本文關(guān)鍵詞：鐵調(diào)節(jié)蛋白2基因敲除對小鼠糖代謝的影響及其作用機制

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【摘要】：目的:糖尿病是一種常見的全球慢性代謝紊亂性疾病。伴隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升,糖尿病的患病率也在逐年攀升。據(jù)2010年中國非傳染性疾病監(jiān)測項目公布的糖尿病流行病學(xué)的調(diào)查結(jié)果顯示:我國18歲以上人群(包括18歲)糖尿病的患病率達(dá)11.6%,據(jù)此估計中國糖尿病患病人數(shù)已達(dá)1.139億,我國已然成為世界第一糖尿病大國。遺傳因素、環(huán)境因素、以及社會老齡化都是糖尿病患病率驟增的原因。近年來越來越多的證據(jù)均表明,促成2型糖尿病發(fā)病的一個重要的危險因素為機體內(nèi)過量的微量元素鐵。鐵是人體必需的重要微量元素,體內(nèi)存在嚴(yán)格的鐵代謝調(diào)控機制以確保體內(nèi)鐵平衡。機體內(nèi)鐵含量升高,可以導(dǎo)致包括糖尿病在內(nèi)的多種疾病。鐵調(diào)節(jié)蛋白2(IRP2)是細(xì)胞中存在的一種多肽,是鐵硫簇異構(gòu)酶中的一種,在各種細(xì)胞和組織內(nèi)均有著極豐富的表達(dá)。IRP2在鐵調(diào)節(jié)代謝過程中起重要作用,當(dāng)敲除IRP2基因后可發(fā)生組織鐵沉積。多項研究均表明,鐵過載與糖尿病發(fā)生密切相關(guān),但其中具體的機制尚未完全闡明。鐵過載導(dǎo)致的糖代謝異常究竟是與胰島素的分泌功能下降有關(guān),還是與胰島素抵抗有關(guān),國內(nèi)外未見詳盡報道。為此,我們擬通過IRP2基因敲除(IRP2~(-/-))構(gòu)建鐵過載小鼠模型,探討鐵過載對糖代謝的影響及其具體機制。方法:隨機選取15月齡體重30g左右的C57BL/6品系健康雄性野生型(IRP2+/+組)小鼠和IRP2基因敲除型(IRP2~(-/-)組)小鼠各24只作為研究對象。兩組小鼠均于清潔環(huán)境中采用標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)。分別采用葡萄糖耐量實驗和胰島素耐量實驗評估小鼠胰島β細(xì)胞的儲備功能和胰島素敏感性;放射免疫法檢測兩組小鼠胰島素水平;原子吸收、同步輻射及免疫組化法檢測組織中鐵的沉積情況;超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)試劑盒檢測肝臟和肌肉氧化應(yīng)激水平;原位末端標(biāo)記(te rm ina l de xynuc leoti dyl tr ansfe ra se(Td T)-mediateddUTP nick end labeling,TUNEL)試劑盒檢測細(xì)胞凋亡情況;Real-time PCR和Western blot檢測肝臟組織中胰島素受體底物2(insulinreceptorsubstrate2,irs2)和肌肉組織中葡萄糖轉(zhuǎn)運體4(glucosetransporter,glut4)的表達(dá)。應(yīng)用spss20.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,所有計量資料均進(jìn)行正態(tài)性檢驗,正態(tài)分布數(shù)據(jù)以`x±s表示,非正態(tài)分布數(shù)據(jù)以(最小值,最大值)表示,正態(tài)分布資料數(shù)據(jù),采用獨立樣本t檢驗進(jìn)行比較,不符合正態(tài)分布的資料采用獨立樣本的mann-whitnyu秩和檢驗。以p0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果:1與野生型小鼠相比,IRP2~(-/-)小鼠血糖顯著升高(葡萄糖耐量實驗各點血糖值:0min6.62±0.79mmol/l比5.08±0.27mmol/l,p~(0min)=0.022;15min16.32±3.33mmol/l比13.06±0.81mmol/l,p~(15min)=0.093;30min17.64±2.71mmol/l比13.78±0.85mmol/l,p~(30min)=0.07;60min13.96±1.61mmol/l比9.86±0.89mmol/l,p~(60min)=0.001;120min10.90±1.67mmol/l比6.26±0.36mmol/l,p~(120min)=0.036),胰島素敏感性顯著下降(胰島素耐量實驗各點血糖值:0min6.56±0.59mmol/l比5.10±0.33mmol/l,p~(0min)=0.001;15min4.82±0.19mmol/l比4.28±0.38mmol/l,p~(15min)=0.021;30min4.58±0.13mmol/l比2.52±0.15mmol/l,p~(30min)=0.001;60min3.40±0.23mmol/l比2.74±0.15mmol/l,p~(60min)=0.001;120min5.82±0.47mmol/l比4.34±0.48mmol/l,p~(120min)=0.001),但是,空腹及第一時相胰島素分泌差別無統(tǒng)計學(xué)意義(0min33.15±1.41uiu/ml比31.45±1.41uiu/ml,p~(0min)=0.308;30min70.99±1.22uiu/ml比77.70±6.56uiu/ml,p~(30min)=0.156)。