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目的:观察血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)在高脂饮食复制的胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR)大鼠模型肝脏及肌肉中的表达,初步探讨HO-1对IR的影响及作用机制,为HO-1作为治疗IR和糖尿病的新靶点提实验依据。方法:1. Sprague-Dawley(SD)大鼠进行6周(week, wk)高脂肪饮食(high fat diet group,HFD组)或普通饮食(Normal Control,NC组)。每周监测NC组和HFD组大鼠的血糖和体重。第6周末计算稳态模型指数(Homaeostasis model assessment,HOMA-IR)证实高脂肪饮食大鼠成功复制IR大鼠模型,即IR组大鼠;测定NC组和HFD组大鼠血清中丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平;随机选取IR大鼠8只,作为0wk IR组大鼠,处死后留取肝脏及比目鱼肌组织,石蜡包埋处理,免疫组化检测HO-1的表达。2.将IR大鼠随机分成3个亚组和NC组大鼠进行以下干预,共4wk:①NC组(n=8),继续普通饮食,隔日腹腔注射生理盐水;②4wk IR组(n=8):继续高脂饮食,隔日腹腔注射生理盐水;③正铁血红素(hemin)组(n=9):继续高脂饮食,隔日腹腔注射hemin(HO-1强诱导剂)30μmol/kg;④锌原卟啉IX(zinc protoporphyrin-IX)组(以下简称ZnPP组)(n=9):继续高脂饮食,隔日腹腔注射ZnPP-IX(HO-1抑制剂) 10μmol/kg。3.第4wk末处死各组大鼠,留取血清标本测定血清中MDA、SOD和TNF-α的变化;再次测定HOMA-IR;留取各组大鼠肝脏及肌肉组织,应用免疫组织化学法检测肝脏及肌肉中HO-1的表达,并使用Image pro plus 5.0软件计算HO-1阳性表达的累计光密度值(IOD值)。结果:1.IR大鼠模型的结果1.1经过6wk的高脂饮食,与NC组相比,HFD组大鼠的体重、血糖高于NC组(P<0.05);血清空腹胰岛素及HOMA-IR明显升高(P<0.01),结果提示HFD组大鼠存在明显的IR,IR大鼠模型复制成功。1.2与NC组相比,HFD组大鼠血清MDA(P<0.05)和TNF-α(P<0.01)含量均明显升高,而SOD活性较NC组下降(P<0.05),提示IR大鼠体内存在氧化损伤及炎症损伤,机体的抗氧化能力下降。2.hemin和ZnPP-IX干预后的结果2.1血糖和体重的变化:与NC组大鼠比较,其余各组大鼠的血糖及体重水平仍明显升高(P<0.05)。与Owk IR组与4wk IR组大鼠比较,hemin组及ZnPP组的体重及血糖并无明显差异(P>0.05)。2.2大鼠血清MDA、SOD和TNF-α的变化:与NC组相比,4wk IR组大鼠血清中MDA含量随时间逐步上升(P<0.01),而SOD值则逐步下降(P<0.05);与0wk IR组比较, 4wk IR组血清SOD虽有所下降,但无统计学差异(P>0.05);hemin组的SOD较4wk IR组大鼠有显著升高(P<0.05),而MDA则明显下降(P<0.01);给予ZnPP-IX 4wk后,ZnPP组大鼠MDA含量进一步增加,而SOD则继续降低,与4wk IR组相比,均有统计学差异(P<0.05)。与NC组和0wk IR组比较,4wk IR组大鼠血清TNF-α进行性升高(P<0.05);与4wk IR组相比,hemin大鼠血清TNF-α含量下降(P<0.05);而ZnPP组TNF-α含量则较4wk IR组明显升高(P<0.05)。2.3大鼠肝脏及肌肉中HO-1的表达:与NC组比较,0wk IR及4wk IR组肝脏HO-1表达增强(P<0.05);与前述3组大鼠相比,hemin组大鼠肝脏中HO-1的表达明显增加(P<0.01);而给予ZnPP-IX后,ZnPP组大鼠的HO-1表达减弱(P<0.05)。与NC组比较,4wk IR组和hemin组肌肉中HO-1的表达增强(P<0.05),而0wk IR组和ZnPP组HO-1的表达无明显差异(P>0.05);与4wk IR组大鼠比较,0wk IR组和hemin组HO-1的IOD值组间无差异(P>0.05),而ZnPP组的表达减弱(P<0.05)。2.4各组大鼠HOMA-IR:经药物干预4wk后,与NC组比较,其余各组的HOMA-IR仍较高,且4wk IR组大鼠HOMA-IR较0wk IR组升高更为明显(P<0.05);但与4wk IR组大鼠比较,hemin组大鼠HOMA-IR明显降低(P<0.01),而ZnPP组HOMA-IR则高于4wk IR组大鼠(P<0.05)。结论:1.通过对SD大鼠连续6周高脂饮食,HFD组出现轻度高血糖及高胰岛素血症,成功复制IR大鼠模型。2.在IR状态下,机体MDA、TNF-α水平升高,SOD降低,提示机体存在氧化损伤与炎症损伤,抗氧化能力下降。3. HO-1表达增加可增强机体的抗氧化能力,减少炎症因子的生成。4. HO-1在肝脏的表达增加,可改善IR大鼠的IR状态;HO-1的抗氧化、抗炎活性可能是其改善IR的作用机制之一。