脂肪因子 Chemerin與胃轉流術治療2型糖尿病大鼠作用的相關研究

林 浩 ,陳振棟 ,王亞洲,王躍生,陳玉強,于 ,田 浩

(佳木斯大學附屬第一醫院普外一科,黑龍江 佳木斯 154003)

糖尿病是一種嚴重危害人類健康及生活質量的常見慢性病之一,而因血糖控制不穩導致的并發癥是糖尿病致殘致死的主要原因。以往傳統治療因費用高及患者依從性差,均未使血糖得到很好的控制,Roux-en-Y胃轉流術(RYGBP)原來是用于治療肥胖癥,國外人士在進行肥胖治療回顧分析時,意外發現其對2型糖尿病血糖的良好控制[1],這可能為手術治療 T2DM的提供一個新思路,而其確切機制尚不清楚,可能與術后“腸-胰島軸 (enteroinsular axis)”的分泌改變有關,這些激素可能會影響血糖的變化[2],Chemerin是一種新發現的脂肪因子,本研究旨在觀察RYGBP對2型糖尿病大鼠血糖的控制效果,及 Chemerin在RYGBP治療2型糖尿病機制中所可能發揮的作用,期待能夠為臨床工作中治療糖尿病提供新的實驗依據和干預新靶點。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

健康雄性 SD大鼠 ,周齡 8～10周 ,體重 260～280g/只 ,清潔級,由佳木斯大學動物實驗中心提供。

1.2 主要試劑及儀器

鏈脲佐菌素(STZ),美國 Sigma公司;大鼠 Chemerin、胰島素 ELISA試劑盒,上海滬尚生物工程研究所;血糖試紙、戊巴比妥鈉、手術器械、超凈工作臺、紫外分光光度計、血糖儀、臺式高速冷凍離心機、梯度 PCR儀等,均由佳木斯大學生化實驗室提供。

1.3 T2DM大鼠模型的建立

2型糖尿病大鼠模型的建立是在文獻[3]方法的基礎上,按隨機數字表,將 40只健康雄性 SD大鼠隨機分為 T2DM造模組和正常組 ,造模組大鼠給予持續高脂飼料喂養8周后,禁食 12h,不禁水,按30mg/kg一次性右下腹腹腔注射1%STZ溶液。注射 STZ后繼續高脂喂養,隔日監測一次血糖,空腹血糖≥16.7mmol/L持續穩定一周為成功模型。

1.4 實驗動物分組

取成模 2型糖尿病大鼠20只,隨機分為兩組,兩型糖尿病手術組 (DRO組)和 2型糖尿病假手術組 (DSO組 ),每組10只。另取周齡匹配的非造模組大鼠20只,隨機分為兩組,正常RYGB手術組(NRO組)和正常假手術組 (N SO組),每組10只。

1.5 檢測指標

于手術前及手術后第4周和第8周測量各組大鼠體重、FPG水平,ELISA法檢測血清 Chemerin、INS濃度。

1.6 統計學方法

表示,使用方差分析進行組間的比較,兩變量間相關關系用

Pearson相關檢驗,P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠手術前、后體重的變化

各組大鼠術前體重無明顯差異 (P＞ 0.05),DRO組術后第 4周體重較術前下降,但無統計學意義 (P＞ 0.05),術后第8周體重進一步下降,但無顯著性差異 (P＞ 0.05);DSO組、NRO組、NSO組大鼠術后第4周、第8周體重上升,與術前比較均有統計學意義 (P＜0.01)。見表1。

2.2 各組大鼠手術前、后 FPG水平變化

DRO組及 DSO組術前 FPG差異無統計學意義(P＞ 0.05);NRO組及 N SO組術前 FPG也無統計學差異(P＞ 0.05);但 DRO組及 DSO組術前 FPG均分別明顯高于 NRO組 (P＜0.01)及 NSO組 (P＜0.01);DRO組術后第4周 FPG較術前下降,有統計學意義 (P＜0.05);DRO組術后第8周 FPG較術前下降,有統計學意義 (P＜0.01);DSO組、NRO組、NSO組手術前與手術后第4周和第8周FPG比較,差異均無統計學意義 (P＞ 0.05),見表2。

