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目的:探究褪黑素受体激动剂Neu-p11对2型糖尿病(T2DM)大鼠的糖代谢调节作用,并探讨其影响不同组织线粒体平衡的相关机制,寻求防治T2DM新思路,开辟T2DM治疗新途径。方法:1、造模和分组:Wistar(雌性)大鼠70只,适应实验环境10d后,随机抽取10只作为正常对照组,剩余60只大鼠作为造模组。正常对照组给予常规饲料,造模大鼠给予高脂饲料饲养,期间自由饮水。两个月后,造模大鼠采取腹腔注射小剂量STZ(30mg·kg-1),诱导造模组大鼠形成糖尿病模型,血糖值>13.0mmol/L的大鼠视为造模成功,剔除造模组中不合格大鼠,参照血糖和体重均分为糖尿病模型组、阳性药组、Neu-p11低、中、高剂量组,每组9只。2、给药:每天8:30 am灌胃给药。正常对照组与模型组给予等量蒸馏水,阳性药对照组给予20mg·kg-1褪黑素,低、中、高剂量给药组分别给予5mg·kg-1、10mg·kg-1、20mg·kg-1的Neu-p11;灌胃体积为1 ml·100g-1,持续4w。3、指标测定:每天对各组大鼠体重、摄食、饮水量进行记录,每周固定时间测定大鼠空腹6h血糖(FBG)值;于21天时,测定大鼠葡萄糖耐受量(IPGTT),空腹血糖(FBG),胰岛素含量(INS);于28天处死大鼠,每组选取1只大鼠,取大脑、肝脏、胰腺制作病理切片(4%多聚甲醛,浸泡);剩余大鼠断头处死,取血分离血清,摘取肝脏、海马、大腿肌肉,称重分装备用。适量称取肝脏和肌肉组织,蒽酮法测定糖原含量。测定各组大鼠的不同组织内ATP含量及ATP酶活性。4、基因和蛋白测定:采用RT-PCR技术测定大鼠肝脏、海马、肌肉线粒体融合蛋白(Mfn2)及肝糖代谢酶葡萄糖激酶(GK)、葡糖糖-6-磷酸酶(G-6-P)、糖原合成激酶-3(GSK-3)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)的mRNA表达量;测定大鼠的不同组织中核呼吸因子(Nrf-1/2)、沉默调节蛋白1(Sirt1)、腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)和雌激素相关受体α(ERRα)的mRNA表达量。Western Blot法测定线粒体分裂蛋白(Drp-1)、过氧化物酶体增殖活化受体γ共激活因子1α(PGC-1α)、线粒体融合蛋白(Mfn2)的相对表达。5、病理切片:采用HE染色法,观察各组大鼠不同组织病理的形态变化。结果:1、Neu-p11对T2DM大鼠的糖代谢的影响:与正常组比较,T2DM大鼠FBG、IR指数、糖耐量明显升高,不同组织内ATP含量降低,ATP酶活力有所减弱,模型组大鼠最为显著;与模型组相比,给药组均在不同程度上减轻T2DM大鼠高血糖状态,改善IR,提升葡萄糖耐受性,增加T2DM大鼠的ATP含量和增强ATP酶活力。其中Neu-p11低剂量组降低T2DM大鼠FBG、INS,明显增加IPGTT(P<0.05),褪黑素与低剂量组改善IR(P<0.05),提高T2DM大鼠ATP含量和酶活性(P<0.05)。2、Neu-p11对T2DM大鼠组织基因和蛋白的影响:相较正常组,T2DM大鼠肝脏组织中肝糖代谢酶基因表达异常,PEPCK、G-6-P mRNA表达显著升高(P<0.01),GK、GSK-3βmRNA表达明显降低(P<0.01),肝脏、海马和肌肉组织中Mfn2、AMPK、Sirt1、GCN5和Nrf1 mRNA表达显著降低(P<0.01),ERRαmRNA表达升高(P<0.01),其中肌肉组织Nrf2 mRNA表达显著升高(P<0.01),肝脏和海马组织内Nrf2 mRNA降低(P<0.01),ATP酶mRNA表达显著减少(P<0.05),大鼠各组织中Mfn2、PGC-1α蛋白表达下降,肝脏Drp-1蛋白表达有所增加,海马、肌肉组织中Drp-1蛋白表达降低;与模型组相比,各给药组对T2DM大鼠组织内因子的基因和蛋白表达异常均有所改善,褪黑素与Neu-p11低剂量组上调大鼠Mfn2和GK mRNA的表达(P<0.05),下调PEPCK、G-6-P mRNA的表达(P<0.05);增加各组织内AMPK、Sirt1、GCN5、Nrf1和Nrf2 mRNA的表达,减弱ERRα和肌肉内Nrf2mRNA表达升高的趋势(P<0.05),Neu-p11低剂量组上调大鼠Mfn2、PGC-1α蛋白表达,下调Drp-1蛋白的表达过量,对T2DM大鼠不同组织内ATP酶mRNA的表达有所增加(P<0.05)。3、Neu-p11对T2DM模型大鼠不同组织病理形态的作用:相较于正常组,T2DM大鼠大脑、肝脏和胰腺组织均出现损伤状态,相较模型组,各给药组均可不同程度改善各组织损伤。结论:Neu-p11介导线粒体平衡可改善T2DM大鼠的IR、糖代谢异常及肝糖代谢酶mRNA异常表达,达到降低T2DM大鼠血糖的作用。褪黑素受体激动剂Neu-p11可能通过调节T2DM大鼠各组织线粒体平衡相关因子,维持线粒体功能正常,改善胰岛素抵抗。