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动脉粥样硬化是糖尿病(Diabetes mellitus,DM)常见的并发症,80%的DM患者死于动脉粥样硬化,DM患者发生动脉粥样硬化的几率是非DM患者的2-4倍,而2型糖尿病(type 2 diabetes, T2DM)约占整个DM病例的90%。长期以来,研究人员针对DM促发动脉粥样硬化的机制做了大量研究。目前,DM致动脉粥样硬化的发病机理主要包括:高级糖基化终末产物(advanced glycation end products, AGEs)的形成、蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)的激活以及氧化应激水平增高。近年来的研究表明,内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ERS)在DM动脉粥样硬化发生、发展过程中起到重要作用。但是ERS作为DM动脉粥样硬化致病机理的研究才刚刚开始,许多问题尚未明确,其信号转导途径的分子机制还有待更深入的研究。因此,为了探讨ERS在T2DM动脉粥样硬化发生、发展的作用机制,本实验通过高脂高糖饮食喂养联合6周龄时链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)诱导,在apoE-/-/LDLR-/-(AL)小鼠的基础上建立了T2DM动脉粥样硬化小鼠模型,ND组注射柠檬酸缓冲液作对照。小鼠10周龄时,检测体重、空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)、胰岛素水平、胰岛素抵抗指数(HOMA-insulin resistant, HOMA-IR)以及糖耐量实验(Glucose tolerance test, GTT)确定T2DM建模成功。T2DM和ND组小鼠分别于10周龄、18周龄解剖、取材检测(n≥10),我们综合分析了T2DM组小鼠主动脉弓部,根部以及主动脉大体的动脉粥样硬化病变,检测了ERS相关因子在主动脉根部的表达,探讨了T2DM在动脉粥样硬化发生和发展中的作用机制,为T2DM动脉粥样硬化的预防和治疗,提供有价值的参考依据。本实验的结果显示,1:与ND组小鼠相比,T2DM组小鼠8周龄时体重低(P < 0.05),并一直持续到18周龄。T2DM组小鼠在STZ注射4周即10周龄时表现为高血糖,并持续至实验结束(P < 0.01)。另外,T2DM组小鼠表现为胰岛素水平升高(P < 0.05),胰岛素抵抗(P < 0.01)。GTT结果显示,T2DM组小鼠在10周龄和18周龄时与ND组小鼠相比表现出葡萄糖耐量异常。T2DM组小鼠血清TC、TG水平较ND组明显升高(P < 0.01),并持续至18周龄。实验过程中,T2DM组小鼠血清低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)水平一直高于NG组小鼠(P < 0.01)。T2DM组小鼠表现为高血糖、高血脂、IR以及糖耐量异常,以上数据表明,我们已在AL小鼠的基础上成功建立了T2DM动脉粥样硬化小鼠模型,可用于后续实验进行。2:为了研究T2DM在动脉粥样硬化斑块发生中的作用,我们对两组小鼠主动脉根部和全长主动脉动脉粥样硬化病变进行分析,结果显示两组小鼠10周龄、18周龄主动脉根部瓣膜处均有不同程度的苏丹Ⅳ阳性染色区,表明主动脉瓣膜处动脉壁发生脂质沉积,伴有泡沫细胞聚集。T2DM组小鼠18周龄时,主动脉根部斑块分布区域增多,斑块面积进一步增大,吞噬脂质程度进一步加重,苏丹Ⅳ染色着色弱,血管壁变薄,在病变严重的区域,斑块内部出现胆固醇结晶和坏死核心。随着年龄的增长,两组小鼠主动脉根部平均病变面积逐渐增大。T2DM组小鼠主动脉根部平均病变面积较ND组在10周龄有显著性差异(P < 0.05),18周龄有极显著性差异(P < 0.01)。全长主动脉油红O染色显示内表面病变,T2DM小鼠10周龄、18周龄全长主动脉油红O阳性染色区域明显高于同年龄段ND组小鼠。3:实时定量PCR结果显示,与ND小鼠相比,T2DM组小鼠10周龄时ERS标志因子(glucose-regulated protein78, GRP78)、(C/EBP homologous protein, CHOP)表达水平明显升高,并持续至18周龄。T2DM组小鼠细胞凋亡途径相关因子Caspase12、JNK2表达水平在18周龄时显著升高,并与ND组有显著性差异(P < 0.01)。GRP78免疫组化结果显示,在动脉粥样硬化初期,ND组小鼠10周龄时ERS标志性因子GRP78在斑块内已有较高的表达,其中T2DM组较ND小鼠斑块内GRP78表达增加。在动脉粥样硬化晚期,T2DM组小鼠18周龄时主动脉粥样硬化斑块中膜平滑肌处GRP78有较高表达,ND组则无明显表达。ERS标志因子CHOP是ERS促凋亡途径的特有产物,其编码的蛋白质属于CCAA/增强子相连蛋白的转录因子C/EBP家族,与各种细胞活动如能量代谢、增殖、分化及凋亡相关。CHOP阻滞细胞分裂周期可诱导细胞凋亡。CHOP免疫组织化学结果显示,在ND组小鼠10周龄和18周龄时,主动脉粥样硬化斑块内CHOP表达非常低。T2DM组小鼠10周龄时,CHOP在主动脉粥样硬化斑块内已有表达,在动脉粥样硬化晚期,T2DM组小鼠18周龄时CHOP表达增加。Actived-Caspase3免疫组化结果显示,T2DM组小鼠在10周龄时斑块内出现细胞凋亡,18周龄时凋亡增加,ND组则未出现明显的细胞凋亡。动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡会直接造成坏死核心的形成以及斑块不稳定,动脉粥样硬化斑块内坏死核心面积分析结果显示,T2DM组小鼠18周龄时主动脉粥样硬化斑块坏死核心面积较ND组小鼠显著升高(P < 0.01)。以上结果表明,T2DM状态下引发的ERS在动脉粥样硬化发生、斑块内细胞凋亡以及坏死核心形成过程中起到重要作用。