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目的:2型糖尿病(T2DM)与骨质疏松症(OP)均为常见全身性代谢性疾病,随人口老龄化与人们生活方式改变,发病率呈逐渐上升趋势。但2型糖尿病对骨量影响目前尚无定论,较明确的是2型糖尿病可使成骨能力下降,骨折危险性增加。胰岛素抵抗是2型糖尿病的发病基础,肝脏胰岛素信号通路受抑制,胰岛素信号通路中IGF-1、IRS-1、IRS-2表达下降在2型糖尿病和胰岛素抵抗发病机制中起重要作用,胰岛素信号通路相关因子也可在骨组织中表达,对骨代谢具有调节作用。近年来,关于胰岛素信号通路对骨代谢的影响成为骨代谢研究热点。研究发现成骨细胞可表达IGF-1、IRS-1、IRS-2等因子,破骨细胞可表达IRS-2因子,其中IGF-1可以促进成骨细胞前体向成骨细胞分化,并促进成熟成骨细胞分泌骨胶原等物质,IRS-1对于维持骨形成与骨吸收之间的相互转换起重要作用,而IRS-2则主要促进骨形成。目前2型糖尿病发生骨质疏松机制不明,二者是否存在共同发病机理尚无相关报道。本研究在建立2型糖尿病合并骨质疏松大鼠模型基础上,检测IGF-1、IRS-1、IRS-2等因子在2型糖尿病合并骨质疏松大鼠肝组织中的表达,并探讨二者发病机制间的相关性。方法:100只2.5-3月龄健康雌性Wistar大鼠适应性喂养1周后随机分为正常对照组(NC组)24只,正常去卵巢组(NOVX组)26只,2型糖尿病对照组(DC组)24只,2型糖尿病去卵巢组(DOVX组)26只,组间大鼠体重无显著差异。实验期间NC组和NOVX组喂以常规饲料,DC组和DOVX组大鼠高糖高脂饲料(常规饲料中加入20%蔗糖、15%熟猪油、2.5%胆固醇)喂养8周,禁食12小时后左下腹腔给予链脲佐菌素(Streptozotocin, STZ,柠檬酸钠配制,0.1mmol/L,pH4.2) 30mg/kg注射。于实验第9周末选取尾静脉空腹血糖(FBG)≥7.8mmol/L且伴有胰岛素抵抗者作为T2DM动物模型,T2DM动物模型复制成功1周后无菌条件下NOVX组和DOVX组大鼠麻醉后行双侧卵巢切除术。于去卵巢手术后0周(手术当天)、4周、8周、12周末空腹状态下各组随机选取5只大鼠测体重、腰椎3-6椎体骨密度、血糖、胰岛素水平,计算胰岛素敏感指数(IAI)=㏑[1/FBG×FINS]。于4周、8周、12周各组随机选取5只大鼠,麻醉处死后分离肝脏,进行肝组织取材并提取肝组织总RNA,应用免疫组织化学方法检测NC组、NOVX组、DC组、DOVX组肝组织IGF-1、IRS-1、IRS-2蛋白水平的表达,反转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法检测IGF-1、IRS-1、IRS-2 mRNA水平的表达。使用SPSS13.0统计软件处理实验数据,所有实验数据均采用均数±标准差(?x±S)表示,计量资料多组间比较采用方差分析,P<0.05认为有统计学意义。结果:1不同时间各组大鼠体重:去卵巢0周时各组间体重无明显差异(P>0.05);去卵巢4周、8周、12周时NOVX组大鼠体重均明显高于NC组,而DC组明显低于NC组与NOVX组(P<0.05);且去卵巢8周与12周时,DOVX组明显低于NOVX组(P<0.05)。随实验进展,NOVX组大鼠体重增加最明显,DC组大鼠体重减低最明显。2大鼠骨密度:大鼠去卵巢0周各组骨密度无明显差异,去卵巢后4周、8周、12周时,NOVX组与DOVX组均明显低于相应对照组,即NC组与DC组,有统计学差异(P<0.05),且随实验进程延长,骨密度有下降趋势,DOVX组下降最明显,其次为NOVX组。3大鼠血清指标比较3.1空腹血糖(FBG):予以STZ注射1周后,DC组与DOVX组大鼠FBG、INS均明显高于NC组与NOVX组(P<0.05),表明T2DM模型建立成功。去卵巢4周时DC组、DOVX组FBG呈下降趋势,DOVX组仍明显高于NC组与NOVX组(P<0.05),但DC组与其他组相比无明显差异(P>0.05);去卵巢8周时DC组、DOVX组FBG均显著高于NC组(P<0.05);去卵巢12周时DOVX组FBG明显高于NC组(P<0.05),其余各组间无显著差异(P>0.05)。3.2胰岛素水平(INS):在实验各个阶段,糖尿病组(DC组与DOVX组)大鼠INS均明显高于非糖尿病组(NC组与NOVX组)大鼠(P<0.05),但DC组与DOVX组,NC组与NOVX组之间无统计学差异(P>0.05)。