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摘要:目的 观察糖脂平对喂养型胰岛素抵抗大鼠血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平及脂肪组织mRNA表达的影响,探讨其抗动脉粥样硬化(AS)的作用机制。方法 将28只清洁级SD大鼠随机分为对照组、模型组、中药组和西药组,采用高脂高盐饲料喂养,造模成功后分别给予生理盐水、糖脂平和罗格列酮灌胃。给药8周后,用放免法测定各组大鼠血清TNF-α水平,反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法测定附睾旁脂肪组织TNF-α mRNA表达水平。结果 模型组大鼠血清TNF-α水平为(1.78±0.13)ng/mL,较对照组大鼠明显升高,糖脂平或罗格列酮灌胃可分别使模型大鼠血清TNF-α水平降至(1.46±0.13)ng/mL和(1.32±0.16)ng/mL,差异有统计学意义(P<0.01)。模型组大鼠脂肪组织TNF-α mRNA表达量较对照组显著升高(P<0.01),与模型组相比,糖脂平或罗格列酮灌胃可分别使TNF-α mRNA下降30.2%和31.6%,差异有统计学意义(P<0.01)。结论 糖脂平改善胰岛素抵抗和抗AS作用可能与其降低血清TNF-α水平,抑制TNF-α mRNA过度表达有关。
关键词:胰岛素抵抗;糖脂平;肿瘤坏死因子-α;大鼠
胰岛素抵抗(IR)及其相关疾病是导致动脉粥样硬化(AS)的重要危险因素。炎症学说的提出更进一步增强了二者之间的密切联系,慢性非特异性炎症可能是IR引起AS的重要发病机制之一,甚至可能是IR和AS发生发展的“共同土壤”[1-3]。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是AS发生发展过程中一个重要的炎症因子,而IR人群血清TNF-α水平升高且脂肪组织TNF-α mRNA表达增强,所以TNF-α在IR人群AS的发生发展过程中扮演了重要的角色[4-5]。本研究通过观察糖脂平对喂养型IR大鼠血清TNF-α水平及其脂肪组织TNF-α mRNA表达的影响,探讨其抗AS的作用机制。
1 实验材料
1.1 动物
清洁级雄性SD大鼠,体质量180~200 g,28只,北京大学医学部实验动物中心提供,动物使用许可证号:SYXK(京) 2006-0025,生产许可证号:SCXK(京)2006-2008。
1.2 动物饲料
基础饲料由北京科澳协力饲料有限公司提供;高脂高盐饲料由基础饲料加猪油21%、胆固醇1.5%、食盐2%制成,热量比为碳水化合物20%、脂肪59%、蛋白质21%,北京科澳协力饲料有限公司提供。
1.3 药物与试剂
糖脂平由丹参、泽泻、黄连、大黄等组成,每1 mL含原药材2 g,北京中医药大学东方医院制剂中心提供;马来酸罗格列酮由葛兰素史克(天津)有限公司生产,规格4 mg/片。Trizol试剂购自Invitrogen公司;Oligo-dT、M-MLV 反转录酶、RNase抑制剂、dNTP及Taq DNA聚合酶购自Promega公司;焦碳酸二乙酯(DEPC)、溴化乙锭(EB)购自Sigma公司;琼脂糖(Agrose)购自BIOWEST公司;氯仿、异丙醇及无水乙醇等均为国产分析纯化学试剂;TNF-α放免试剂盒购自中国人民解放军总医院东亚放免所。
1.4 仪器
PCR仪:英国TECHNE公司,TC-412;紫外/可见分光光度计:德国EPPENDORF公司,Biophotometer;低温台式离心机:德国EPPENDORF公司,5417R;稳压稳流电泳仪:北京六一仪器厂,DYY-6B;Gene Genius凝胶成像系统:英国SYNGENE公司;图像分析系统:德国LEICA公司,550IW;智能放免γ测量仪:上海核所日环光电仪器有限公司,N-695B型;低温离心机:上海安厅科学仪器厂,DDL-5型。
2 实验方法
2.1 造模
