随着生活水平的提高,糖尿病的发病率逐年增长加速,成为严重威胁人类健康的三大疾病之首。因此,糖尿病的病因和致病机理、诊断与治疗,成为广大研究者关注的焦点。微量元素硒是人和动物必需的营养元素之一。已有许多研究表明,硒具有拟胰岛素特性和抗氧化剂作用,通过在日常饮食适量补硒,可对糖尿病起到一定程度的预防和治疗作用；然而近年来的人群试验和动物研究却表明硒在糖尿病发生发展中的作用具有两面性,一方面硒在一定程度上能降低高血糖或增强胰岛素敏感性,另一方面低硒或高硒的营养水平都能使2型糖尿病的患病风险增加,长期补硒反而增加了胰岛素抵抗和2型糖尿病的发病率。为探索硒在糖尿病中的双刃剑作用及其可能的机制,本研究每天给2型糖尿病肥胖模型db/db小鼠口服补充一定剂量的硒酸钠制剂,并监测小鼠空腹血糖的变化,持续两个月；然后制备组织病理切片显微观察各组小鼠的胰腺和肝脏组织形态结构变化；再利用转录组基因芯片微阵列分析和双向电泳联合质谱鉴定技术,分析各组小鼠的胰腺和肝脏组织中重要基因及蛋白分子表达水平的影响,从而探索硒酸钠作用的可能分子机理。我们较系统而全面地分析了口服补充硒酸钠对2型糖尿病的疗效及其可能产生的毒副作用,取得的结果总结如下：1.首先通过梯度摸索研究确定了相当于18倍标准饲料每日推荐量的0.8mgNa2Se04/kg BW的剂量为本研究的最适补充剂量。经9个星期的口服硒酸钠处理,糖尿病db/db小鼠的空腹高血糖浓度显著降低并在实验终点接近于正常水平,血清胰岛素浓度显著增加了近一倍,而高血糖引起的糖耐量受损也因血糖增势被抑制而得以缓解；而且,血脂指标中总胆固醇和高、低密度脂蛋白胆固醇的浓度均显著高于糖尿病对照小鼠,表明口服硒酸钠虽能降低高血糖但也使血脂更缺乏。2.糖尿病db/db小鼠的胰岛因p细胞代偿性增加而使体积增大,偶见空泡化变性和间质纤维增生,表现出细胞损伤和胰岛素分泌功能下降。而经硒酸钠处理的糖尿病db/db小鼠的胰岛表现更肿大,大面积胰岛比例显著增加,胰岛β细胞的数量和胰岛素的分泌量也明显增加了约30%,暗示了硒酸钠处理抑制了代偿性过分泌引起的细胞损伤和p细胞分泌功能破坏,从而保护和改善了胰岛的功能。另一方面,通过转录组芯片扫描分析和荧光定量PCR验证,筛选到一系列调控胰岛β细胞功能和糖尿病发展相关联的重要基因在硒酸钠处理组糖尿病db/db小鼠胰腺组织中的表达水平发生了显著的有利变化,例如Pax6、Neurodl、Insl、 Ins2、Scg3、Scgn、Bace2、Acvrlc、G6pc2、Fbp2、Abcc8、Slc2a5等基因,从而使胰岛素分泌增加,并保护了胰岛β细胞功能的完整。这是首次发现硒酸钠也能刺激胰岛中重要基因和蛋白的表达,促进胰岛素合成和分泌的增加,从而保护胰岛p细胞的形态结构和功能完整。3.经硒酸钠处理的糖尿病db/db小鼠的肝脏病变程度比糖尿病对照组小鼠更加严重,肝细胞脂质空泡化程度显著,小泡脂变形成大的空泡脂滴,脂肪沉积增加,血窦扩张淤血,炎性细胞浸润其中,偶见凋亡的坏死肝细胞,肝糖原含量随血糖降低而呈消长趋向。芯片筛选到硒酸钠处理的糖尿病db/db小鼠肝脏中有582个基因转录本发生1.5倍及其以上显著性的改变,其中301个基因表达上调而281个基因表达下调。功能注释和通路分析发现很大一部分具有氧化还原活性的基因,通过参与到视黄醇代谢、花生四烯酸代谢和PPAR信号通路中,调节脂肪酸合成与类固醇合成等脂质代谢过程。其他的差异基因中,则主要涉及到炎症反应和细胞周期调控等过程。而2D双向电泳和质谱鉴定到5个差异蛋白,分别参与碳水化合物的能量代谢过程以及内质网蛋白质折叠过程,并可能促进肝脏脂肪累积和纤维病变。另外,肝脏的总抗氧化防御能力也表现降低趋势。可见口服硒酸钠能导致db/db小鼠肝损伤加重,脂肪堆积增加,肝脏抗氧化能力降低。综上所述,给2型糖尿病肥胖模型db/db小鼠口服补充0.8mg/kg BW的硒酸钠剂量,能显著降低其空腹血糖浓度,抑制高血糖引起的糖耐量受损,引起其血糖降低的原因可能是硒酸钠通过刺激胰岛中重要基因和蛋白的表达,导致胰岛肥大、β细胞数量增加和胰岛素合成与分泌的增加,从而在一定程度上改善了胰岛功能。但胰岛β细胞长期而持续的过分泌和高胰岛素血症,可能对胰岛和肝脏等器官组织的形态结构和功能产生不利影响,能导致肝损伤加重,促进肝脏脂肪累积和变性增加,并可能加速非酒精性脂肪肝并发症的进程。