GK大鼠胃轉(zhuǎn)流術(shù)后空腹血糖及骨髂肌SIRT3酶變化的實驗研究.pdf

1、研究背景: 糖尿病(DM)是由遺傳和環(huán)境因素相互作用而引起的一組以慢性高血糖為特征的代謝性疾病群，是以體內(nèi)胰島素相對或絕對不足或靶細胞對胰島素敏感性降低，或胰島素本身存在結(jié)構(gòu)上的缺陷而引起的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂的慢性疾病。其主要特點是高血糖和糖尿。臨床上表現(xiàn)為多飲、多食、多尿和體重減少，可使一些組織或器官發(fā)生形態(tài)結(jié)構(gòu)改變和功能障礙，并發(fā)酮癥酸中毒、肢體壞疽、多發(fā)性神經(jīng)炎、失明和腎功能衰竭等，是危害人類健康的主要疾病之一。糖尿

2、病分為1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病及其他特殊類型的糖尿病，在眾多糖尿病患者中，2型糖尿病患者比例高達85％-95％。2型糖尿病(T2DM)是以胰島素抵抗和胰島功能進行性減退為特征的一種慢性全身性代謝性疾病。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟在2011年“世界糖尿病日”上公布的數(shù)據(jù)顯示，全球罹患糖尿病的人數(shù)已達3.66億，每年因糖尿病所致的死亡人數(shù)高達460萬（平均每7秒1人），是目前致殘的十大疾病一，每年在該病的花費達到驚人的4650億美元。中國

3、的糖尿病現(xiàn)狀同樣非常嚴峻，據(jù)亞洲糖尿病學會數(shù)據(jù)，截到2012年中國患糖尿病的總?cè)藬?shù)已達到9240萬，發(fā)病率高達9.7％。
　　 糖尿病的病因和發(fā)病機制尚未完全闡明。糖尿病不是單一疾病，而是復(fù)合病因引起的綜合征，是包括遺傳及環(huán)境在內(nèi)的多種因素共同作用的結(jié)果。目前對于糖尿病的治療手段仍以傳統(tǒng)的飲食、運動、口服降糖藥物及胰島素注射等內(nèi)科綜合治療為主，但研究證實，內(nèi)科綜合治療只能將血糖控制在合理的范圍內(nèi)，并不能從根本上阻止糖尿病各種并發(fā)

4、癥的發(fā)生和發(fā)展。
　　 早在20世紀50年代，臨床觀察就發(fā)現(xiàn)肥胖合并2型糖尿病患者施行減重手術(shù)(baratric surgery)后血糖可以得到良好控制，甚至可以完全脫離糖尿病藥物治療。此后，減重手術(shù)在2型糖尿病患者治療上的應(yīng)用越來越廣泛。這些減重手術(shù)在有效減輕患者體重的同時，也有效的改善了大部分患者并存的血糖代謝紊亂。現(xiàn)在不斷有研究及證據(jù)證明，這些減重手術(shù)即使對體重正常的糖尿病患者也有較好的治療效果。目前應(yīng)用于減重以及糖尿病外

5、科的術(shù)式主要有:Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)(RYGBP)、改良簡易型胃腸短路術(shù)(MGB)、膽胰曠置術(shù)(BDP)或十二指腸轉(zhuǎn)位術(shù)(BPD-DS)、袖狀胃切除術(shù)(SG)和可調(diào)節(jié)胃綁帶術(shù)(AGB)。根據(jù)大宗的文獻回顧分析研究，應(yīng)用最廣泛的Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)不僅使肥胖癥患者體重得到顯著的減輕，還可使80％以上肥胖癥伴發(fā)2型糖尿病患者的血糖、胰島素長期處于正常水平。60多年來，研究者們一直試圖弄清其中的機制，并不斷涌現(xiàn)出各種不同的學說，但

6、這些學說都不能很好地詮釋這一現(xiàn)象。目前，研究者們較普遍接受的主要機理有:(1)減少了食物的攝入與吸收，從而減少能量的攝取與糖代謝負荷;(2)降低了患者的體重，減少由于肥胖的脂肪堆積所造成的胰島素抵抗;(3)胃腸道重建改變了“腸—胰島素軸”激素的分泌，從而改善糖代謝。由胃腸道分泌、和胰島素相關(guān)的激素與胰島素稱為“腸—胰島素軸”(enteroinsluar axis)。關(guān)于胃腸激素改變影響胰島素分泌的機制方面有兩種假說:前腸假說（forgu

7、t hypothesis）和后腸假說(hindguthypothesis)。前腸假說認為營養(yǎng)物質(zhì)避開對胃十二指腸的刺激，減少胃腸道中抑制胰島素分泌和（或）合成的激素的分泌，從而促使胰島素的合成和（或）釋放，甚至增加了胰島素的敏感性。后腸假說則認為食物過早進入遠端空腸或回腸刺激誘導(dǎo)能促進胰島素分泌和（或）合成的腸源性內(nèi)分泌激素的合成和（或分泌），從而增加胰島素合成和（或）釋放，改善外周組織對胰島素的敏感性。
　　 SIRT3是沉然