参照文献[6]方法采用高脂高盐饲料喂养造模。28只雄性SD大鼠在基础饲料适应性饲养1周后随机分为对照组、模型组、中药组、西药组各7只,对照组给予基础饲料喂养,其他3组给予高脂高盐饲料喂养,明暗周期12 h/12 h,自由摄食、饮水。喂养6周后,断尾采血测空腹血糖(FPG)和空腹胰岛素(FINS),计算胰岛素抵抗指数[IAI=-ln(FPG×FINS)],以正常组IAI作为标准,小于该值为造模成功。
2.2 分组
第8周开始,中药组给予糖脂平[10 mL/(kg·d),原药材20 g/(kg·d)]灌胃;西药组给予马来酸罗格列酮2 mg/(kg·d)灌胃;模型组和对照组给予灌服等量的蒸馏水。对照组仍给予基础饲料喂养,模型组、中药组、西药组继续给予高脂高盐饲料喂养,连续给药观察8周。喂养条件不变,明暗周期12 h/12 h,自由摄食、饮水。
2.3 检测指标与方法
第15周末,末次给药后禁食12 h。以0.45%戊巴比妥钠45 mg/kg腹腔注射进行麻醉。经腹主动脉取血2.5 mL到离心管中,不抗凝,室温静置1 h,2 500 r/min离心15 min,取血清0.5 mL,用于TNF-α水平测定。处死动物后迅速取附睾旁脂肪组织约1 g冻存备用。
2.3.1 血清肿瘤坏死因子-α测定 采用放免法测定,按照试剂盒说明书进行操作。
5 讨论
Ross[1]提出的炎症学说认为,慢性、亚临床性、非特异性免疫介导的炎症能促进AS的发生发展,并参与心血管事件的发生。随着基础研究的深入和临床证据的不断丰富,这一学说已得到越来越广泛的认可和接受。通过抑制致AS的炎症因子的产生、保护血管内皮细胞、抑制血管平滑肌细胞的增殖、抑制泡沫细胞的形成,进而抑制AS的发生发展,是目前防治AS相关疾病的一个重要思路。
脂源性和肌源性的TNF-α与肥胖和IR的关系密切,同时TNF-α的升高也参与了AS的发生和发展。TNF-α作为促炎症性因子,促进了活化和炎症反应,在AS病变局部起到多方面的作用,它可以影响巨噬细胞载脂蛋白E的分泌,增加清道夫受体的活性,参与炎症过程并导致血液高凝状态,促进AS的形成。 本实验结果表明,采用高脂高盐饲料喂养的IR大鼠血清TNF-α水平明显升高,与对照组比较差异有统计学意义,说明模型组大鼠存在慢性炎症。中药组血清TNF-α水平与模型组比较明显减低,差异有统计学意义,但不能恢复到正常水平,与西药组比较差异无统计学意义。提示中药糖脂平有部分抑制轻度炎症的作用,而这种作用有利于保护血管内皮和延缓AS的发生和进展。同时,糖脂平可以部分抑制IR大鼠脂肪细胞内TNF-α mRNA的高表达,而脂肪细胞内TNF-α mRNA的高表达被认为是IR状态下TNF-α升高的重要原因,可以推论这可能是糖脂平降低血清TNF-α水平的作用机制之一。
综上所述,糖脂平通过抑制脂肪细胞内TNF-α mRNA的高表达,降低了IR大鼠血清TNF-α水平,有利于保护血管内皮和延缓AS的发生和发展。
参考文献:
[1] Ross R. Cell biology of atherosclerosis[J]. Ann Rev Physiol,1995, 57:791-795.
[2] Feata A, D’Agostino R Jr, Howard G, et al. Chronic subclinicial inflammation as part of the insulin resistance syndrome:the Insulin Resistance Atherosclerosis Study(IRAS)[J]. Circulation, 2000,102:42-47.
[3] Yudhin JS, Stehouwer CDA, Emeis JJ, et al. C-reactive protein in health subjects:association with obesity, insulin resistance, and endothelial dysfunction:a potential role of cytokines origination from adipose tissue?[J]. Atheroscler Thromb Vase Biol,1999,19:972-978.
