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目的:研究高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠肝脏中线粒体融合蛋白2(Mitofusin2:Mfn2)的表达及线粒体结构和功能的变化情况;以明确Mfn2的表达与线粒体结构、功能的关系,为研究胰岛素抵抗的分子机制提供实验依据。方法:本研究以4周龄SD大鼠为研究对象,适应性喂养1周后随机分为正常饮食组20只和高脂饮食组20只。1通过高脂饲料喂养SD大鼠构建胰岛素抵抗的动物模型:正常饮食组给予普通饲料(热量组成:脂肪10.3%,蛋白质24.2%,碳水化合物65.5%,总热量为348kcal/100g);高脂饮食组给予高脂饲料(热量组成:脂肪59.8%,碳水化合物20.1%,蛋白质20.1%,总热量为501kcal/100g)。2在喂养4周时,每组随机选取10只大鼠行高胰岛素正葡萄糖钳夹实验检测胰岛素抵抗程度,钳夹实验结束后进行下述指标检测。2.1常规指标检测:采用葡萄糖氧化酶法测尾尖空腹血糖;采用酶联免疫法测血清中空腹胰岛素的水平;采用生化法测血清中胆固醇和甘油三酯的含量。2.2线粒体结构功能检测:采用HE染色观察肝脏细胞形态变化;采用透射电镜观察肝脏线粒体结构变化;采用比色法测定肝脏组织线粒体悬液中琥珀酸脱氢酶和细胞色素C氧化酶的活性。2.3Mfn2检测:采用Real-time RT-PCR检测肝脏中线粒体融合蛋白2的mRNA表达情况;采用Western blot检测肝脏中线粒体融合蛋白2的蛋白含量。3继续喂养剩余的大鼠到8周时,再次行高胰岛素正葡萄糖钳夹实验检测胰岛素抵抗程度,钳夹实验结束后处死剩余的大鼠,重复上述指标检测。结果:1喂养4周后高胰岛素正葡萄糖钳夹实验结果显示:高脂饮食组葡萄糖输注率24.25±0.87mg/(kg.min)低于正常饮食组25.20±0.61mg/(kg.min),差异有统计学意义(P <0.05);两组大鼠体重、空腹血糖、胆固醇及甘油三酯含量差异无统计学意义(P>0.05);高脂饮食组空腹胰岛素的含量28.08±0.65mU/L高于正常饮食组26.30±0.85mU/L,差异有统计学意义(P﹤0.01)。2喂养8周后高胰岛素正葡萄糖钳夹实验结果显示:高脂饮食组葡萄糖输注率19.39±0.88mg/(kg.min)低于正常饮食组24.75±1.47mg/(kg.min),差异有统计学意义(P﹤0.01);两组体重差异仍无统计学意义(P>0.05);高脂饮食组空腹血糖的水平5.09±0.15mmol/L高于正常饮食组4.85±0.09mmol/L,差异有统计学意义(P﹤0.01);高脂饮食组胆固醇的水平1.25±0.11mmol/L高于正常饮食组1.07±0.15mmol/L,差异有统计学意义(P﹤0.01);高脂饮食组甘油三酯的水平0.64±0.05mmol/L高于正常饮食组0.52±0.05mmol/L,差异有统计学意义(P﹤0.01);高脂饮食组空腹胰岛素的含量27.71±0.93mU/L高于正常饮食组22.87±1.24mU/L,差异有统计学意义(P﹤0.01)。3肝脏HE染色结果显示:4周时正常饮食组中肝细胞形态正常,体积正常;高脂饮食组肝脏细胞部分出现脂肪变性,细胞体积有所增大,胞质中可见部分空泡变性。8周时正常饮食组中肝细胞形态及体积均正常,未见炎性细胞浸润;高脂饮食组肝脏细胞出现弥漫性脂肪变性,以中央静脉区最为明显,细胞体积增大,胞质中可见空泡变性,中央静脉区可见炎性细胞浸润。4肝脏透射电镜结果显示:4周时正常饮食组肝细胞中线粒体内外膜清晰可见,线粒体嵴形态正常,排列规则,胞质中未见脂滴;高脂饮食组肝细胞胞核周围可见散在脂滴,线粒体内外膜清晰可见,线粒体嵴出现部分融合。8周时正常饮食组肝细胞中线粒体形态清晰可见,线粒体内外膜清晰可见,线粒体嵴形态正常;高脂饮食组肝细胞胞核周围可见体积较大的脂滴,线粒体内外膜出现部分或全部融合,线粒体嵴全部消失,呈现空泡化表现。5反映线粒体功能的两个关键酶活性测定结果:4周时高脂饮食组琥珀酸脱氢酶的活性9.203±1.549U/mg.prot,低于正常饮食组琥珀酸脱氢酶的活性11.795±1.829U/mg.prot,差异有统计学意义(P <0.01);高脂饮食组细胞色素C氧化酶活性1.368±0.170umol/mg.prot与正常饮食组细胞色素C氧化酶活性1.431±0.157umol/mg.prot)相比差异无统计学意义(P>0.05)。8周时高脂饮食组中琥珀酸脱氢酶的活性8.113±0.925U/mg.prot,低于正常饮食组琥珀酸脱氢酶活性10.985±1.044U/mg.prot,差异有统计学意义(P<0.01);高脂饮食组细胞色素C氧化酶的活性0.659±0.237umol/mg.prot,低于正常饮食组细胞色素C氧化酶的活性1.364±0.122umol/mg.prot,差异有统计学意义(P<0.01)。6采用Real-time RT-PCR检测肝脏中Mfn2的mRNA表达情况结果显示:4周时高脂饮食组Mfn2的表达(1.124±0.253)低于正常饮食组(1.784±0.256),差异有统计学意义(P<0.01);8周时高脂饮食组Mfn2的表达(0.369±0.129)低于正常饮食组(1.261±0.322),差异有统计学意义(P<0.01)。7采用western blot检测肝脏中Mfn2的蛋白表达情况结果显示:4周时高脂饮食组Mfn2的蛋白含量(0.441±0.063)低于正常饮食组(0.577±0.083),差异有统计学意义(P<0.01);8周时高脂饮食组Mfn2的蛋白含量(0.334±0.056)低于正常饮食组(0.524±0.060),差异有统计学意义(P<0.01)。结论:1随着高脂饮食诱导大鼠胰岛素抵抗的加重,肝细胞脂肪变性明显增加,肝细胞线粒体结构受到损害加重。2随着高脂饮食诱导大鼠胰岛素抵抗的加重,反映肝细胞线粒体功能的琥珀酸脱氢酶及细胞色素C氧化酶活性逐渐降低。3高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠,肝细胞线粒体融合蛋白2的mRNA表达及蛋白含量减少。