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目的:1、通过观察2型糖尿病模型大鼠脂肪组织中腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）的表达，及二甲双胍对其影响，探讨二甲双胍改善糖、脂代谢、胰岛素敏感性机制，为二甲双胍的临床应用提供更多的理论依据。2、通过体外建立3T3-L1细胞胰岛素抵抗模型，应用二甲双胍进行干预治疗，观察胰岛素抵抗状态下AMPK、PPARγ、葡萄糖转运子4(GLUT4)的表达情况，并观察二甲双胍对AMPK、PPARγ的作用，分析其对胰岛素抵抗的干预作用是否与上调AMPK、PPARγ有关。
方法:1、正常wistar雄性大鼠30只普通饲料适应性喂养1周后，随机分为正常组(NC组)和糖尿病组（DM组）。NC组给予普通饲料至实验结束。DM组给予高脂饮食联合腹腔注射小剂量链脲佐菌素(Streptozotocin，STZ)40mg/kg的方法制备2型糖尿病模型，造模成功后随机分为模型组(DM-C)和治疗组(DM-T)。DM-T组给予盐酸二甲双胍(Metformin，met)灌胃治疗4周。测定大鼠治疗前后的体重，实验末测定各组大鼠肾周及睾周脂肪重量，计算大鼠脂体比;检测各组大鼠空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、胰岛素(insulin，INS)、血清总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(total cholesterol，TG)、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL-C）、低密度脂蛋白的水平(Low densitylipoprotein，LDL-C)，并计算胰岛素敏感指数(Fasting sensitive index，ISI);实时荧光定量(real time-polymerase chain reaction，RT-PCR)检测各组大鼠脂肪组织AMPK及PPARγmRNA的水平。2、以美国国立细胞库(American Type CultureCollection，ATCC)3T3-L1细胞作为实验对象进行培养和诱导分化。参考AnilKumar KL分化前脂肪细胞的方法，对细胞进行分化:将3T3-L1前脂肪细胞置于含15％小牛血清的DMEM高糖培养基中，37℃，5％C02饱和湿度下培养。细胞状态良好时接种于培养皿，加入含0.5 mmol/L3-异丁基-1-甲基黄嘌呤(IBMX)、10ug/mL胰岛素、1umol/I地塞米松15％小牛血清的DMEM高糖培养基培养48 h，之后换以含1ug/mL胰岛素的培养基再培养48 h，随后以15％小牛血清的DMEM高糖培养基继续培养，2d换培养液1次，诱导分化8～12 d的3T3-L1细胞，80％～90％以上呈脂肪细胞表型可用于试验。运用油红O染色证明前脂肪细胞诱导成为成熟脂肪细胞:移去诱导分化结束细胞的培养基，用PBS清洗，用10％多聚甲醛固定30min，加入油红O溶液染色30min，用异丙醇脱色，然后用苏木精复染细胞核，倒置显微下观察、照相。3T3-L1脂肪细胞胰岛素抵抗细胞模型的建立及药物处理。对分化好的细胞分组进行处理:加1umol/L地塞米松诱导胰岛素抵抗，每2d换1次液，取上清液，以培养基中的葡萄糖的消耗量差值反映胰岛素抵抗的程度。葡萄糖含量用葡萄糖检测试剂盒测定。在胰岛素抵抗模型成立以后，设空白对照组、地塞米松模型组、药物干预组（不同浓度二甲双胍）在药物处理48 h后检测培养基中葡萄糖含量，及AMPK、PPARγ、GLUT4mRNA水平。
结果:高脂饮食配合小剂量链脲佐菌素制备糖尿病大鼠模型中，1、体重。二甲双胍治疗前DM大鼠体重比NC组大鼠体重显著升高(P＜0.05);二甲双胍治疗4周后，DM-T组大鼠与DM-C组之间比较，DM-T组大鼠体重下降明显减轻(P＜0.05)。2、肾周、睾周脂肪组织重量及脂体比。与NC组比较，DM-C组肾周睾周脂肪组织重量和脂体比均显著下降(P＜0.05);与DM-C组比较，DM-T组肾周睾周脂肪组织重量显著增高(P＜0.05)，脂体比无显著性差异(P＞0.05)。3、血糖、胰岛素水平及胰岛素敏感指数。与NC组比较，DM-C组和DM-T组大鼠血清FPG水平显著升高(P＜0.05)，FINS、ISI显著下降(P＜0.05);与DM-C组比较，DM-T组血清FPG显著下降(P＜0.05)，FINS，ISI水平显著升高(P＜0.05)。4、血脂。与NC比较，DM-C组大鼠血清TC、TG、LDL水平显著升高(P＜0.05)，HDL水平显著下降(P＜0.05);与DM-C组比较，DM-T组血清TC、TG、LDL水平显著下降(P＜0.05)，HDL水平显著升高(P＜0.05)。5、脂肪组织AMPK和PPARγ mRNA的水平。与NC组比较，DM-C、DM-T组AMPK与PPARγmRNA表达水平均显著降低(P＜0.05);与DM-C组比较，DM-T组AMPK与PPARγmRNA表达水平均显著升高(P＜0.05)。
在3T3-L1脂肪细胞中1、3T3-L1前脂肪细胞经诱导、分化10天，油红O染色，镜下可见细胞质内脂肪滴被染成红色，细胞核呈蓝色，证实为成熟脂肪细胞。2、在地塞米松模型组细胞上清培养液的葡萄糖吸光度OD值显著高于空白组(P＜0.05)，地塞米松作用后96h细胞上清培养液的葡萄糖差值最大(P＜0.05)，胰岛素抵抗达最佳状态。3、二甲双胍干预组培养液的葡萄糖吸光度OD值较模型组低(P＜0.05)。4、地塞米松模型组的AMPK、PPARγ、GLUT4mRNA水平显著低于空白组(P＜0.05)。5、二甲双胍干预组AMPK、PPARγ、GLUT4mRNA水平明显著高于模型组(P＜0.05)。
结论:高脂饮食配合小剂量链脲佐菌素制备糖尿病大鼠模型中，1、糖尿病大鼠脂肪组织AMPK及PPARγ mRNA的水平下降。2、二甲双胍上调2型糖尿病大鼠脂肪组织AMPK及PPARγ mRNA的水平。3、二甲双胍改善糖尿病大鼠的糖、脂代谢及胰岛素抵抗。4、二甲双胍可能通过上调2型糖尿病大鼠脂肪组织AMPK及PPARγ mRNA，调节机体糖、脂代谢，增加胰岛素敏感性。在3T3-LI脂肪细胞中，1、地塞米松诱导的3T3-L1脂肪细胞葡萄糖摄取率下降。2、二甲双胍干预后3T3-L1脂肪细胞胰岛素抵抗模型中葡萄糖摄取率增加。3、地塞米松诱导的3T3-L1脂肪细胞胰岛素抵抗模型中AMPK、PPARγ、GLUT4 mRNA水平下降;4、二甲双胍可以剂量依赖性上调胰岛素抵抗状态下3T3-L1细胞AMPK、PPARγ、GLUT4 mRNA。5、二甲双胍可能通过上调3T3-L1脂肪细胞中AMPK、PPARγ及GLUT4 mRNA增加胰岛素敏感性。