2.3 各組大鼠手術前、后血清 INS水平變化

DRO組及 DSO組術前 IN S差異無統計學意義(P＞ 0.05);NRO組及 N SO組術前 INS比較也無統計學差異 (P＞ 0.05);但 DRO組及 DSO組術前 INS均分別明顯高于 N RO組 (P＜0.01)及 N SO組 (P＜0.01);DRO組術后第4周及第8周 INS較術前均顯著下降,分別具有統計學意義 (P＜0.01);DSO組、NRO組、NSO組手術前與手術后第4周和第8周 FPG比較,差異均無統計學意義 (P＞ 0.05)。見表 3。

2.4 各組大鼠手術前、后血清 Chemerin水平變化

DRO組及 DSO組術前 Chemerin差異無統計學意義(P＞ 0.05);NRO組及 N SO組術前 Chemerin比較也無統計學差異 (P＞ 0.05);但 DRO組及 DSO組術前 Chemerin均 分 別 明 顯 高 于 N RO組 (P ＜ 0.01)及 NSO組(P ＜0.01);DRO組術后第 4周及第8周 INS較術前均明顯下降 ,分別具有統計學意義 (P ＜0.01);DSO組、NRO組、NSO組手術前與手術后第4周和第8周 FPG比較 ,差異均無統計學意義 (P＞ 0.05)。見表4。

2.5 各組大鼠血清 Chemerin與體重、FPG及 INS之間的相關性分析

DRO組 Chemerin與 INS呈正相關 (r= 0.720,P＜0.01),與體重及 FPG無相關 (P＞ 0.05);DSO組Chemerin與 IN S也呈正相關 (r= 0.469,P＜0.01),與體重及 FPG無相關 (P＞ 0.05);NRO組及 NSO組中 Chemerin與體重、FPG及 INS之間均無相關性 (P＞ 0.05)。

表1 各組大鼠手術前、后體重水平比較(g,±s)

表1 各組大鼠手術前、后體重水平比較(g,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術組,DSO=2型糖尿病假手術組,N RO=正常手術組,NSO=正常假手術組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內術前比較,☆P＜0.01,☆☆P＜0.05。

組別 n 術 前術 后4周 8周DRO 10 361.593± 10.733 353.911± 8.817 351.383± 14.488 DSO 9 360.302± 9.293 382.671± 4.407☆ 402.673± 5.284☆NRO 9 364.913± 8.811 402.748± 6.607☆ 440.229± 3.494☆N SO 10 361.545± 7.364 412.981± 5.292☆ 454.296± 4.283☆

表2 各組大鼠手術前、后空腹血糖水平比較(mmol/L,±s)

表2 各組大鼠手術前、后空腹血糖水平比較(mmol/L,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術組,DSO=2型糖尿病假手術組,N RO=正常手術組,NSO=正常假手術組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內術前比較,☆P＜0.01,☆☆P＜0.05。

組別 n 術 前術 后4周 8周RO 10 21.637± 8.211▲△ 14.962± 5.685☆☆ 9.327± 3.489☆DSO 9 21.530± 1.987▲△ 20.592± 1.744 20.489± 1.816 NRO 9 5.874± 0.277 5.655± 0.227 5.610± 0.772 N SO 10 5.874± 0.284 5.600± 0.303 5.690± 0.307

表3 各組大鼠手術前、后胰島素水平比較(mU/L,±s)

表3 各組大鼠手術前、后胰島素水平比較(mU/L,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術組,DSO=2型糖尿病假手術組,N RO=正常手術組,NSO=正常假手術組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內術前比較,☆P＜0.01,☆☆P＜0.05。

組別 n 術 前術 后4周 8周RO 10 21.149± 1.585▲△ 18.213± 1.526☆ 15.912± 1.826☆DSO 9 20.439± 1.557▲△ 21.046± 1.566 21.411± 1.620 NRO 9 16.803± 1.050 17.593± 1.141 17.922± 1.275 N SO 10 17.305± 1.011 18.223± 1.308 18.476± 1.803

表4 各組大鼠手術前、后 Chemerin水平比較(ng/L,±s)

表4 各組大鼠手術前、后 Chemerin水平比較(ng/L,±s)

