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研究背景:
糖尿病视网膜病变(Diabetes retinopathy,DR)是糖尿病(diabetes mellitus,DM)最常见的神经微血管性并发症之一。目前临床还没有一种治疗方式能完全减轻糖尿病所引起的视网膜病变的临床进展或逆转视网膜损伤。丹参(鼠尾草科),是一种传统的中草药,其干根几十年来一直用于治疗心脏、血管和造血系统疾病。DR发病机制中至关重要的一环就是氧化应激所诱导的视网膜神经变性,丹参所具有的抗氧化活性可起到神经保护作用,以用于预防视网膜神经细胞凋亡。近年来丹参酮ⅡA磺酸钠(sodium tanshinoneⅡA sulfonate,STS)已被证明具有强大的抗炎、抗氧化、抗血管生成作用,考虑STS可能是DR天然药物治疗的一种潜在候选药物。糖尿病动物模型的造模过程中,本实验室研究发现,现有文献方法中,普遍存在小鼠死亡率高、状态差、不易长期存活等情况,其他造模方法可以长期存活的小鼠也存在成模率低的问题。Streptozotocin(STZ)是一种由链霉菌产生的抗生素,是糖尿病小鼠最常用的药物诱导方式。本研究对造模方法进行了优化,并利用优化后的糖尿病模型小鼠,观察STS对糖尿病小鼠不同时期视网膜病变的治疗效果。
研究目的:
1.通过改变小鼠STZ给药方式来建立成模率更高、状态优良的Ⅰ型糖尿病(T1DM)小鼠模型;
2.确定本研究中STS的剂量对野生型型小鼠是否存在毒性作用;
3.观察STS对不同时期DM小鼠(早期:成模后1个月治疗组;晚期:成模后4个月治疗组)视网膜病变的治疗效果。
研究方法:
1.6周龄野生型小鼠,每天同一时间小鼠禁食10小时,STZ以55mg/kg剂量腹腔给药。小鼠分为正常对照组、连续3天腹腔给药组、连续5天腹腔给药组和连续3天腹腔给药、一周后再次给药2天。观察造模后小鼠状态,每周同一时间采集血糖、体重数据,观察测定小鼠造模结果;
2.6周龄野生型小鼠,分为WT(Wild-type,WT)组、WT+STS-L组、WT+STS-H组。WT组给予同等剂量0.9%生理盐水,WT+STS-L组给予25mg/kg/d腹腔注射STS,WT+STS-H组给予50mg/kg/d腹腔注射STS。每周同一时间测量血糖、体重,给药4周后测量小鼠ERG、OCT、眼底荧光、HE切片数据;
3.早期DM小鼠和同周龄野生型小鼠,分为NDM组、DM组、DM+STS-L组、DM+STS-H组。NDM和DM组给予同等剂量0.9%生理盐水,DM+STS-L组给予25mg/kg/d腹腔注射STS,DM+STS-H组给予50mg/kg/d腹腔注射STS。每周同一时间测量血糖、体重,小鼠成模后1个月腹腔给药,给药4周;
4.晚期DM小鼠和同周龄野生型小鼠,分为NDM组、NDM+STS组、DM组、DM+STS组。NDM组和DM组给予同等剂量0.9%生理盐水,NDM+STS组和DM+STS组给予50mg/kg/d腹腔注射STS。每周测量血糖、体重,DM+STS组小鼠造模后4个月给药,NDM+STS组小鼠同周龄给药,给药2个月;给药结束后分别测量小鼠ERG、OCT、眼底荧光、HE切片数据,检测STS对DM小鼠早期和晚期视网膜病变的影响。
研究结果:
1.小鼠每天同一时间禁食10h后,STZ以55mg/kg/d给予小鼠腹腔注射,先连续腹腔给药3天、一周后连续腹腔给药2天,改良后的方法成模率更高,死亡率低,小鼠状态良好,血糖增长稳定,此种造模方法最佳;
2.STS在本研究给药剂量下药物处理组小鼠与未用药物处理组小鼠相比血糖、体重和视网膜功能结构无明显差异,说明本研究中剂量对正常小鼠无明显毒性作用;
3.早期DM小鼠的治疗中,与DM组小鼠相比,DM+STS-H组小鼠血糖明显改善;ERG数据中,DM组小鼠ERG中Ops波总振幅相较于NDM组出现明显下降,而DM+STS-H组小鼠ERG中Ops波总振幅与NDM组小鼠相近,表明高剂量给药组小鼠视功能未出现明显损伤。眼底荧光数据表明,与DM组小鼠相比,DM+STS-H组小鼠眼底荧光渗漏更少;同样,HE切片中,DM组小鼠视网膜神经纤维层出现空泡状损伤,内网层(IPL)和内核层(INL)厚度变薄,DM+STS-H组小鼠HE染色则显示视网膜结构完整,各层细胞均无明显损害;低剂量(25mg/kg/d)给药组较DM组小鼠略有改善,但高剂量组改善效果更佳;
4.晚期DM小鼠的治疗中,未治疗和给予治疗的DM小鼠之间血糖、体重和ERG、OCT、眼底荧光、HE切片数据均未见明显差异,考虑STS对DM小鼠晚期DR治疗效果不佳。
研究结论:
1.通过对野生型小鼠生理、视功能和视网膜结构的观察,确定本研究中STS剂量对野生型小鼠生理功能无明显损害;
2.研究发现,STS对糖尿病小鼠不同时期的视网膜病变有不同的治疗效果。STS能明显改善早期糖尿病小鼠的糖尿病症状、视功能和视网膜结构损伤;但对晚期糖尿病小鼠的糖尿病症状、视功能等未能有明显的治疗作用。为不同阶段糖尿病患者临床治疗提供了实验依据。
