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

1、目的:2型糖尿病(T2DM)與骨質疏松癥(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,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表達下降在2型糖尿病和胰島素抵抗發(fā)病機制中起重要作用,胰島素信號通路相關因子也可在骨組織中表達,對骨代謝具有調節(jié)

2、作用。近年來,關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)現成骨細胞可表達IGF-1、IRS-1、IRS-2等因子,破骨細胞可表達IRS-2因子,其中IGF-1可以促進成骨細胞前體向成骨細胞分化,并促進成熟成骨細胞分泌骨膠原等物質,IRS-1對于維持骨形成與骨吸收之間的相互轉換起重要作用,而IRS-2則主要促進骨形成。目前2型糖尿病發(fā)生骨質疏松機制不明,二者是否存在共同發(fā)病機理尚無相關報道。本研究在建立2型糖尿病合并骨質疏

3、松大鼠模型基礎上,檢測IGF-1、IRS-1、IRS-2等因子在2型糖尿病合并骨質疏松大鼠肝組織中的表達,并探討二者發(fā)病機制間的相關性。
　　 方法:
　　 100只2.5-3月齡健康雌性Wistar大鼠適應性喂養(yǎng)1周后隨機分為正常對照組(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,組間大鼠體重無顯著差異。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動物模型復制成功1周后無菌條件下NOVX組和DOVX組大鼠麻醉后行雙側卵巢切除術。

5、于去卵巢手術后0周(手術當天)、4周、8周、12周末空腹狀態(tài)下各組隨機選取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(IAI)=ln[1/FBG×FINS]。于4周、8周、12周各組隨機選取5只大鼠,麻醉處死后分離肝臟,進行肝組織取材并提取肝組織總RNA,應用免疫組織化學方法檢測NC組、NOVX組、DC組、DOVX組肝組織IGF-1、IRS-1、IRS-2蛋白水平的表達,反轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)

6、方法檢測IGF-1、IRS-1、IRS-2 mRNA水平的表達。使用SPSS13.0統(tǒng)計軟件處理實驗數據,所有實驗數據均采用均數±標準差(-x±S)表示,計量資料多組間比較采用方差分析,P＜0.05認為有統(tǒng)計學意義。
　　 結果:
　　 1:不同時間各組大鼠體重:去卵巢0周時各組間體重無明顯差異(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組均明顯低于相應對照組,即NC組與DC組,有統(tǒng)計學差異(P＜0.05),且隨實驗進程延長,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

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)計學差異(P＞0.05)。
　　 3.3:胰島素敏感指數(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構清晰,肝細胞索排列整齊,細胞核結構清晰,未見明顯脂肪變性及炎細胞浸潤,NC組與NOVX組未見明顯區(qū)別。糖尿病組肝臟肝小葉結構不清晰,肝細胞脂肪變,細胞體積變大,細胞漿內有脂滴形成,且隨實驗進程延長,脂肪變加重,部分細胞呈空泡樣改變

12、,細胞核被脂滴擠向一側,DOVX組隨實驗進程延長,其脂肪變程度較DC組加重。
　　 5:肝臟IGF-1表達水平;
　　 5.1:免疫組化結果:IGF-1表達于肝細胞胞漿,去卵巢后4周時,DC組、DOVX組表達明顯高于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結果:去卵巢后4周時DC組、DOVX組表達明顯高于NC組、NOVX組,DOVX組表達明顯高于DC組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05);去卵巢后8周、12周時,DC組、DOVX組IGF-1表達顯著低于NC組、NOVX組,DOVX組、NOVX組顯著低于DC組、NC組(P＜0.05)。
　　 6:肝臟IRS-1表達水平;
　　

14、 6.1:免疫組化結果:IRS-1表達于肝細胞胞漿,去卵巢后4周時DOVX組表達明顯低于NC組、NOVX組、DC組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05);去卵巢后8周DC組、DOVX組表達明顯低于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結果:去卵巢后4周時DOVX組表達明顯低于NC組、NOVX組、DC組,DC組表達明顯高于NC組、NOVX組、DOVX組(P＜0.05),NC組與NOVX組之間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05);去卵巢后8周DC組、DOVX組IRS-1表達明顯低于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

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表達水平;
　　 7.1:免疫組化結果:IRS-2表達于肝細胞胞漿,去卵巢后4周時DC組、DOVX組表達明顯低于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)計學差異(P＞0.05);去卵巢后8周DC組表達明顯低于DOVX組、NC組、NO

17、VX組(P＜0.05),DOVX組、NC組與NOVX組三組間無統(tǒng)計學差異(P＞0.05);去卵巢后12周NC組表達顯著高于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結果:去卵巢后4周、8周時NC組、NOVX組IRS-2表達明顯高于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)計學差異(P＞0.

18、05);去卵巢后12周,NC組IRS-2表達顯著高于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)。
　　 結論:
　　 1：單純去卵巢大鼠IGF-1、IRS-1在肝臟表達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在肝臟表達較正常對照組大鼠降低。
　　 3：2型糖尿病骨質疏松大鼠IGF-1、IRS-1在肝