[4] Hotamisligil GS, Shargill NS, Spiegelman BM. Adipose expression of tumor necrosis factor-α:director role in obesity-linked insulin resistance[J]. Science,1993,259:87-91.
[5] Hotamisligil GS, Arner P, Caro JF, et al. Increased adipose tissue expression of tumor necrosis factor-α:in human obesity and insulin resistance[J]. J Clin Invest,1995,95(5):2409-2415.
[6] 曹廷兵,闫振成,沈成义,等.代谢综合征大鼠模型的建立及其相关基因表达变化的研究[J].解放军医学杂志,2005,30(8):702-705.
(收稿日期:2012-01-06,编辑:华强)
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2012)07-0034-03
关键词:胰岛素抵抗;糖脂平;肿瘤坏死因子-α;大鼠
胰岛素抵抗(IR)及其相关疾病是导致动脉粥样硬化(AS)的重要危险因素。炎症学说的提出更进一步增强了二者之间的密切联系,慢性非特异性炎症可能是IR引起AS的重要发病机制之一,甚至可能是IR和AS发生发展的“共同土壤”[1-3]。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是AS发生发展过程中一个重要的炎症因子,而IR人群血清TNF-α水平升高且脂肪组织TNF-α mRNA表达增强,所以TNF-α在IR人群AS的发生发展过程中扮演了重要的角色[4-5]。本研究通过观察糖脂平对喂养型IR大鼠血清TNF-α水平及其脂肪组织TNF-α mRNA表达的影响,探讨其抗AS的作用机制。
1 实验材料
1.1 动物
清洁级雄性SD大鼠,体质量180~200 g,28只,北京大学医学部实验动物中心提供,动物使用许可证号:SYXK(京) 2006-0025,生产许可证号:SCXK(京)2006-2008。
1.2 动物饲料
基础饲料由北京科澳协力饲料有限公司提供;高脂高盐饲料由基础饲料加猪油21%、胆固醇1.5%、食盐2%制成,热量比为碳水化合物20%、脂肪59%、蛋白质21%,北京科澳协力饲料有限公司提供。
1.3 药物与试剂
糖脂平由丹参、泽泻、黄连、大黄等组成,每1 mL含原药材2 g,北京中医药大学东方医院制剂中心提供;马来酸罗格列酮由葛兰素史克(天津)有限公司生产,规格4 mg/片。Trizol试剂购自Invitrogen公司;Oligo-dT、M-MLV 反转录酶、RNase抑制剂、dNTP及Taq DNA聚合酶购自Promega公司;焦碳酸二乙酯(DEPC)、溴化乙锭(EB)购自Sigma公司;琼脂糖(Agrose)购自BIOWEST公司;氯仿、异丙醇及无水乙醇等均为国产分析纯化学试剂;TNF-α放免试剂盒购自中国人民解放军总医院东亚放免所。
1.4 仪器
PCR仪:英国TECHNE公司,TC-412;紫外/可见分光光度计:德国EPPENDORF公司,Biophotometer;低温台式离心机:德国EPPENDORF公司,5417R;稳压稳流电泳仪:北京六一仪器厂,DYY-6B;Gene Genius凝胶成像系统:英国SYNGENE公司;图像分析系统:德国LEICA公司,550IW;智能放免γ测量仪:上海核所日环光电仪器有限公司,N-695B型;低温离心机:上海安厅科学仪器厂,DDL-5型。
2 实验方法
2.1 造模
参照文献[6]方法采用高脂高盐饲料喂养造模。28只雄性SD大鼠在基础饲料适应性饲养1周后随机分为对照组、模型组、中药组、西药组各7只,对照组给予基础饲料喂养,其他3组给予高脂高盐饲料喂养,明暗周期12 h/12 h,自由摄食、饮水。喂养6周后,断尾采血测空腹血糖(FPG)和空腹胰岛素(FINS),计算胰岛素抵抗指数[IAI=-ln(FPG×FINS)],以正常组IAI作为标准,小于该值为造模成功。
2.2 分组
第8周开始,中药组给予糖脂平[10 mL/(kg·d),原药材20 g/(kg·d)]灌胃;西药组给予马来酸罗格列酮2 mg/(kg·d)灌胃;模型组和对照组给予灌服等量的蒸馏水。对照组仍给予基础饲料喂养,模型组、中药组、西药组继续给予高脂高盐饲料喂养,连续给药观察8周。喂养条件不变,明暗周期12 h/12 h,自由摄食、饮水。
