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目的:糖尿病性视网膜病变(diabetic retinopathy, DR)是糖尿病的一种常见微血管并发症,是一种神经血管性疾病,氧化应激学说是DR主要发病机制之一。高血糖或糖尿病(diabetes mellitus,DM)时氧化应激反应将增强并导致视网膜组织损伤。Nrf2/ARE信号通路是非常重要的内源性抗氧化应激通路,当活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)或亲电试剂刺激核因子EF-E2相关因子(nuclear factor erythroid2-related factor2,Nrf2)时,Nrf2转移入核内,识别并结合抗氧化反应元件(antioxidantresponse element,ARE),启动血红素氧合酶1(heme oxygenase1,HO-1)等下游抗氧化基因蛋白的转录,增强细胞抗氧化能力,减轻氧化应激损伤,从而保护视网膜。本实验通过采用高脂高糖饮食结合腹腔注射小剂量链脲佐菌素(strepptozotocin,STZ)的方法制备2型糖尿病大鼠模型,研究叔丁基对苯二酚(tert-butyl hydroquinone,tBHQ)对2型糖尿病大鼠视网膜不同时间节点Nrf2/ARE信号通路表达的影响,探讨tBHQ对视网膜是否具有保护作用及其机制,以期为DR防治提供理论依据。 方法:选取体重在180~200g的4w龄SD雄性大鼠60只,适应性喂养1w后,随机分成正常对照组(NC组,n=20)和造模组(n=40),NC组给与基础饲料喂养,造模组给予高脂高糖饲料喂养,1月后待造模组大鼠空腹12h之后给与腹腔注射30mg/kg的小剂量STZ建立2型糖尿病大鼠模型(7d后尾部采血测定空腹血糖浓度若大于16.7mmol/L说明建立模型成功),NC组予以相同体积的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液腹腔注射作为对照。造模成功者,随机分成糖尿病组(DM组)、药物干预组(tBHQ组)。tBHQ组于成模后1w使用添加1% tBHQ的高脂高糖饲料喂养,而NC组、DM组饲养方法不变。tBHQ干预的第4w、第12w末时,检测各组大鼠体重,心脏穿刺采血测定其血糖、血脂水平。取大鼠眼球,部分用于HE染色观察视网膜组织结构的改变及免疫组化检测Nrf-2、HO-1蛋白在视网膜组织中的分布,剩余眼球视网膜组织用于荧光定量PCR检测Nrf-2、HO-1 mRNA在视网膜组织中的表达。 结果:1、35只大鼠成功建立了2型糖尿病大鼠模型,成模率为87.5%。2、一般情况:DM组、tBHQ组大鼠逐渐出现体重减轻、精神萎靡、反应迟钝、多食、多尿、多饮等症状,tBHQ组上述情况较DM组轻,接近于NC组。NC组大鼠体重正常、精神佳、饮食饮水正常。3、生化指标与NC组相比,4w与12w DM组血糖明显升高,差异有统计学意义(t=3.015,2.977,P=0.000,0.000,均P<0.01);与NC组相比,4w与12wtBHQ组血糖明显升高,差异有统计学意义(t=5.915,5.018,P=0.000,0.000,均P<0.01);与12w DM组相比,12w tBHQ组的血糖下降,差异有统计学意义(t=3.415,P=0.002,P<0.01);与NC组相比,4w与12w DM组总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)升高,差异有统计学意义(FTC=65.641,FTG=63.415,FLDL=61.241,P=0.01,0.01,0.01,均P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇(HDL)降低(FHDL=58.317,P=0.02,P<0.05)。与NC组相比,4w与12w tBHQ组总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)升高(FTC=48.810, FTG=51.443, FLDL=53.127, P=0.03,0.02,0.02,均P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇(HDL)降低(F=49.312,P=0.03,P<0.05)。4、组织学变化:HE染色显示,4w NC组大鼠视网膜组织结构清晰,未见明显病理改变;DM组大鼠视网膜细胞排列稍紊乱,内外核层稍融合,出现不同程度细胞水肿的现象;tBHQ组大鼠视网膜细胞排列较整齐,个别细胞可见轻度水肿。12w NC组大鼠视网膜组织HE染色显示视网膜各层结构基本正常,排列基本整齐,余未见明显病理变化;DM组大鼠视网膜组织结构排列疏松,内、外核层排列紊乱,细胞水肿现象明显;tBHQ组大鼠视网膜组织结构较清晰,部分细胞水肿,余未见明显异常。5、免疫组织化学结果:与NC组比较,4w DM组大鼠视网膜组织中Nrf2、HO-1蛋白表达增多(tNrf2=3.115,PNrf2=0.002,Nrf2<0.01;tHO-1=3.485,PHO-1=0.000,PHO-1<0.01),4w tBHQ组Nrf2、HO-1表达高于4w DM组(tNrf2=2.473,PNrf2=0.031,PNrf2<0.05;tHO-1=2.785,PHO-1=0.024,PHO-1<0.05);与NC组比较,12w DM组Nrf2、HO-1蛋白表达增多(tNrf2=3.781, PNrf2=0.000, PNrf2<0.01;tHO-1=3.785, PHO-1=0.000,PHO-1<0.01);12w tBHQ组表达高于12w DM组(tNrf2=2.576,PNrf2=0.038,PNrf2<0.05;tHO-1=2.879,PHO-1=0.018,PHO-1<0.05);12w DM组Nrf2表达较4w DM组高,差异有统计学差异(t=0.276,P=0.040,P<0.05);12w tBHQ组Nrf2、HO-1表达高于4w tBHQ组,差异有统计学意义(tNrf2=2.516,PNrf2=0.042,PNrf2<0.05;tHO-1=2.776,PHO-1=0.037,PHO-1<0.05)。6、荧光定量PCR.与NC组比较,4w DM组Nrf2、HO-1 mRNA表达增多(tNrf2=4.758, PNrf2=0.031,PNrf2<0.05; tHO-1=5.114, PHO-1=0.029, PHO-1<0.05);4w tBHQ组表达高于4w DM组(tNrf2=5.133,PNrf2=0.023,PNrf2<0.05;tHO-1=4.758,PHO-1=0.033,PHO-1<0.05);与NC组比较,12w DM组Nrf2、HO-1 mRNA表达增多(tNrf2=4.285,PNrf2=0.041,PNrf2<0.05;tHO-1=4.514, PHO-1=0.037,PHO-1<0.05);12w tBHQ组Nrf2、HO-1 mRNA表达高于12w DM组(tNrf2=4.976,PNrf2=0.028,PNrf2<0.05;tHO-1=4.251,PHO-1=0.039,PHO-1<0.05);12w DM组Nrf2 mRNA表达高于4w DM组,差异有统计学意义(t=5.114,P=0.022,P<0.05);12wtBHQ组Nrf2、HO-1 mRNA表达高于4w tBHQ组,差异有统计学意义(tNrf2=4.292,PNr2=0.040,PNrf2<0.05;tHO-1=4.974,PHO-1=0.028,PHO-1<0.05)。 结论:①tBHQ干预可以有效诱导视网膜组织Nrf2、HO-1的表达,增强视网膜组织抗氧化损伤能力,减轻氧化应激损伤,延缓DR的发展。②tBHQ干预可降低糖尿病大鼠血糖,减轻视网膜组织病理改变,可能成为一种新型视网膜保护剂。