8、信息調(diào)節(jié)因子基因家族（Sirtuins家族）中的一員，是一種線粒體煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinam ide adenine dinucleotide NAD)依賴的去乙?；?，主要在調(diào)節(jié)線粒體內(nèi)的能量代謝中起到重要作用。目前，人們對SIRT3的研究主要集中在其抗衰老的方面，因為，一些研究表明SIRT3的基因多態(tài)現(xiàn)象與長壽存在遺傳角度上的聯(lián)系。此外，還有研究表明，SIRT3不但可以改善機體的肥胖性疾病，還可以通過提高細胞內(nèi)的ATP

9、水平而保護機體處于缺血缺氧能量匱乏狀態(tài)下的細胞。
　　 人類的SIRT3有兩種表達形式，一種是44kDa的全長蛋白，一種是在N末端缺少142氨基酸的短蛋白。SIRT3最初被發(fā)現(xiàn)存在于哺乳動物的線粒體中，同時在棕色脂肪組織及白色脂肪組織中也有表達，尤其在線粒體豐富的棕色脂肪組織中表達更高。后來的研究發(fā)現(xiàn)，SIRT3也存在于細胞核中，但在特定條件下可從細胞核轉(zhuǎn)移到線粒體中，如在氧化應(yīng)激狀態(tài)時，SIRT3的N末端信號肽發(fā)生水解活化而進

10、入線粒體。SIRT3在線粒體中作為一個去乙?；冈谡{(diào)節(jié)全身的線粒體賴氨酸乙?；斨衅鸬街匾饔?。在哺乳動物，約有20％的線粒體蛋白通過賴氨酸去乙?；饔帽徽{(diào)控，比細胞核和細胞質(zhì)都要多。有研究表明，人為敲除小鼠SIRT3后，其線粒體蛋白呈過乙?；癄顟B(tài)。Scher的團隊也發(fā)現(xiàn)，人類兩種形式的SIRT3在活體外都能對組蛋白H4-K16去乙?；诨铙w內(nèi)當添加一個基因后也能對H4-K16去乙?；IRT3首次與新陳代謝聯(lián)系在一起是因為它能夠?qū)?/p>

11、乙酰輔酶A(AceCS2)去乙?；⒃鰪娖浠钚?。AceCS2是一種催化乙酰輔酶A形成的酶，乙酰輔酶A是許多代謝途徑的中間產(chǎn)物，說明SIRT3可調(diào)節(jié)糖類、氨基酸和脂肪的代謝和三羧酸循環(huán)。SIRT3在骨骼肌和其他組織中的過表達可進一步說明其作用，這也許會成為人類對抗2型糖尿病的方法。靜息狀態(tài)下骨骼肌70％的能量來源于脂肪的分解代謝，因此，骨骼肌中SIRT3酶的表達對脂肪代謝具有重要影響。最近有研究發(fā)現(xiàn)SIRT3酶在患有糖尿病的人類和動物的骨

12、骼肌中至少減少一半，并提出若能增加SIRT3酶表達應(yīng)可以改善糖尿病的癥狀。
　　 胃轉(zhuǎn)流術(shù)可以改善糖尿病，但胃轉(zhuǎn)流術(shù)與SIRT3酶的表達有無關(guān)系尚未見有研究報道。因此我們設(shè)計本實驗試圖探討這一問題。
　　 目的:
　　 1、建立大鼠Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流手術(shù)模型，術(shù)后至少存活4周。
　　 2、檢測對比非肥胖自發(fā)型2型糖尿病大鼠（Goto-Kakizaki，GK大鼠）行Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)后的空腹血

13、糖變化。
　　 3、探討GK大鼠行胃轉(zhuǎn)流術(shù)后骨骼肌SIRT3酶的變化及意義。
　　 方法:
　　 1、利用與GK大鼠體型相仿的SD大鼠作為預(yù)實驗構(gòu)建Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流手術(shù)模型。
　　 2、將24只GK大鼠隨機分為手術(shù)組（operation group OG組，n=8），假手術(shù)組（sim-operation group SG組，n=8）和對照組（control group CG組，n=8）;OG組大鼠

14、行Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流手術(shù)，SG組大鼠行假手術(shù)，CG組僅作為對照組，不作任何干預(yù)，OG組和SG組分別測定術(shù)前、術(shù)后48h和1、2及4周空腹血糖水平。
　　 3、手術(shù)組和假手術(shù)組GK大鼠術(shù)后4周處死取大腿部骨骼肌用western blot法半定量測定其SIRT3酶值;對照組監(jiān)測空腹血糖水平，4周后處死同法測定大腿骨骼肌SIRT3酶值。
　　 結(jié)果:
　　 1、10只SD大鼠有5只成功完成Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流

15、手術(shù)并存活4周以上。
　　 2、術(shù)前3組大鼠空腹血糖水平相仿，術(shù)后手術(shù)組血糖水平進行性下降，2周后血糖水平穩(wěn)定，與假手術(shù)組和對照組比較明顯降低，假手術(shù)組與對照組各時相空腹血糖水平差異無統(tǒng)計學意義。
　　 3、手術(shù)組術(shù)后骨骼肌SIRT3酶表達明顯增加，與假手術(shù)組和對照組比較差異有統(tǒng)計學意義。
　　 結(jié)論:
　　 1、參考文獻經(jīng)驗，成功建立了大鼠Roux-en-Y胃轉(zhuǎn)流術(shù)模型。
　　 2、首次探討了胃