Exenatide對KKAy糖尿病小鼠血糖水平的影響及機制探討

宋 冰，劉學(xué)政

(1遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院，遼寧錦州 121000;2遼寧醫(yī)學(xué)院)

2011年3～5月，我們觀察了Exenatide對2型糖尿病(T2DM)KKAy小鼠血糖水平的影響并探討其機制，現(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物分組與處理 SPF級自發(fā)性T2DM KKAy小鼠16只，10周齡，體質(zhì)量(35±2)g，均為雌性，自由攝食、飲水。用含10%蔗糖、10%脂肪的KKAy小鼠專用高能量飼料喂養(yǎng)，小鼠隨機血糖均≥13.9 mmol/L，將其隨機分為糖尿病模型組(DM組)，Exenatide治療組(EX組)，各8只。并選8只C57BL/6J小鼠為正常對照組(NC組)。EX組予Exenatide 2 μg/kg腹腔注射，2 次/d，DM 組與NC 組腹腔注射相同劑量的生理鹽水，共8周。

1.2 血清空腹血糖(FPG)、TG、TC、空腹胰島素(FINS)的檢測 8周后留取三組小鼠血清，用日立7600全自動生化分析儀測定 FPG、TG、TC，用放射免疫法測定FINS，胰島素敏感指數(shù)(ISI)=1/(FPG× FINS)，取自然對數(shù)正態(tài)化后進行分析［1，2］。

1.3 肝臟組織中過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)-γ及葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(GluT)-2 mRNA的檢測 8周后取各組KKAy小鼠肝組織加液氮研碎，采用Trizol一步法提取總RNA。采用RT-PCR法分別檢測 PPAR-γ及 GluT-2 mRNA。PPAR-γ上游引物 5'-TTTCAAGGGTGCCAGTTT-3'，下游引物 5'-GAGGCCAGCATCGTGTAG-3';反應(yīng)條件:94℃ 5 min，94 ℃ 45 s，59 ℃ 45 s，72 ℃ 45 s，72 ℃ 10 min延伸。GluT-2 mRNA上游引物5'-TACGGCAATGGCTTTATC-3'，下游引物 5'-CCTCCTGCAACTTCTCAAT-3';反應(yīng)條件:94℃ 5 min，94℃ 45 s，54℃45 s，72 ℃ 45 s，72 ℃ 10 min延伸。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS15.0統(tǒng)計軟件。計量資料以±s表示，組間比較采用方差分析。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組小鼠血清 FPG、FINS、ISI、TC、TG 的比較見表1。

2.2 三組小鼠肝臟組織中PPAR-γ、GluT-2 mRNA的表達變化 DM組小鼠肝臟組織中PPAR-γ、GluT-2 mRNA 相對表達量分別為0.417 8 ±0.01、0.379 8±0.01，EX 組分別為 1.570 4 ± 0.02、1.514 8 ±0.02，NC 組分別為 2.325 4 ±0.01、3.691 0 ±0.03，EX組與DM 組比較，P＜0.05，與 NC組比較，P＞0.05。

3 討論

表1 三組小鼠血清FPG、FINS、ISI、TC、TG 的比較(±s)

表1 三組小鼠血清FPG、FINS、ISI、TC、TG 的比較(±s)

注:與 NC 組比較，*P＜0.05;與DM 組比較，#P ＜0.05

組別 FPG(mmol/L) FINS(mU/L) ISI TC(mmol/L) TG(mmol/L)DM 組 8.60 ±0.33* 54.13 ±6.23* －1.83 ±0.14* 5.63 ±0.57* 2.80 ±0.57*EX 組 5.41 ±0.15# 23.12 ±2.32# －1.59 ±0.16# 4.57 ±0.53# 1.70 ±0.19#NC 組 5.29 ±0.20 18.37 ±1.79 －1.23 ±0.09 2.88 ±0.26 0.51 ±0.09

糖尿病的糖代謝紊亂主要與胰島β細胞分泌胰島素不足以及肝臟、脂肪、肌肉等外周組織對胰島素的敏感性下降有關(guān)。PPARs是一類由配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，它能控制糖脂代謝方面疾病中多種細胞的代謝過程［3］。PPARγ是屬于PPARs的一個亞型，在脂肪組織中高表達，在肝臟、骨骼肌組織中少量表達，在胰島素抵抗發(fā)病機制中起重要作用。PPARγ的激活可以促進白色脂肪組織分化，這可以減少肥大脂肪細胞的數(shù)量，增加小脂肪細胞的數(shù)量，而且小脂肪細胞對胰島素的反應(yīng)性更強，它的代謝活性增加后，有助于促進葡萄糖攝取。PPARγ的激活還可以促進棕色脂肪組織分化，促進線粒體解偶聯(lián)蛋白1、2的表達，有利于消耗能量，從而改善胰島素抵抗［4］。

噻唑烷二酮類藥物即是通過激活PPAR-γ，進而增強外周組織胰島素敏感性，改善糖尿病高血糖狀態(tài)。盡管噻唑烷二酮類藥物已成為公認的胰島素增敏劑，但其肝臟不良反應(yīng)及遠期療效尚不肯定，且其昂貴的價格不能滿足大多數(shù)患者的要求。因而尋找新的降糖藥物成為醫(yī)藥研究領(lǐng)域的重要課題。GLP-1曾一度被認為是有效治療T2DM的希望所在。其最初由一種美洲毒蜥的唾液中分離得到，具有降低血糖、促進胰島素分泌、促進胰島β細胞生長、增殖并抑制其凋亡等多種作用，然而其半衰期極短，限制了其臨床應(yīng)用。Exenatide是GLP-1的長效類似物Exendin-4的人工合成產(chǎn)物，與GLP-1的作用類似［5］，能延緩胃排空，促進胰島素的分泌、增加胰島素敏感性及促進β細胞的增殖與再生［6］。但其血漿半衰期較長，是一種在T2DM治療方面非常有應(yīng)用前景的藥物［7］。

葡萄糖是一類極性分子，只有在腎小管和小腸內(nèi)可以由主動運輸?shù)姆绞奖晃眨谄渌慕M織細胞都必須借助于細胞膜上的GluT以易化擴散方式通過細胞膜的脂質(zhì)雙層從而被攝入到細胞質(zhì)中。其中GluT-2主要存在于肝臟和胰島β細胞膜上，主要負責上皮細胞基膜側(cè)的葡萄糖轉(zhuǎn)運［8，9］。其中肝胞膜上的GluT-2在血糖升高時，可能導(dǎo)致肝細胞對葡萄糖的內(nèi)向轉(zhuǎn)運減少，而肝內(nèi)葡萄糖向細胞外轉(zhuǎn)運增加，從而影響血糖水平。GluT-2的異常將降低胰島β細胞對葡萄糖的敏感性和減少肝臟對葡萄糖的攝取，引起肝臟胰島素抵抗［10］。

本研究結(jié)果顯示，EX組小鼠血清FPG、FINS、TC、TG水平及ISI與NC組近似，明顯低于DM組，表明Exenatide可降低KKAy T2DM小鼠血糖和血脂，提高胰島素水平，并改善肝臟組織對胰島素的敏感性。本研究還發(fā)現(xiàn)，EX組小鼠肝臟組織中PPAR-γ、GluT-2 mRNA的相對表達量與NC組相近，而二者均高于DM組。推測Exenatide可能通過上調(diào)小鼠肝臟組織中PPAR-γGluT-2 mRNA表達，從而促進胰島素刺激的葡萄糖攝取，改善肝臟組織對葡萄糖利用不足和釋放過度狀態(tài)，提高肝臟對胰島素的敏感性。

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