹胰島素（FINS）、IL-1β、IL-6及IL-18水平。計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）值：HOMA-IR= FINS×FBG/22.5，用于評(píng)價(jià)IR。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以表示，組間比較采用方差分析。

2 結(jié)果

2.1 兩組大鼠IR相關(guān)指標(biāo)比較 見表1。

表1 兩組大鼠FBG、FINS及HOMA-IR比較

由表1可見，糖尿病組大鼠血清FBG、FINS水平與對(duì)照組比較明顯升高，糖尿病組HOMA-IR也明顯高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01）。提示糖尿病組大鼠出現(xiàn)了IR。

2.2 兩組大鼠血清IL的比較 見表2。

表2 兩組大鼠血清IL-1β、IL-6及IL-18的比較

由表2可見，糖尿病組大鼠血清IL-1β、IL-6及IL-18水平較對(duì)照組均明顯升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01）。提示大鼠血清IL-1β、IL-6及IL-18水平的同時(shí)升高與T2DM及IR的發(fā)生有關(guān)。

3 討論

IR和β細(xì)胞功能障礙是T2DM發(fā)病的兩大機(jī)制。在T2DM的病理生理學(xué)的研究中，關(guān)于胰島局部組織炎癥的研究逐漸得到重視。胰島炎（insulitis）的概念是在1型糖尿病（type 1 diabetes mellitus，T1DM）的研究中首先被提出來。但隨著研究的深入，越來越多的證據(jù)表明T2DM患者的胰島也存在著炎性因子的表達(dá)[1-2]。眾多的細(xì)胞因子參與了T2DM炎性反應(yīng)的過程，例如IL-1β、IL-6、IL-18等。

IL-1β是一種單核因子，可由多種細(xì)胞分泌。在胰島內(nèi)，IL-1β表達(dá)于胰島內(nèi)的巨噬細(xì)胞、β細(xì)胞，可促進(jìn)β細(xì)胞凋亡，還可刺激其表達(dá)Fas RNA。Ehses等[3]研究發(fā)現(xiàn)，與正常Wistar大鼠相比，GK大鼠胰島中的IL-1β細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)水平均有所提高。GK大鼠皮下注射IL-1βRa 4周后，餐后血糖有所降低。主要原因可能是IL-1βRa對(duì)外周的抗炎效應(yīng)改善了胰島素敏感性和胰島細(xì)胞功能。

IL-6是體內(nèi)多種細(xì)胞產(chǎn)生的一種具廣泛生物活性的細(xì)胞因子。IL-6的釋放可削弱胰島β細(xì)胞的功能，引起IR、胰島素分泌功能障礙和代謝綜合征的發(fā)生，從而導(dǎo)致T2DM的發(fā)展[4]。Senn等[5]研究發(fā)現(xiàn)，IL-6能抑制胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及胰島素作用。Klover等[6]在對(duì)小鼠注射IL-6第5天時(shí)發(fā)現(xiàn)，血漿IL-6水平升高6倍，胰島素受體磷酸化下降60%。IL-6亦使葡萄糖激酶mRNA轉(zhuǎn)錄降低約40%，糖耐量試驗(yàn)提示胰島素敏感性降低。

IL-18是一種主要由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的能促進(jìn)炎癥反應(yīng)的多效能細(xì)胞因子。Hivert等[7]前瞻性隊(duì)列研究結(jié)果顯示，IL-18水平的升高可作為T2DM病情發(fā)展的預(yù)測(cè)；趙星等[8]報(bào)道IL-18水平升高者IR逐漸加重，IL-18水平與HOMA-IR呈正相關(guān)，多元逐步回歸分析顯示IL-18是HOMA-IR的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

以上研究提示IL-1β、IL-6及IL-18各自在IR及T2DM發(fā)生、病情變化及預(yù)后預(yù)測(cè)方面均有著極其重要的價(jià)值。本研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)糖尿病及明顯IR的T2DM大鼠血清IL-1β、IL-6、IL-18水平均有一定程度的升高，提示在預(yù)測(cè)IR及T2DM的發(fā)生與發(fā)展中，血清IL-1β、IL-6、IL-18的同時(shí)增高可能間接反映T2DM患者IR病情的變化，當(dāng)然由于本實(shí)驗(yàn)樣本量小，有待于更多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)。

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Serum IL-1β,IL-6 and IL-18 levels are associated with insulin resistance in rats with type 2 diabetes mellitus

Type 2 diabetes mellitus Insulin resistance Interleukin-1β Interleukin-6 Interleukin-18

2012-06-13）

（本文編輯：田云鵬）

310053 杭州，浙江中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院（王憶茗）；浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科（姚定國(guó)）

姚定國(guó)，E-mail：Kejiaoke0579@163.com