糖尿病视网膜病变(Diabetes retinopathy,DR)是糖尿病(diabetes mellitus,DM)最常见的神经微血管性并发症之一。目前临床还没有一种治疗方式能完全减轻糖尿病所引起的视网膜病变的临床进展或逆转视网膜损伤。丹参(鼠尾草科),是一种传统的中草药,其干根几十年来一直用于治疗心脏、血管和造血系统疾病。DR发病机制中至关重要的一环就是氧化应激所诱导的视网膜神经变性,丹参所具有的抗氧化活性可起到神经保护作用,以用于预防视网膜神经细胞凋亡。近年来丹参酮ⅡA磺酸钠(sodium tanshinoneⅡA sulfonate,STS)已被证明具有强大的抗炎、抗氧化、抗血管生成作用,考虑STS可能是DR天然药物治疗的一种潜在候选药物。糖尿病动物模型的造模过程中,本实验室研究发现,现有文献方法中,普遍存在小鼠死亡率高、状态差、不易长期存活等情况,其他造模方法可以长期存活的小鼠也存在成模率低的问题。Streptozotocin(STZ)是一种由链霉菌产生的抗生素,是糖尿病小鼠最常用的药物诱导方式。本研究对造模方法进行了优化,并利用优化后的糖尿病模型小鼠,观察STS对糖尿病小鼠不同时期视网膜病变的治疗效果。
研究目的:
1.通过改变小鼠STZ给药方式来建立成模率更高、状态优良的Ⅰ型糖尿病(T1DM)小鼠模型;
2.确定本研究中STS的剂量对野生型型小鼠是否存在毒性作用;
3.观察STS对不同时期DM小鼠(早期:成模后1个月治疗组;晚期:成模后4个月治疗组)视网膜病变的治疗效果。
研究方法:
1.6周龄野生型小鼠,每天同一时间小鼠禁食10小时,STZ以55mg/kg剂量腹腔给药。小鼠分为正常对照组、连续3天腹腔给药组、连续5天腹腔给药组和连续3天腹腔给药、一周后再次给药2天。观察造模后小鼠状态,每周同一时间采集血糖、体重数据,观察测定小鼠造模结果;
2.6周龄野生型小鼠,分为WT(Wild-type,WT)组、WT+STS-L组、WT+STS-H组。WT组给予同等剂量0.9%生理盐水,WT+STS-L组给予25mg/kg/d腹腔注射STS,WT+STS-H组给予50mg/kg/d腹腔注射STS。每周同一时间测量血糖、体重,给药4周后测量小鼠ERG、OCT、眼底荧光、HE切片数据;
3.早期DM小鼠和同周龄野生型小鼠,分为NDM组、DM组、DM+STS-L组、DM+STS-H组。NDM和DM组给予同等剂量0.9%生理盐水,DM+STS-L组给予25mg/kg/d腹腔注射STS,DM+STS-H组给予50mg/kg/d腹腔注射STS。每周同一时间测量血糖、体重,小鼠成模后1个月腹腔给药,给药4周;
4.晚期DM小鼠和同周龄野生型小鼠,分为NDM组、NDM+STS组、DM组、DM+STS组。NDM组和DM组给予同等剂量0.9%生理盐水,NDM+STS组和DM+STS组给予50mg/kg/d腹腔注射STS。每周测量血糖、体重,DM+STS组小鼠造模后4个月给药,NDM+STS组小鼠同周龄给药,给药2个月;给药结束后分别测量小鼠ERG、OCT、眼底荧光、HE切片数据,检测STS对DM小鼠早期和晚期视网膜病变的影响。
研究结果:
1.小鼠每天同一时间禁食10h后,STZ以55mg/kg/d给予小鼠腹腔注射,先连续腹腔给药3天、一周后连续腹腔给药2天,改良后的方法成模率更高,死亡率低,小鼠状态良好,血糖增长稳定,此种造模方法最佳;
2.STS在本研究给药剂量下药物处理组小鼠与未用药物处理组小鼠相比血糖、体重和视网膜功能结构无明显差异,说明本研究中剂量对正常小鼠无明显毒性作用;
3.早期DM小鼠的治疗中,与DM组小鼠相比,DM+STS-H组小鼠血糖明显改善;ERG数据中,DM组小鼠ERG中Ops波总振幅相较于NDM组出现明显下降,而DM+STS-H组小鼠ERG中Ops波总振幅与NDM组小鼠相近,表明高剂量给药组小鼠视功能未出现明显损伤。眼底荧光数据表明,与DM组小鼠相比,DM+STS-H组小鼠眼底荧光渗漏更少;同样,HE切片中,DM组小鼠视网膜神经纤维层出现空泡状损伤,内网层(IPL)和内核层(INL)厚度变薄,DM+STS-H组小鼠HE染色则显示视网膜结构完整,各层细胞均无明显损害;低剂量(25mg/kg/d)给药组较DM组小鼠略有改善,但高剂量组改善效果更佳;
4.晚期DM小鼠的治疗中,未治疗和给予治疗的DM小鼠之间血糖、体重和ERG、OCT、眼底荧光、HE切片数据均未见明显差异,考虑STS对DM小鼠晚期DR治疗效果不佳。
研究结论:
1.通过对野生型小鼠生理、视功能和视网膜结构的观察,确定本研究中STS剂量对野生型小鼠生理功能无明显损害;
2.研究发现,STS对糖尿病小鼠不同时期的视网膜病变有不同的治疗效果。STS能明显改善早期糖尿病小鼠的糖尿病症状、视功能和视网膜结构损伤;但对晚期糖尿病小鼠的糖尿病症状、视功能等未能有明显的治疗作用。为不同阶段糖尿病患者临床治疗提供了实验依据。