2原子吸收及同步輻射結(jié)果顯示,與野生型小鼠相比,IRP2~(-/-)小鼠鐵主要沉積在肝臟(540.91±131.41μg/g比270.99±64.85μg/g,p0.001)、骨骼肌((43.28,73.47)比(28.49,57.80)μg/g,p0.05)以及胰腺(172.69±7.94μg/g比119.03±11.50μg/g,p0.001)。3胰島素免疫組化與鐵沉積普魯士藍(lán)染色,確定鐵沉積主要發(fā)生在胰島腺泡細(xì)胞,而非胰島β細(xì)胞。4與野生型小鼠相比,IRP2~(-/-)小鼠肝臟和骨骼肌組織的sod水平顯著下降[(0.47,0.52)比(0.49,0.63)u/mgprot,p~(liver)0.001;(0.81±0.11)u/mgprot比(1.00±0.13)u/mgprot,p~(muscle)0.05],mda水平顯著升高[(6.03±1.25)nmol/mgprot比(4.13±0.14)nmol/mgprot,p~(liver)0.05;(1.38±0.20)nmol/mgprot比(1.00±0.10)nmol/mgprot,p~(muscle)0.01],表明IRP2~(-/-)小鼠存在氧化應(yīng)激紊亂。5IRP2~(-/-)組小鼠肝細(xì)胞凋亡信號約為IRP2+/+組小鼠的10倍,骨骼肌細(xì)胞凋亡信號約為IRP2+/+組小鼠的12倍,胰腺腺泡細(xì)胞凋亡信號約為IRP2+/+組小鼠的3倍,其凋亡細(xì)胞數(shù)與氧化應(yīng)激紊亂相關(guān)。6與野生型小鼠相比,IRP2~(-/-)小鼠肝臟IRS2、骨骼肌Glut4 mRNA[(0.40,0.84)比(0.54,2.05),p~(IRS2)0.001;(0.01,0.82)比(0.79,1.51),p~(GLUT4)0.001]及蛋白表達(dá)水平(0.98±0.24比2.48±0.19,p~(IRS2)0.001;1.04±0.27比1.80±0.15,p~(GLUT4)0.001)顯著降低。結(jié)論:1鐵調(diào)節(jié)蛋白2基因敲除可導(dǎo)致糖代謝異常,但是,血糖升高的原因并非胰島素分泌功能受損,而是胰島素抵抗。2鐵調(diào)節(jié)蛋白2基因敲除后可以導(dǎo)致胰島素作用的靶器官(肝臟和肌肉)發(fā)生鐵沉積,后者導(dǎo)致肝臟和肌肉氧化應(yīng)激紊亂、細(xì)胞凋亡增加,肌肉Glut4和肝臟IRS2表達(dá)降低,發(fā)生胰島素抵抗,并最終導(dǎo)致糖代謝異常。
【關(guān)鍵詞】：鐵調(diào)節(jié)蛋白2 鐵過載 細(xì)胞凋亡 第一時相胰島素分泌 胰島素抵抗
【學(xué)位授予單位】：河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R587.1
【目錄】：

• 中文摘要4-7
• 英文摘要7-11
• 英文縮寫11-12
• 前言12-13
• 材料與方法13-26
• 結(jié)果26-28
• 附圖28-39
• 附表39-41
• 討論41-43
• 結(jié)論43-44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 綜述 鐵過載與糖尿病47-58
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 致謝58-59
• 個人簡歷59

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 Kharroubi Wafa;Dhibi Madiha;Chreif Imed;Gérard Lizard;Hammami Mohamed;Sakly Rachid;;Differential Alterations of Lipid Status and Lipid Metabolism, Induction of Oxidative Stress by Sodium Arsenate in Female Rat's Liver and Kidney[J];Biomedical and Environmental Sciences;2015年11期

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本文編號：798352