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目的:以糖尿病耳聋模型为研究对象,观察脉通方对链脲佐菌素致糖尿病耳聋大鼠的防治作用及作用机制;采用蛋白质组学技术,观察脉通方干预后模型大鼠血清蛋白质组表达的变化,筛选差异表达蛋白并进行质谱鉴定和生物信息学分析,探讨脉通方防治糖尿病耳聋的分子机制。 方法: 1、复制模型:SPF级SD大鼠60只,实验前大鼠空腹血糖值<5mmol/L,听性脑干反应(ABR)测试正常者入选。入选大鼠一次性腹腔注射链脲佐菌素55mg/kg,1周后空腹血糖>16.7mmol/L者,表示糖尿病模型复制成功。 2、动物分组与灌胃给药:造模成功的大鼠随机分为5组,即模型对照组、脉通方高、中、低剂量组、西药都可喜组,每组10只。另设正常对照组10只。各给药组分别按31.1g(生药)/kg、15.6g/kg、7.8g/kg灌胃(分别相当于成人用量10.8、5.4、2.7倍),西药都可喜组按8mg/kg灌胃给药,每日1次,共10周;模型对照组和正常对照组灌胃等量生理盐水。 3、测试方法与疗效指标观察:实验共进行12周。给药前及造模成功后5周、10周分别测试大鼠听性脑干反应(ABR)。同时分别尾静脉取血,罗氏血糖仪监测空腹血糖。给药第10周时,采用全功能自动血流变仪和血液粘度仪,严格按照使用说明书上的操作步骤,依次测定全血低切粘度、全血高切粘度、血浆粘度等血液流变学各项指标。给药后第10周,眼眶静脉取血,测定血清中甘油三脂(TC)、总胆固醇(TG)及高密度脂蛋白(HDL-C)水平及丙二醛(MDA),过氧化脂质(LPO)含量及超氧化物岐化酶(SOD)活性。实验第12周结束,取耳蜗常规石腊包埋切片,HE染色,显微镜下观察耳蜗毛细胞、血管纹及螺旋神经节情况,并采用扫描电镜观察耳蜗病理形态变化。 4、对大鼠模型血清蛋白质组表达的影响:实验第12周,各组大鼠颈动脉取血,对所获得的血清样品去除高丰度蛋白后,进行蛋白定量、等电聚焦(IEF)、胶条平衡、SDS-PAGE、染色脱色等步骤,获得血清蛋白2-DE凝胶图谱。应用Imagemaster图像分析软件,将正常对照组、模型对照组、都可喜组和观察组血清分别进行2-DE凝胶图谱匹配,将相对含量差异2倍的点选为差异表达蛋白质点。 5、差异表达蛋白质的质谱鉴定:对上述实验所获得的差异表达蛋白质斑点进行胶内酶解,利用MADLI-TOFMS/MS质谱仪对差异表达蛋白进行鉴定,获得肽质量指纹图谱(PMF),并在MASCORT数据库中搜索,确定差异表达蛋白质的身份。 6、生物信息学分析:根据蛋白质在NCBI、uniprot、GO等数据库中已有的研究成果,鉴定差异表达蛋白生物学功能、亚细胞定位、所属的蛋白质家簇和蛋白质与疾病的关系等信息。根据蛋白质ID号,在专家数据库中查询其蛋白质注释,对已有的注释信息进行统计分析。通过蛋白质功能分类、亚细胞定位分类和生物过程分类,找到差异蛋白在这三个方面的主要不同之处。采用pathwaystudio软件和KEGG数据库,通过代谢通路分析,作出各蛋白质之间的相互作用关系图。 结果: 1、复制模型:实验成功复制了糖尿病耳聋模型,成模率接近70%。模型之间有很好的均一性,保证了后续实验的进行。 2、对体重变化的影响:给药4周开始,脉通方高、中剂量大鼠体重增加明显,与模型组相比,有非常显著性差异(P<0.01);给药6周后,都可喜和脉通方低剂量组体重开始明显增加,与模型组相比,有显著或非常显著性差异P<0.05~0.01)。