2.3 检测指标与方法
第15周末,末次给药后禁食12 h。以0.45%戊巴比妥钠45 mg/kg腹腔注射进行麻醉。经腹主动脉取血2.5 mL到离心管中,不抗凝,室温静置1 h,2 500 r/min离心15 min,取血清0.5 mL,用于TNF-α水平测定。处死动物后迅速取附睾旁脂肪组织约1 g冻存备用。
2.3.1 血清肿瘤坏死因子-α测定 采用放免法测定,按照试剂盒说明书进行操作。
5 讨论
Ross[1]提出的炎症学说认为,慢性、亚临床性、非特异性免疫介导的炎症能促进AS的发生发展,并参与心血管事件的发生。随着基础研究的深入和临床证据的不断丰富,这一学说已得到越来越广泛的认可和接受。通过抑制致AS的炎症因子的产生、保护血管内皮细胞、抑制血管平滑肌细胞的增殖、抑制泡沫细胞的形成,进而抑制AS的发生发展,是目前防治AS相关疾病的一个重要思路。
脂源性和肌源性的TNF-α与肥胖和IR的关系密切,同时TNF-α的升高也参与了AS的发生和发展。TNF-α作为促炎症性因子,促进了活化和炎症反应,在AS病变局部起到多方面的作用,它可以影响巨噬细胞载脂蛋白E的分泌,增加清道夫受体的活性,参与炎症过程并导致血液高凝状态,促进AS的形成。 本实验结果表明,采用高脂高盐饲料喂养的IR大鼠血清TNF-α水平明显升高,与对照组比较差异有统计学意义,说明模型组大鼠存在慢性炎症。中药组血清TNF-α水平与模型组比较明显减低,差异有统计学意义,但不能恢复到正常水平,与西药组比较差异无统计学意义。提示中药糖脂平有部分抑制轻度炎症的作用,而这种作用有利于保护血管内皮和延缓AS的发生和进展。同时,糖脂平可以部分抑制IR大鼠脂肪细胞内TNF-α mRNA的高表达,而脂肪细胞内TNF-α mRNA的高表达被认为是IR状态下TNF-α升高的重要原因,可以推论这可能是糖脂平降低血清TNF-α水平的作用机制之一。
综上所述,糖脂平通过抑制脂肪细胞内TNF-α mRNA的高表达,降低了IR大鼠血清TNF-α水平,有利于保护血管内皮和延缓AS的发生和发展。
参考文献:
[1] Ross R. Cell biology of atherosclerosis[J]. Ann Rev Physiol,1995, 57:791-795.
[2] Feata A, D’Agostino R Jr, Howard G, et al. Chronic subclinicial inflammation as part of the insulin resistance syndrome:the Insulin Resistance Atherosclerosis Study(IRAS)[J]. Circulation, 2000,102:42-47.
[3] Yudhin JS, Stehouwer CDA, Emeis JJ, et al. C-reactive protein in health subjects:association with obesity, insulin resistance, and endothelial dysfunction:a potential role of cytokines origination from adipose tissue?[J]. Atheroscler Thromb Vase Biol,1999,19:972-978.
[4] Hotamisligil GS, Shargill NS, Spiegelman BM. Adipose expression of tumor necrosis factor-α:director role in obesity-linked insulin resistance[J]. Science,1993,259:87-91.
[5] Hotamisligil GS, Arner P, Caro JF, et al. Increased adipose tissue expression of tumor necrosis factor-α:in human obesity and insulin resistance[J]. J Clin Invest,1995,95(5):2409-2415.
[6] 曹廷兵,闫振成,沈成义,等.代谢综合征大鼠模型的建立及其相关基因表达变化的研究[J].解放军医学杂志,2005,30(8):702-705.
(收稿日期:2012-01-06,编辑:华强)
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2012)07-0034-03