RhoA/Rho激酶与TGF-β1/CTGF通路在2型糖尿病大鼠肝脏纤维化中的作用

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目的:糖尿病可以引起多种慢性并发症,糖尿病肝脏损伤,尤其肝纤维化已日益受到学者们的关注。目前糖尿病致肝纤维化的发生机制尚不十分清楚,尚未找到阻止肝纤维化发生、发展的有效药物。本研究的目的就是要阐明RhoA/Rho激酶(ROCK)通路在糖尿病肝纤维化中的作用以及与TGF-β1/CTGF通路的调控关系,探讨糖尿病肝纤维化发生的可能机制,以期为糖尿病肝纤维化的防治提供新的靶点。方法:通过高脂饮食结合小剂量链脲佐菌素(STZ,30mg/kg,i.p.)一次性腹腔注射建立2型糖尿病大鼠模型,同时设立正常对照组。10w末,行高胰岛素正常葡萄糖钳夹试验,测定葡萄糖输注率(GIR);经腹主静脉取血检测空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、甘油三酯(TG)和胆固醇(TC)。后将糖尿病大鼠随机分为糖尿病组和法舒地尔干预组(10mg/kg/d,i.p.2/d),每周测定血糖和体重。24w末,腹主静脉取血测FBG、FINS、TG、TC、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)和糖化血红蛋白(HbA1c)。分别留取肝脏组织供HE染色观察肝脏组织形态;Masson染色和羟脯氨酸(HYP)含量测定评估肝脏组织胶原沉积情况和含量;逆转录多聚酶链反应法(RT-PCR)测定转化生长因子TGF-β1mRNA、结缔组织生长因子CTGFmRNA表达水平;免疫组织化学方法测定TGF-β1蛋白水平;Westernblot法测定肝脏磷酸化肌球蛋白磷酸酯酶靶点亚单位1(p-MYPT1)蛋白水平,代表ROCK活性。结果:1一般情况对照组大鼠饮水、进食、活动正常,皮毛顺滑、光泽发亮。而糖尿病大鼠则出现明显的多尿、多饮、多食、活动明显减少,毛色晦暗、杂乱,反应迟钝。2体重的变化10w末,糖尿病大鼠体重显著高于对照组(P<0.05)。24w末,糖尿病组和法舒地尔干预组大鼠体重较对照组显著下降(P<0.05),糖尿病组和法舒地尔治疗组大鼠比较,差异没有统计学意义(P>0.05)。3胰岛素的敏感性10w末,糖尿病大鼠GIR与对照组相比显著降低(5.32±0.83mg/kg.min比11.35±0.79mg/kg.min,P<0.01)。24w末用FBG和FINS计算这三组大鼠的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR=FBG×FINS÷22.5)。糖尿病组和法舒地尔干预组大鼠的HOMA-IR显著高于对照组(117.90±21.20和107.36±21.20分别比15.51±3.65,P<0.01);糖尿病组和法舒地尔干预组大鼠的HOMA-IR无差异性(117.90±21.20比107.36±21.20,P>0.05)。4血生化指标10w末,与同期对照组大鼠相比,糖尿病大鼠的FBG、FINS、TG和TC显著增高(P<0.01,P<0.05)。24w末,糖尿病组大鼠FBG、FINS、HbA1c、TG、TC、ALT及AST均显著高于同期对照组大鼠(P<0.01);法舒地尔干预组大鼠ALT和AST较糖尿病组大鼠显著降低(P<0.01);但其FBG、FINS、TG、TC、HbA1c与糖尿病组大鼠比较,差异无统计学意义(P>0.05)。5HE染色结果对照组大鼠肝小叶结构清晰,肝细胞排列整齐,中央静脉周围呈放射状分布。肝细胞大小、形态正常,核结构清晰。糖尿病组大鼠肝小叶结构破坏,肝索排列紊乱,肝血窦扩张,肝细胞明显肿胀,脂肪变性,胞质内可见大小不等的球形脂滴,呈空泡状,伴有炎细胞的浸润,在中央静脉周围可见纤维组织增生。法舒地尔干预组大鼠上述改变均较糖尿病组大鼠明显减轻。6Masson染色结果正常对照组大鼠血管周围可见少量被染成绿色的胶原纤维,(胶原面密度为:0.051±0.008)。与对照组相比,糖尿病组大鼠中央静脉周围可见大量胶原沉积(胶原面密度:0.083±0.109比0.051±0.008,P<0.01)。法舒地尔干预组较糖尿病组大鼠肝胶原沉积显著减少(胶原面密度:0.059±0.009比0.083±0.109,P<0.01),与对照组比较,差异无统计学意义(胶原面密度:0.059±0.009比0.051±0.008,P>0.05)。7肝脏胶原含量糖尿病组大鼠的肝脏胶原含量显著高于对照组大鼠(268.79±10.85μg/g比164.89±10.15μg/g,P<0.01)。法舒地尔干预组大鼠的肝脏胶原含量显著低于糖尿病组大鼠(168.47±9.63μg/g比268.79±10.85μg/g,P<0.01),与对照组大鼠比较,差异没有统计学意义(168.47±9.63μg/g比164.89±10.15μg/g,P>0.05)。8免疫组化染色结果对照组大鼠肝组织中TGF-β1呈弱阳性表达(阳性面积:0.169±0.100)。与对照组相比较,糖尿病组大鼠肝组织中TGF-β1广泛表达,呈棕黄色颗粒,着色较深(阳性面积:0.231±0.104比0.169±0.100,P<0.01)。法舒地尔干预组大鼠肝组织中TGF-β1表达较糖尿病组大鼠明显减少(阳性面积:0.178±0.08比0.231±0.104,P<0.01),与对照组大鼠比较,差异无统计学意义(阳性面积:0.178±0.08比0.169±0.100,P>0.05)。9基因表达结果与对照组大鼠比较,糖尿病组大鼠肝组织TGF-β1mRNA、CTGFmRNA表达均显著上调(P<0.01)。法舒地尔干预组大鼠肝组织TGF-β1mRNA、CTGFmRNA表达较糖尿病组大鼠显著降低(P<0.01),与对照组大鼠比较,差异无统计学意义(P>0.05)。10ROCK活性的测定与对照组大鼠比较,糖尿病组大鼠肝组织p-MYPT1水平显著增加(P<0.01)。法舒地尔干预组大鼠肝组织p-MYPT1水平较糖尿病组大鼠显著减少(P<0.01),与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:高脂饮食联合小剂量STZ一次性腹腔注射能够成功建立2型糖尿病大鼠模型。高血糖激活了糖尿病大鼠肝组织RhoA/ROCK信号通路,参与了对TGF-β1/CTGF通路的调控,在糖尿病肝纤维化的形成中发挥着重要作用。ROCK抑制剂法舒地尔能够有效地改善糖尿病肝纤维化,发挥着不依赖于血糖和血脂控制的肝脏保护效应。ROCK有可能成为防治糖尿病肝纤维化的新靶点。
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