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目的:糖尿病发病率逐年上升,日益成为影响人类健康的重要因素,其并发症也严重危害着人们的身体健康。目前认为2型糖尿病(T2DM)及其并发症是免疫细胞功能改变导致的慢性炎症性疾病,但其机制尚未完全阐明。
T细胞是一种重要的免疫细胞,在多种炎症性疾病和自身免疫病的致病机制中具有重要意义,其中,Th1、Th2、CD4+CD25+调节性T细胞(Treg)和Th17细胞亚群是参与这些疾病的主要T细胞。新近研究表明,2型糖尿病鼠模型及糖尿病患者中,这些细胞亚群的分化以及产生的相关炎症因子参与了糖尿病的慢性炎症。T2DM患者血液中Th-17的数量明显高于健康对照者,且经体外刺激IL-17的产生也明显增高,同时IFN-γ的产生也增高,而CD4+CD25+T调节性T细胞百分含量减少,IL-4的产生没有变化。小鼠T2DM模型中也是同样的结果,且Th2和Tregs可以逆转Th1介导的的病理反应。另外T2DM患者血清中IL-6、TGF-β1、IL-1β和TNF-α水平也升高。这些资料都表明糖尿病发病过程中前炎症因子的释放以及炎症细胞的分化均促进了糖尿病慢性炎症的发生,但在糖尿病进展过程中这些细胞亚群的分化和相关细胞因子的变化,以及与并发症的发生的相关研究还未见系统报道。基于此,本研究建立了2型糖尿病大鼠模型,在糖尿病进展的不同时间段,获取脾细胞,观察T细胞亚群及其相关细胞因子的动态变化,进一步探讨糖尿病及其并发症的免疫学机制,为糖尿病及其并发症的治疗与预防提供实验依据。
方法:
1、动物模型的建立及常规指标的检测:SD大鼠随机分为正常对照组和糖尿病组(DM组),DM组高糖高脂喂养40天后,腹腔注射链脲佐菌素(STZ)40mg/kg(STZ溶于0.1mol/L枸橼酸盐缓冲液中,pH值4.4),对照组只注射等剂量枸橼酸盐缓冲液,72h和1周后尾静脉随机用血糖仪测大鼠的血糖,血糖两次浓度≥16.7mmol/L,确定为DM模型。分别于糖尿病大鼠模型建成后2、4、8、12周,每组取5只大鼠称重,分别用代谢笼收集24h尿,用于测定24小时尿量;心脏取血,分离血清,用于测定血糖(Glu)、尿素氮(BUN)和血肌酐(Scr)。
2、流式细胞技术检测DM组和对照组脾脏中调节T细胞的数量变化:DM组和对照组在对应时间段取脾脏,制备成脾单个核细胞悬液,用流式细胞仪检测CD4+CD25+调节T细胞的百分含量。
3、不同时间段取DM组和对照组脾细胞,进行淋巴细胞分离,获取单个核细胞后,用ConA刺激于12、24小时收集上清,ELISA法检测上清中IL-4、IFN-γ的表达水平。
4、不同时间段取DM组和对照组脾组织,用RT-PCR法检测脾组织中IL-4、IFN-γ的mRNA的表达水平。
结果:
1、成功建立了STZ诱导的DM大鼠模型。2周、4周、8周、12周DM组大鼠血清中尿素氮(BUN)和肌酐(CERA)的表达量均显著高于正常对照组。
2、流式细胞仪检测结果显示
DM组大鼠脾脏中CD4+CD25+Tregs的比例,在2、4、8、12周分别为4.74±0.28%,4.32±0.024%,4.175±0.06%和2.85±0.07%均显著低于各时间段的正常对照组;且随着时间延长,调节性T细胞数量显著降低。
3、RT-PCR结果显示
DM组2、4、8、12周脾组织中IL-4 mRNA的表达量分别为1.14±0.07,0.88±0.15,0.76±0.03和0.73±0.12与正常对照组比较无显著差异。IFN-γ mRNA的表达量分别为1.43±0.21,2.55±0.07,3.46±0.17和5.37±0.18均显著高于正常对照组;且4、8、12周之间比较,其表达量也有显著差异。
4、ELISA结果显示
4、8、12周取DM组脾细胞经ConA刺激12小时后上清中IL-4的含量分别为60.04±3.87pg/ml,41.10±4.66pg/ml和23.55±3.64pg/ml,其中8、12周12小时显著低于正常对照组;4周、8周、12周24小时IL-4的表达量分别为53.92±1.78pg/ml,34.09±2.60pg/ml和17.041±1.98pg/ml,其中8周、12周24小时DM组均显著低于正常对照组。DM组脾细胞ConA刺激12小时后IFN-γ的表达量分别为41.41±2.63pg/ml,62.54±7.00pg/ml和89.66±5.18pg/ml,其中12周表达量显著高于正常对照组;24小时DM组IFN-γ的表达量分别为54.44±3.93pg/ml,71.58±2.71pg/ml和96.33±1.65pg/ml,与对照组相比均显著增高。
结论:
1、成功建立了DM大鼠模型。
2、随着糖尿病发病时间的延长,CD4+CD25+Tregs数量逐渐降低。
3、随着糖尿病发病时间的延长, IL-4的表达水平无显著变化,而ConA刺激脾淋巴细胞上清中IL-4水平确有下降的趋势,但IFN-γ的表达水平明显升高。