3.3胰岛素敏感指数(IAI):去卵巢0周、4周、8周,糖尿病组(DC组与DOVX组)IAI均明显低于对照组(NC组与NOVX组)(P<0.05),至去卵巢12周,DC组与DOVX组IAI水平明显低于NC组,但与NOVX组无统计学差异(P>0.05)。3.4雌激素水平:去卵巢0周时糖尿病组(DC组与DOVX组)大鼠雌激素水平明显低于非糖尿病组(NC组与NOVX组)(P<0.05),而NC组与NOVX组之间、DC组与DOVX组之间无明显区别(P>0.05);去卵巢4周与8周时,NOVX组明显低于NC组,DOVX组雌激素水平最低,明显低于其它三组NC组(P<0.05);至去卵巢12周时,NC组雌激素水平最高,明显高于其它三组(P<0.05),DOVX组雌激素水平最低。4肝脏病理变化(HE染色):光镜下可见非糖尿病组肝脏肝小叶结构清晰,肝细胞索排列整齐,细胞核结构清晰,未见明显脂肪变性及炎细胞浸润,NC组与NOVX组未见明显区别。糖尿病组肝脏肝小叶结构不清晰,肝细胞脂肪变,细胞体积变大,细胞浆内有脂滴形成,且随实验进程延长,脂肪变加重,部分细胞呈空泡样改变,细胞核被脂滴挤向一侧,DOVX组随实验进程延长,其脂肪变程度较DC组加重。5肝脏IGF-1表达水平5.1免疫组化结果: IGF-1表达于肝细胞胞浆,去卵巢后4周时,DC组、DOVX组表达明显高于NC组、NOVX组(P<0.05),DC组与DOVX组、NC组与NOVX组之间无显著差异(P>0.05);去卵巢后8周、12周时,DOVX组、DC组表达明显低于NC组、NOVX组,DOVX组、NOVX组明显低于DC组、NC组(P<0.05)。5.2 RT-PCR结果:去卵巢后4周时DC组、DOVX组表达明显高于NC组、NOVX组,DOVX组表达明显高于DC组(P<0.05),NC组与NOVX组之间无统计学差异(P>0.05);去卵巢后8周、12周时,DC组、DOVX组IGF-1表达显著低于NC组、NOVX组,DOVX组、NOVX组显著低于DC组、NC组(P<0.05)。6肝脏IRS-1表达水平6.1免疫组化结果:IRS-1表达于肝细胞胞浆,去卵巢后4周时DOVX组表达明显低于NC组、NOVX组、DC组(P<0.05),NC组与NOVX组之间无统计学差异(P>0.05);去卵巢后8周DC组、DOVX组表达明显低于NC组、NOVX组,DC组明显低于DOVX组,NOVX组明显低于NC组(P<0.05);去卵巢后12周DC组、DOVX组表达明显低于NC组、NOVX组,NOVX组明显低于NC组(P<0.05),DOVX组与DC组间无显著差异(P>0.05)。6.2 RT-PCR结果:去卵巢后4周时DOVX组表达明显低于NC组、NOVX组、DC组,DC组表达明显高于NC组、NOVX组、DOVX组(P<0.05),NC组与NOVX组之间无统计学差异(P>0.05);去卵巢后8周DC组、DOVX组IRS-1表达明显低于NC组、NOVX组,DC组明显低于DOVX组,NOVX组明显低于NC组(P<0.05);去卵巢后12周DC组、DOVX组IRS-1表达明显低于NC组、NOVX组,NOVX组明显低于NC组(P<0.05),DOVX组与DC组间无显著差异(P>0.05)。7肝脏IRS-2表达水平7.1免疫组化结果:IRS-2表达于肝细胞胞浆,去卵巢后4周时DC组、DOVX组表达明显低于NC组、NOVX组,DOVX组明显高于DC组(P<0.05),NC组与NOVX组之间无统计学差异(P>0.05);去卵巢后8周DC组表达明显低于DOVX组、NC组、NOVX组(P<0.05),DOVX组、NC组与NOVX组三组间无统计学差异(P>0.05);去卵巢后12周NC组表达显著高于NOVX组、DC组、DOVX组(P<0.05),NOVX组、DC组与DOVX组之间无显著差异(P>0.05)。7.2 RT-PCR结果:去卵巢后4周、8周时NC组、NOVX组IRS-2表达明显高于DC组、DOVX组,DOVX组明显高于DC组(P<0.05),NC组与NOVX组之间无统计学差异(P>0.05);去卵巢后12周,NC组IRS-2表达显著高于NOVX组、DC组、DOVX组(P<0.05),NOVX组、DC组与DOVX组之间无显著差异(P>0.05)。结论:1单纯去卵巢大鼠IGF-1、IRS-1在肝脏表达较正常对照组大鼠降低。2 2型糖尿病大鼠IGF-1、IRS-1和IRS-2在肝脏表达较正常对照组大鼠降低。3 2型糖尿病骨质疏松大鼠IGF-1、IRS-1在肝脏表达较正常对照组、单纯去卵巢组及单纯2型糖尿病组大鼠降低。4 2型糖尿病合并骨质疏松的发病可能与肝组织中IGF-1、IRS-1表达受抑制有关。