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目的:通过检测2型糖尿病大鼠肺组织中血红素加氧酶-1(HO-1)的表达情况,探讨2型糖尿病肺纤维化与HO-1的关系。同时观察罗格列酮对糖尿病大鼠肺纤维化的作用及对肺脏HO-1表达的影响,从而为治疗糖尿病肺纤维化提供实验依据。方法:高脂饮食联合小剂量链脲菌素(STZ)塑造大鼠2型糖尿病模型,随机分为对照组(control)、糖尿病组(DM)及罗格列酮干预组(RSG),分别于10周末、24周末留取血清及肺组织,比较各组血生化及羟脯氨酸(HYP)的含量;应用光镜、电镜观察各组肺组织形态的改变;应用免疫组化和Western blot检测HO-1蛋白的定位和表达水平;应用逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)检测HO-1 mRNA的表达水平。结果:1症状、体征DM组大鼠在注射STZ后出现多尿、多饮症状,随着病程的进展,以上症状渐加重且出现毛发稀疏,色泽灰暗,行为迟钝,活动减少等症状。DM组大鼠体重稍有下降,与对照组相比无统计学意义,罗格列酮干预组大鼠的上述症状无明显改善。2血糖钳夹实验结果对照组大鼠葡萄糖输注率(GIR)为10.93±0.59mg/kg/min,糖尿病大鼠GIR为5.89±0.43 mg/kg/min。糖尿病组大鼠GIR明显低于对照组(P<0.01),表明糖尿病组大鼠存在胰岛素抵抗,成功塑造2型糖尿病大鼠模型。3生化指标的改变10w时,DM组大鼠的空腹血糖、胰岛素、甘油三酯、胆固醇较同期对照组均显著升高(P<0.05)。24w时DM组大鼠的空腹血糖、胰岛素、甘油三酯、胆固醇和HbA1c较同期对照组明显升高(P<0.01);与10w DM组相比,24wDM组大鼠的空腹血糖、胰岛素、甘油三酯、胆固醇显著升高(P<0.01)。罗格列酮干预组大鼠的胰岛素、甘油三酯、胆固醇与24w DM组大鼠相比,明显下降(P<0.01),但是空腹血糖和HbA1c较24w DM组大鼠组无差异(P>0.05)。4鼠尾血压测定结果10w和24w时DM组大鼠鼠尾血压较同期对照组均明显升高(P<0.01),24w DM组较10w DM组大鼠鼠尾血压轻度升高,无统计学意义(P>0.05)。5肺组织HYP测定结果10w和24w时DM组大鼠肺组织HYP含量较同期对照组均明显升高(P<0.01);24w DM组大鼠较10w DM组大鼠HYP含量升高(P<0.05);罗格列酮干预组大鼠较24w DM组大鼠HYP含量明显较少(P<0.01)。6 Masson染色结果对照组大鼠的肺间质及其血管周围可见少量胶原纤维分布。10周时,DM组大鼠肺间质及毛细血管周围可见胶原物质增多,结构排列紊乱,胶原面密度为0.1417±0.0020,高于10周对照组大鼠肺组织胶原面密度0.0044±0.0007。24周DM大鼠病理变化较10周DM加重,肺组织结构排列更加紊乱,大量胶原纤维呈条索状沉积。肺组织中肺泡萎陷,可被胶原纤维取代,胶原面密度为0.2086±0.0007,罗格列酮干预组肺组织胶原沉积明显减轻,肺组织结构倾向正常,肺脏胶原面密度为0.1212±0.0023。7 HE染色结果对照组大鼠肺泡结构完整,呈均匀分布,由单层肺泡上皮细胞和基膜组成,肺泡间可见结缔组织分布。10周DM组大鼠肺组织结构排列杂乱,支气管壁及肺泡壁变厚,肺泡上皮细胞结构模糊,肺泡萎缩甚至塌陷。肺间质和血管周围出现大量炎症细胞,并且细胞外基质增多和成纤维细胞数量增多,导致肺组织纤维化性改变。24周DM组大鼠的病理改变较10周DM大鼠更加严重。罗格列酮干预组大鼠肺间质纤维化较DM组显著减轻,肺组织趋于正常,支气管壁及肺泡上皮细胞壁厚度变薄。8 HO-1免疫组化结果对照组大鼠肺泡巨噬细胞及肺间质浸润的炎性细胞可见弱阳性表达,多以胞浆为主。10周DM组大鼠在肺组织上述部位可见弱阳性表达,阳性染色光密度(0.1048±0.0691)与同期对照组(0.1100±0.0154)比较,无统计学意义。24周DM组大鼠阳性染色光密度(0.1210±0.0021)较同期对照组(0.1235±0.0026)减少,但无统计学意义。罗格列酮干预组大鼠的肺泡巨噬细胞及肺间质浸润的炎性细胞呈强阳性表达,多以胞浆为主,部分肺泡和支气管上皮可见少量阳性表达,为棕黄色颗粒,胞浆中的棕黄色颗粒颜色较深,阳性染色光密度值为0.2940±0.0041,较对照组和DM组大鼠明显增加(P<0.01)9透射电镜结果正常对照组大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞表面可见大量微绒毛,细胞质内可见些许嗜锇性板层小体、线粒体、粗面内质网及游离核糖体。10周糖尿病组大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞内嗜锇性板层小体数量较对照组轻度减少,微绒毛数量减少,可见到增生的胶原纤维。24周糖尿病组大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞内嗜锇性板层小体数量和微绒毛数量明显减少,肺泡隔胶原纤维增生明显。罗格列酮干预组大鼠Ⅱ型肺泡上皮细胞内嗜锇性板层小体数量轻度减少,微绒毛数量减少,可见结缔组织增生,胶原纤维增生较糖尿病组明显减轻。10各组大鼠肺组织HO-1 mRNA的相对表达量(RT-PCR检测)对照组、糖尿病组、罗格列酮干预组测定值分别为0.52±0.01,0.51±0.01,0.94±0.02,与对照组和糖尿病组大鼠相比,罗格列酮干预组HO-1 mRNA表达量明显增加,差异有统计学差异(P<0.01),对照组和糖尿病组HO-1 mRNA表达差异无统计学意义。11各组HO-1蛋白的相对表达量对照组、糖尿病组、罗格列酮干预组测定值分别为0.43±0.007,0.43±0.040,0.85±0.029,与对照组和糖尿病组大鼠相比,罗格列酮干预组HO-1蛋白表达量明显增加,差异有统计学差异(P<0.01),对照组和糖尿病组HO-1蛋白表达差异无统计学意义。结论:1高脂饮食联合小剂量STZ腹腔注射造成大鼠血糖升高,血糖钳夹试验GIR明显下降,提示2型糖尿病大鼠模型制造成功。此模型大鼠光镜、电镜观察均可见肺组织形态改变,Masson染色及肺组织羟脯氨酸测定证实大鼠肺组织存在胶原沉积,说明肺脏也是糖尿病的靶器官,肺纤维化是其主要病理表现之一。2罗格列酮治疗组大鼠肺组织病理改变明显减轻,胶原沉积明显减少,肺组织中HO-1的表达增加,表明罗格列酮对糖尿病大鼠肺纤维化有明显的抑制作用,其机制可能与诱导HO-1的表达有关。