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目的:糖尿病(DM)慢性并发症可累及全身各组织器官,传统的治疗方法主要为严格的控制血糖和对症处理,但效果不佳。近年来的研究发现免疫学因素在DM慢性并发症的发病过程中可能发挥重要的作用。我们近几年在临床上开展的肾活检和骨骼肌活检证实,部分2型糖尿病患者肾脏和骨骼肌有多种免疫复合物沉积。在已经完成的系列研究中,我们选用环孢菌素A(CsA)对DM大鼠短期干预(8周),发现能明显延缓糖尿病肾脏疾病(DKD)的发生。但是当DM病程明显延长时疗效如何?我们尚需观察。近年来越来越多的研究显示,噻唑烷二酮类药物(Thiazolidinediones,TZDs)具有免疫调节作用,而TZDs是否影响DM慢性并发症时的免疫异常反应,尚未见有关研究报道。p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)信号转导通路是细胞信息传递的交汇点或共同通路,在应激、炎症反应、细胞凋亡、细胞内蛋白质合成与分泌、细胞分化等过程中发挥重要作用。以往的研究表明,p38MAPK的激活在DM肾脏病变、神经病变和大血管病变发病的早期阶段起到重要作用。然而,p38MAPK是否在DKD发展阶段中发挥作用尚有争议,是否参与糖尿病骨骼肌病变的发生和发展,尚未见有关研究报道。TZDs类药物可激活脂肪细胞和肝上皮细胞p38MAPK活性,但不激活人系膜细胞p38MAPK。CsA能通过抑制钙调神经磷酸酶(CaN)和蛋白激酶C(PKC)使心肌p38MAPK活性降低。然而,TZDs和CsA是否影响DKD和糖尿病骨骼肌病变时肾皮质和骨骼肌的p38MAPK活性,尚未见有关研究报道。本实验采用STZ诱导的DM大鼠模型,观察DKD和糖尿病骨骼肌病变时吡格列酮(PIO)、CsA对肾脏和骨骼肌免疫球蛋白异常沉积、p38MAPK活性、细胞凋亡以及炎症因子和葡萄糖转运蛋白(GLUTs)表达的影响,并确定其治疗效果,从而为临床选择药物防治DKD和糖尿病骨骼肌病变提供一定的理论依据。方法:96只雄性SD大鼠,其中84只以静脉注射STZ的方法制造DM大鼠模型,另外12只大鼠作为正常对照组(CON组)。所有成模大鼠根据血糖水平分层后,随机分为PIO小剂量治疗组(A组,4mg/kg/d)、PIO大剂量治疗组(B组,20mg/kg/d)、PIO联合甘精胰岛素治疗组(C组,PIO 4mg/kg/d+甘精胰岛素4U//kg/d)、CsA治疗组(D组,1mg/kg/d)、CsA联合甘精胰岛素治疗组(E组CsA1mg/kg/d+甘精胰岛素4U//kg/d)、甘精胰岛素治疗组(F组,4U//kg/d)、DM未治疗组(G组)。PIO配置成混悬液后予以灌胃,CsA溶于橄榄油后予以皮下注射,甘精胰岛素予以皮下注射。成模16周后处死。留取血、尿标本分别检测肾功能、胰岛素和尿微量白蛋白。光镜和电镜下观察各组大鼠肾脏和骨骼肌的病理组织学改变,通过免疫组化和免疫荧光方法检测上述器官IgG、IgA和IgM的表达。采用免疫组化方法观察DM大鼠肾脏和骨骼肌p-p38MAPK、TGFβ1、TNFα、Bax、Bcl-2、Fas、Fas-L、GLUT1和GLUT4表达水平的变化。结果:1.G组大鼠出现明显肾小球硬化和纤维化,近端肾小管上皮细胞(PTEC)有广泛的糖原颗粒沉积、并出现局灶样或弥漫性空泡样变性。电镜观察显示肾小球毛细血管基底膜不规则增厚,系膜区增宽,上皮细胞足突融合。G组大鼠骨骼肌纤维普遍性萎缩,电镜观察显示肌丝呈灶状溶解。各PIO或CsA治疗组大鼠肾脏和骨骼肌病变均有不同程度减轻。2.G组大鼠肾皮质和骨骼肌均可见IgG、IgA、IgM异常沉积,各PIO或CsA治疗组大鼠肾皮质和骨骼肌免疫球蛋白的沉积明显减少。3.G组大鼠肾皮质p-p38MAPK、TGFβ1、TNF-α、Bax、Fas、Fas-L、GLUT1和GLUT4表达较CON组均明显增加,Bax/Bcl-2比升高。与G组相比,各PIO或CsA治疗组大鼠肾皮质以上各项指标均有不同程度降低。4.G组大鼠骨骼肌纤维p-p38MAPK、TGFβ1、TNF-α、Bax、Fas、Fas-L表达较CON组均明显增加,Bax/Bcl-2比升高,GLUT1和GLUT4表达均明显减少。与G组相比,各PIO或CsA治疗组大鼠肾皮质p-p38MAPK、TGFβ1、TNF-α、Bax、Fas、Fas-L表达量以及Bax/Bcl-2比均有不同程度降低,GLUT1表达均无变化,GLUT4表达均增加。结论:1.STZ诱导DM大鼠的肾脏和骨骼肌均出现免疫球蛋白的异常沉积,提示在DM慢性并发症的发生和发展过程中,免疫反应可能起到了关键的作用。2.应用PIO和CsA进行免疫调节或免疫抑制治疗能有效减轻肾脏和骨骼肌病变的程度,并减少肾脏和骨骼肌中免疫球蛋白的沉积量,提示在临床上早期给予免疫调节或免疫抑制治疗可能会预防或延缓DKD和糖尿病骨骼肌病变的发生。3.在DKD的发展阶段(16周),DM大鼠肾皮质p38MAPK信号转导通路仍被激活,同时肾皮质TGFβ1、TNF-α、促凋亡基因蛋白、GLUT1和GLUT4表达增加。以上因素相互作用,共同促进了DKD的发生和发展。4.糖尿病骨骼肌病变时,大鼠骨骼肌p38MAPK信号转导通路被激活,同时TGFβ1、TNF-α和促凋亡基因蛋白表达增加,共同促进了糖尿病骨骼肌病变的发生和发展;骨骼肌GLUT1和GLUT4表达下降导致了机体葡萄糖的利用障碍。5.PIO和CsA治疗能抑制DM大鼠肾皮质和骨骼肌p38MAPK活性,减少TGFβ1、TNF-α、促凋亡基因蛋白的表达,并改善肾脏GLUT1和GLUT4、骨骼肌GLUT4的异常表达。