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背景及目的:在中国,糖尿病(DM)影响着大约1亿成年人。长期的高血糖会导致肾病、视网膜病变、神经病变和血管病变等一系列不良并发症。其中,睾丸结构和功能损害是男性糖尿病患者的严重并发症之一,长期的高血糖常导致成年男性生育力受损,甚至造成不孕不育症,严重影响男性糖尿病患者的生活质量。最近的研究表明,与其他内分泌疗法相比,胰岛移植(IT)能有效预防甚至逆转糖尿病肾病、心肌损害和阴茎损伤。然而,它是否能减轻糖尿病引起的睾丸损伤及其机制仍不清楚。因此,在这项研究中,试图探索胰岛移植对糖尿病引起的睾丸损伤的影响,并阐明其影响睾丸损伤的潜在分子机制。
方法:采用一次性腹腔注射链脲佐菌素(STZ)(50mg/kg)建立糖尿病Wistar大鼠模型进行研究(注射链脲佐菌素7d后,通过连续3d测定尾静脉血中的血糖浓度超过16.67mmol/l来确认成功建立了糖尿病大鼠)。确认成功建立糖尿病大鼠模型后,给大鼠12周的时间以达到稳定的糖尿病状态。然后将Wistar大鼠随机分为4组,对照组(非糖尿病组)、糖尿病(DM)组(不治疗)、胰岛素(INS)组(糖尿病大鼠+每天上午9点、晚上9点给予胰岛素)、胰岛移植(IT)组(糖尿病大鼠+左肾被膜下胰岛细胞移植)。饲育期间定期监测各组大鼠血糖水平及体重变化。各组相应处理后饲育4周,取左肾和睾丸组织。通过组织病理学染色观察睾丸组织的病理变化,进行精子计数来测定精子数量。通过试剂盒来检测超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)水平。通过蛋白免疫印迹技术及免疫组化技术观察各组别睾丸组织的Nrf2信号通路及下游(HO-1、NQO-1)的表达情况及炎症相关分子NF-kB、TNF-α、IL-1β和IL-6的表达情况。
结果:证实,糖尿病大鼠模型血糖一直处于高水平,并且体重随着疾病时间的推移逐渐下降。而胰岛素(INS)和胰岛移植(IT)治疗的糖尿病大鼠的血糖明显下降、体重明显上升,与此同时,与胰岛素注射相比,胰岛移植治疗可以更有效地稳定血糖波动。另外,胰岛移植能明显减轻糖尿病引起的睾丸结构和功能的损伤,广泛地恢复糖尿病大鼠的精子数,而胰岛素治疗效果没有那么明显。此外,糖尿病大鼠睾丸的超氧化物歧化酶(SOD)活性明显下降,丙二醛(MDA)含量明显上升,而胰岛移植后糖尿病大鼠睾丸的超氧化物歧化酶(SOD)活性明显回升并接近于正常,丙二醛(MDA)含量也明显降低。与设想的一样,研究发现,胰岛移植治疗显著激活了糖尿病大鼠睾丸组织中的Nrf-2、HO-1和NQO-1的表达从而降低高氧化应激水平,并抑制NF-kB、TNF-α、IL-1β和IL-6的表达而减轻炎症反应,而胰岛素治疗对这些蛋白表达的影响相对较小。
结论:研究结果表明,胰岛移植能更好地改善糖尿病(DM)造成的高血糖水平,减轻并恢复糖尿病引起的睾丸结构和功能的损伤,增加精子数量,并降低高血糖造成的高氧化应激水平。同时,发现胰岛移植能激活糖尿病(DM)诱导的Nrf-2、HO-1和NQO-1的表达,抑制NF-kB及TNF-α、IL-1β和IL-6的表达,而胰岛素(INS)对其蛋白表达的影响相对较小。因此,推测它可能通过激活Nrf-2/HO-1通路和抑制NF-kB途径来下调氧化应激水平和抑制炎症反应,从而减轻睾丸损伤以及恢复睾丸功能。
方法:采用一次性腹腔注射链脲佐菌素(STZ)(50mg/kg)建立糖尿病Wistar大鼠模型进行研究(注射链脲佐菌素7d后,通过连续3d测定尾静脉血中的血糖浓度超过16.67mmol/l来确认成功建立了糖尿病大鼠)。确认成功建立糖尿病大鼠模型后,给大鼠12周的时间以达到稳定的糖尿病状态。然后将Wistar大鼠随机分为4组,对照组(非糖尿病组)、糖尿病(DM)组(不治疗)、胰岛素(INS)组(糖尿病大鼠+每天上午9点、晚上9点给予胰岛素)、胰岛移植(IT)组(糖尿病大鼠+左肾被膜下胰岛细胞移植)。饲育期间定期监测各组大鼠血糖水平及体重变化。各组相应处理后饲育4周,取左肾和睾丸组织。通过组织病理学染色观察睾丸组织的病理变化,进行精子计数来测定精子数量。通过试剂盒来检测超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)水平。通过蛋白免疫印迹技术及免疫组化技术观察各组别睾丸组织的Nrf2信号通路及下游(HO-1、NQO-1)的表达情况及炎症相关分子NF-kB、TNF-α、IL-1β和IL-6的表达情况。
结果:证实,糖尿病大鼠模型血糖一直处于高水平,并且体重随着疾病时间的推移逐渐下降。而胰岛素(INS)和胰岛移植(IT)治疗的糖尿病大鼠的血糖明显下降、体重明显上升,与此同时,与胰岛素注射相比,胰岛移植治疗可以更有效地稳定血糖波动。另外,胰岛移植能明显减轻糖尿病引起的睾丸结构和功能的损伤,广泛地恢复糖尿病大鼠的精子数,而胰岛素治疗效果没有那么明显。此外,糖尿病大鼠睾丸的超氧化物歧化酶(SOD)活性明显下降,丙二醛(MDA)含量明显上升,而胰岛移植后糖尿病大鼠睾丸的超氧化物歧化酶(SOD)活性明显回升并接近于正常,丙二醛(MDA)含量也明显降低。与设想的一样,研究发现,胰岛移植治疗显著激活了糖尿病大鼠睾丸组织中的Nrf-2、HO-1和NQO-1的表达从而降低高氧化应激水平,并抑制NF-kB、TNF-α、IL-1β和IL-6的表达而减轻炎症反应,而胰岛素治疗对这些蛋白表达的影响相对较小。
结论:研究结果表明,胰岛移植能更好地改善糖尿病(DM)造成的高血糖水平,减轻并恢复糖尿病引起的睾丸结构和功能的损伤,增加精子数量,并降低高血糖造成的高氧化应激水平。同时,发现胰岛移植能激活糖尿病(DM)诱导的Nrf-2、HO-1和NQO-1的表达,抑制NF-kB及TNF-α、IL-1β和IL-6的表达,而胰岛素(INS)对其蛋白表达的影响相对较小。因此,推测它可能通过激活Nrf-2/HO-1通路和抑制NF-kB途径来下调氧化应激水平和抑制炎症反应,从而减轻睾丸损伤以及恢复睾丸功能。