注1:DRO=2型糖尿病手術組,DSO=2型糖尿病假手術組,N RO=正常手術組,NSO=正常假手術組注2:與DSO組比較,*P＜0.01,** P＜0.05;與NRO組比較,▲P＜0.01,▲▲ P＜0.05;與NSO組比較,△P＜0.01,△△ P＜0.05;與同一組內術前比較,☆P＜0.01,☆☆ P＜0.05。

組別 n 術 前術 后4周 8周RO 10 39.564± 3.992▲△ 33.999± 0.928☆ 29.008± 0.751☆DSO 9 37.878± 0.702▲△ 36.980± 1.176 36.888± 1.123 NRO 9 28.843± 1.205 29.964± 1.236 29.054± 0.939 N SO 10 26.825± 0.891 26.564± 0.643 25.878± 1.422

3 討論

T2DM是一種以胰島素抵抗和/或胰島素分泌相對不足為特征的營養代謝性疾病。T2DM以往的治療方法包括控制飲食、適度運動等基礎療法,以及降糖藥物等藥物療法,但因患者的依從性差,血糖未能得到良好的控制。胰腺移植等手術因其昂貴費用及術后長期的服用免疫抑制劑也未被推廣。大量研究證實,以往用于治療肥胖癥的 RYGBP對 T2DM血糖的控制起到了良好的作用。RYGBP不僅能降低患者血糖水平,減少 T2DM所帶來的并發癥,還能阻止糖耐量受損的患者進一步發展為 T2DM[4],已被納入美國糖尿病協會2009年糖尿病治療指南。本研究結果顯示,DRO組術后第4周FPG較術前下降,術后第 8周 FPG進一步下降,且均有統計學意義;而 DSO組、N RO組、NSO組術前與后第 4周和第 8周FPG無明顯變化,差異均無統計學意義,這表明 RYGB可明顯降低 T2DM大鼠的空腹血糖水平,對血糖的控制起到一定作用 ,而對正常大鼠 FPG并不產生太大影響,進一步證實了 RYGB可能是一種治療 T2DM的有效術式,其對 T2DM的治療作用可能與血糖依耐性有關,這與以往研究是相符的[5]。

有研究發現[6]RYGBP術后患者的體重減輕并不與血糖的降低同步,術后早期體重下降不明顯時,即以出現了血糖的降低,表明了 RYGBP對 T2DM患者的獨特治療價值。本研究也發現,DRO組術后 T2DM大鼠體重雖然較術前減輕,但并不具有統計學差異,提示血糖水平的下降可能是RYGBP直接導致的結果,并非體重減輕后所引起的繼發改變。

RYGBP導致血糖水平下降機制尚不明確,可能與術后“腸-胰島軸(enteroinsular axis)”的分泌改變有關,這些激素可能會影響血糖的變化,其中脂肪源性激素越來越受到學術界的關注,Chemerin是新發現的脂肪因子,研究發現其經自分泌和旁分泌雙通路作用于脂肪細胞及組織,可能在肥胖、胰島素抵抗及糖尿病中發揮重要的作用[7～9]。本研究結果發現,術前 DRO組及 DSO組與 N RO組及 NSO組 Chemerin及 IN S水平差異無統計學意義,但 DRO組及 DSO組術前血清 Chemerin及 IN S水平均明顯高于 NRO組及 N SO組 ,并且 Chemerin與 INS呈正相關,提示 Chemerin可能會增強胰島素抵抗,這可能與 T2DM的發病有關,有望成為以后手術甚至藥物治療 T2DM的新靶點。術后 DRO組 Chemerin及IN S水平較前均明顯下降,DSO組、NRO組及 NSO組較前無明顯變化,推測 RYGB治療 T2DM患者可能通過下調Chemerin的表達,從而增加胰島素的敏感性,使血糖得到良好的調控 ,這可能是 RYGB治療 T2DM的機制之一,確切機制有待進一步的研究。

本研究發現,Roux-en-Y胃轉流術對 T2DM大鼠的血糖起到了一定的調控作用,這一結果與以往文獻報道的胃轉流術治療 T2DM基本一致。胃轉流術后 Chemerin水平下降,而且胰島素敏感性得到提高,這可能是 Roux-en-Y胃轉流術治療 T2DM的機制之一,期待能為臨床早期干預T2DM的發生、發展提供新思路和干預新靶點。

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