目的:研究牛磺酸合成限速酶CSD基因在大鼠胰岛细胞中的表达及糖尿病情况下表达量变化,并在此基础上观测治疗性添加牛磺酸(Tau)对于链脲佐菌素(STZ)所致糖尿病大鼠糖脂代谢、抗氧化能力、胰岛细胞凋亡以及胰岛内分泌细胞等方面的影响,探讨牛磺酸治疗糖尿病的作用机制,为应用牛磺酸治疗糖尿病提供理论依据。方法:1.将250-300g雄性Wistar大鼠麻醉后,胆总管原位灌注胶原酶V,38℃水浴消化胰腺组织,Histopaque 1077密度梯度离心纯化胰岛细胞,DTZ检测纯度,葡萄糖刺激检测胰岛细胞活性。2.提取分离纯化后的大鼠胰岛细胞总RNA,根据NCBI上的大鼠脑部CSD基因序列,设计一对特异性的引物,进行RT-PCR扩增。将扩增产物回收后,与PMD18-T克隆载体连接,并转化到Ecoli DH5α感受态细胞,通过对菌液PCR鉴定后测序,并将测序结果与大鼠脑部CSD核苷酸序列进行比对。3.向胰岛细胞的培养基中加入一定量STZ,并用半定量PCR的方法测定STZ组和对照组胰岛细胞CSD基因的相对表达量。4.从120只Wistar雄性大鼠中随机取15只作为正常对照组,其余105只大鼠按50mg/kg体重一次性腹腔注射链脲佐菌素(STZ)。72h后用血糖仪测鼠尾静脉空腹血糖。血糖值≥16.7mmol/L,且出现明显的”三多”症状为标准,确认为糖尿病模型。5.造模成功后随机分成7组,正常对照组(Control组)、糖尿病模型组(DM模型组)、高剂量牛磺酸治疗组(4.3 g/kg bw Tau治疗组)、中剂量牛磺酸治疗组(3 g/kg bwTau治疗组)、低剂量牛磺酸治疗组(1.7 g/kg bw Tau治疗组)、罗格列酮治疗组(4mg/kgbw RSG治疗组)、胰岛素治疗组(20 iu Ins治疗组)。连续治疗70d,期间动态观测空腹血糖。治疗第8周时杀鼠,测定血清中C-肽(C-P)、胰高血糖素(Glu)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、总抗氧化能力(T-AOC)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)的含量。6.取大鼠胰腺组织做石蜡切片,分别用HE染色观察胰岛组织形态,TUNEL原位末端标记法检测胰岛细胞的凋亡百分率,用免疫组化法染色观察胰岛细胞中Fas、Bax、Bcl-2的蛋白表达量。结果:1.每只大鼠可获得约800个胰岛细胞,其纯度在95%以上,所得胰岛细胞具有良好的活性。2.成功扩增出长为2044bp的基因片段,其编码区在18-1433bp,共编码470个氨基酸,相对分子质量为53KDa。测序结果显示该基因片段与参考的大鼠脑部CSD基因序列同源性达到99%。3.STZ处理后胰岛细胞中CSD基因表达量明显下降,其水平显著低于对照组。4.105只正常大鼠经STZ腹腔注射72h后,90只造模成功。在随后2个月实验过程中,DM模型组大鼠体重持续下降,Tau组体重明显高于DM模型组,RSG组和Ins组与DM模型组相比差异不显著。5.Tau组和Ins组血糖明显降低,而DM模型组血糖一直维持在高水平,RSG组血糖有一定程度降低,但作用不明显。经统计学检验,Tau组与DM模型组比较,血糖均有显著降低(P＜0.05)。6.Tau组C-肽水平显著升高,胰高血糖素显著降低。同时Tau能不同程度的降低血清TG,TC,MDA含量;升高SOD,GSH-Px,T-AOC,HDL值。7.(1)HE光镜下观察DM模型组胰岛萎缩,胰岛数量减少,大部分胰岛细胞完全融合,出现玻璃样变性,核溶解。Tau组与其他治疗组相比胰岛结构尚完整,细胞变性程度较轻。(2)胰岛素免疫组化观察,糖尿病模型组中β细胞表达胰岛素显著减少,牛磺酸治疗组β细胞表达胰岛素量明显高于模型组,并表现一定的剂量依赖性,罗格列酮组和胰岛素组与低剂量牛磺酸组接近。(3)TUNEL标记及计数,DM模型组残存的胰岛内有大量胰岛细胞凋亡,Tau高剂量治疗组仅发现少量凋亡细胞,凋亡率明显低于其他治疗组,低剂量组胰岛内亦可见大量凋亡胰岛细胞,中剂量治疗组较少,罗格列酮组和胰岛素组与DM模型组相比差异不显著。(4)凋亡相关因子的免疫组化结果表明:Control组Bcl-2高表达,Bax、Fas低表达;DM模型和Ins组较正常对照组Bcl-2表达降低,而Bax、Fas表达明显增高(P＜0.05)。Tau组明显抑制STZ所致的Bcl-2表达降低和Bax、Fas表达增高(P＜0.05)。RSG组也抑制了Bcl-2表达降低和Bax、Fas表达增高,但是不如Tau组明显。结论:1.大鼠胰岛细胞中存在CSD基因的表达。2.STZ处理的大鼠胰岛细胞CSD基因的相对表达量下降。3.给糖尿病模型大鼠治疗性灌胃牛磺酸能够调控胰岛内分泌,改善与糖尿病相关的血液生化指标,并通过调节凋亡相关基因Fas和Bcl家族成员间的平衡,发挥抗凋亡作用。