给药6周后,中药高、中剂量组增加体重的效果优于都可喜,组间比较均有显著性差异(P<0.01)。 3、对空腹血糖的影响:造模后1周,模型大鼠血糖明显升高,给药5周时血糖升高到较高水平。给药10周时,血糖水平有所下降,但与正常组相比,血糖仍显著升高(P<0.01)。说明模型制备成功,且血糖能维持较长时间。给药5~10周,脉通方高、中、低剂量组呈现一定降血糖作用,与模型组相比,有显著或非常显著性差异(P<0.05~0.01);而都可喜组第5周时,无明显的降血糖作用,与模型组相比,无显著性差异(P>0.05),给药第10周时,高剂量组降血糖作用优于都可喜组,两组比较有显著性差异(P<0.05)。 4、对血脂的影响:除都可喜降低甘油三脂(TC)作用不明显外,脉通方高、中、低剂量组均有不同程度降低甘油三脂(TC)、总胆固醇(TG),升高高密度脂蛋白(HDL-C)作用,与模型组相比,有显著或非常显著性差异(P<0.05~0.01)。 5、对自由基的影响:脉通方高、中、低剂量组与都可喜组均可增强大鼠血清超氧化物岐化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)、过氧化脂质(LPO)含量,与模型组相比,有显著或非常显著性差异(P<0.05~0.01)。其中,脉通方高剂量组增强SOD活性,抑制LPO产生作用优于都可喜,两组比较均有显著性差异(P<0.05)。 6、对血液流变学的影响:对于全血黏度值4个不同切变率而言,模型组均与空白对照组有显著性差异(P<0.001)。对于血浆粘度值切变率(200)而言,模型组、脉通方高、低剂量组与空白对照组均无显著性差异,脉通方中剂量组和都可喜组明显高于空白对照组(P<0.01)。对于红细胞压积而言,模型组、脉通方高剂量组与空白对照组差异有显著性意义(P<0.01),脉通方中、低剂量组和都可喜组与空白对照组的差异更有显著性意义(P<0.001),脉通方各剂量组和都可喜组与模型组差异均无显著性意义。对于全血高切还原粘度,模型组和各药物治疗组与空白对照组差异均无显著性意义。对于全血低切还原粘度而言,模型组与空白对照组差异有显著性意义(P<0.001),脉通方高剂量组疗效显著高于都可喜组(P<0.001),其全血低切还原黏度值明显低于模型组(P<0.001),但仍显著高于空白对照组(P<0.01),脉通方中剂量组的疗效较高剂量组有所下降,但其全血黏度值仍明显低于模型组(P<0.01),低剂量组疗效不显著,与都可喜和模型组无明显差异。对于红细胞刚性指数而言,模型组与空白对照组差异有显著性意义(P<0.001),脉通方高剂量组疗效显著,其红细胞刚性指数与空白对照组差异无显著性意义(P<0.01),明显低于模型组(P<0.001)和都可喜组(P<0.05),脉通方中剂量组的疗效较高剂量组有所下降,但其红细胞刚性指数仍明显低于模型组(P<0.01),脉通方低剂量组疗效不显著,与都可喜组和模型组无明显差异。对于红细胞聚集指数,模型组与空白对照组差异有显著性意义(P<0.001),脉通方高剂量组疗效显著,其红细胞聚集指数明显低于模型组(P<0.001)和都可喜组(P<0.01),但仍显著高于空白对照组(P<0.001),脉通方中、低剂量组和都可喜组疗效均不显著,与模型组无差异。对于全血高切相对黏度而言,模型组与空白对照组有显著性差异(P<0.001),脉通方高剂量组疗效显著,其全血高切相对粘度明显低于模型组和都可喜组(P<0.01),但仍高于空白对照组(P<0.05),脉通方中剂量组的疗效较高剂量组有所下降,但其全血高切相对黏度仍明显低于模型组(P<0.01),低剂量组与都可喜组疗效均不显著,与模型组无差异。对于全血低切相对黏度而言,模型组与空白对照组差异有显著性意义(P<0.001),脉通方高剂量组疗效显著,其全血低切相对粘度明显低于模型组和都可喜组(P<0.001),但仍显著高于空白对照组(P<0.001),脉通方中剂量组的疗效较高剂量组有所下降,但其全血低切相对黏度仍明显低于模型组(P<0.01),低剂量组疗效不显著,与都可喜组和模型组无明显差异。对于红细胞变形指数TK而言,模型组与空白对照组差异有显著性意义(P<0.05),各脉通方治疗组均有一定疗效,红细胞变形指数均低于模型组,但各治疗组间疗效差异不显著。 7、对听性脑干反应(ABR)的影响:给药后5周糖尿病大鼠ABRⅠ(P<0.001)、Ⅴ(P<0.05)波潜伏期,Ⅰ~Ⅲ(P<0.001)、Ⅲ~Ⅴ(P<0.001)波间期和ABR阈值(P<0.001)较空白对照组均明显延长,Ⅲ波潜伏期和Ⅰ~Ⅴ波间期较空白对照组无明显变化;给药后10周,糖尿病大鼠ABRⅠ(P<0.001)、Ⅲ(P<0.001)、Ⅴ(P<0.001)波潜伏期较空白对照组延长更显著,Ⅰ~Ⅲ(P<0.01)、Ⅰ~Ⅴ(P<0.05)波间期和ABR阈值(P<0.001)较空白对照组均明显延长。给药后5周,脉通方高剂量组的Ⅲ~Ⅴ(P<0.01)波间期和ABR阈值(P<0.01)较模型组低,Ⅰ、Ⅴ波潜伏期和Ⅰ~Ⅲ波间期与模型组无显著性差异;脉通方中剂量组Ⅰ~Ⅲ(P<0.05)、Ⅲ~Ⅴ(P<0.05)波间期和ABR阈值(P<0.05)较模型组低,Ⅴ波潜伏期和Ⅰ~Ⅴ波间期与模型组无显著性差异;脉通方低剂量组除Ⅰ(P<0.001)、Ⅴ(P<0.05)波潜伏期明显高于模型组外,其它各波潜伏期和波间期与模型组差异不显著。高剂量组除Ⅰ波潜伏期(P<0.001)明显低于都可喜组外,其它各波潜伏期和波间期与都可喜组差异不显著;中剂量组Ⅰ(P<0.001)、Ⅴ(P<0.05)波潜伏期均显著高于都可喜组,其它各波潜伏期和波间期与都可喜组差异不显著;低剂量组Ⅰ(P<0.001)、Ⅴ(P<0.01)波潜伏期,Ⅲ~Ⅴ(P<0.05)波间期和ABR阈值(P<0.05)均明显高于都可喜组。给药后10周,脉通方高剂量组的Ⅲ波潜伏期(P<0.001),Ⅰ~Ⅲ(P<0.01)、Ⅲ~Ⅴ(P<0.01)、Ⅰ~Ⅴ(P<0.05)波间期均明显低于模型组,与空白对照组无显著差异;高剂量观察组的ABR阈值(P<0.001)显著低于模型组;中剂量观察组Ⅴ波潜伏期(P<0.01)、Ⅰ~Ⅲ波间期(P<0.05)和ABR阈值(P<0.001)均显著低于模型组,各波间期与空白对照组差异无显著性意义;脉通方低剂量组Ⅰ~Ⅲ波间期(P<0.05)和ABR阈值(P<0.001)均显著低于模型组;高剂量组Ⅰ(P<0.001)、Ⅲ(P<0.01)波潜伏期和Ⅲ~Ⅴ(P<0.05)波间期均明显低于都可喜组,其它各波潜伏期和波间期及ABR阈值与都可喜组差异均无显著性意义;脉通方中剂量组Ⅰ波潜伏期(P<0.01)明显低于都可喜组,其它各波潜伏期和波间期及ABR阈值与都可喜组差异均无显著性意义;脉通方低剂量组Ⅰ波潜伏期(P<0.001)虽明显低于都可喜组,但Ⅲ(P<0.001)、Ⅴ波(P<0.05)潜伏期均明显高于都可喜组,各波间期和ABR阈值与都可喜组之间差异无显著性意义。 8、对耳蜗病理组织学改变的影响:光镜观察显示,模型组和各脉通方用药组三排外毛细胞排列整齐,未见毛细胞缺失。