吡格列酮对STZ诱导的糖尿病大鼠肾脏和骨骼肌免疫损伤的治疗作用

论文摘要

目的：糖尿病（DM）慢性并发症可累及全身各组织器官，传统的治疗方法主要为严格的控制血糖和对症处理，但效果不佳。近年来的研究发现免疫学因素在DM慢性并发症的发病过程中可能发挥重要的作用。我们近几年在临床上开展的肾活检和骨骼肌活检证实，部分2型糖尿病患者肾脏和骨骼肌有多种免疫复合物沉积。在已经完成的系列研究中，我们选用环孢菌素A（CsA）对DM大鼠短期干预（8周），发现能明显延缓糖尿病肾脏疾病（DKD）的发生。但是当DM病程明显延长时疗效如何?我们尚需观察。近年来越来越多的研究显示，噻唑烷二酮类药物（Thiazolidinediones，TZDs）具有免疫调节作用，而TZDs是否影响DM慢性并发症时的免疫异常反应，尚未见有关研究报道。p38丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）信号转导通路是细胞信息传递的交汇点或共同通路，在应激、炎症反应、细胞凋亡、细胞内蛋白质合成与分泌、细胞分化等过程中发挥重要作用。以往的研究表明，p38MAPK的激活在DM肾脏病变、神经病变和大血管病变发病的早期阶段起到重要作用。然而，p38MAPK是否在DKD发展阶段中发挥作用尚有争议，是否参与糖尿病骨骼肌病变的发生和发展，尚未见有关研究报道。TZDs类药物可激活脂肪细胞和肝上皮细胞p38MAPK活性，但不激活人系膜细胞p38MAPK。CsA能通过抑制钙调神经磷酸酶（CaN）和蛋白激酶C（PKC）使心肌p38MAPK活性降低。然而，TZDs和CsA是否影响DKD和糖尿病骨骼肌病变时肾皮质和骨骼肌的p38MAPK活性，尚未见有关研究报道。本实验采用STZ诱导的DM大鼠模型，观察DKD和糖尿病骨骼肌病变时吡格列酮（PIO）、CsA对肾脏和骨骼肌免疫球蛋白异常沉积、p38MAPK活性、细胞凋亡以及炎症因子和葡萄糖转运蛋白（GLUTs）表达的影响，并确定其治疗效果，从而为临床选择药物防治DKD和糖尿病骨骼肌病变提供一定的理论依据。方法：96只雄性SD大鼠，其中84只以静脉注射STZ的方法制造DM大鼠模型，另外12只大鼠作为正常对照组（CON组）。所有成模大鼠根据血糖水平分层后，随机分为PIO小剂量治疗组（A组，4mg／kg／d）、PIO大剂量治疗组（B组，20mg／kg／d）、PIO联合甘精胰岛素治疗组（C组，PIO 4mg／kg／d+甘精胰岛素4U／／kg／d）、CsA治疗组（D组，1mg／kg／d）、CsA联合甘精胰岛素治疗组（E组CsA1mg／kg／d+甘精胰岛素4U／／kg／d）、甘精胰岛素治疗组（F组，4U／／kg／d）、DM未治疗组（G组）。PIO配置成混悬液后予以灌胃，CsA溶于橄榄油后予以皮下注射，甘精胰岛素予以皮下注射。成模16周后处死。留取血、尿标本分别检测肾功能、胰岛素和尿微量白蛋白。光镜和电镜下观察各组大鼠肾脏和骨骼肌的病理组织学改变，通过免疫组化和免疫荧光方法检测上述器官IgG、IgA和IgM的表达。采用免疫组化方法观察DM大鼠肾脏和骨骼肌p-p38MAPK、TGFβ1、TNFα、Bax、Bcl-2、Fas、Fas-L、GLUT1和GLUT4表达水平的变化。结果：1．G组大鼠出现明显肾小球硬化和纤维化，近端肾小管上皮细胞（PTEC）有广泛的糖原颗粒沉积、并出现局灶样或弥漫性空泡样变性。电镜观察显示肾小球毛细血管基底膜不规则增厚，系膜区增宽，上皮细胞足突融合。G组大鼠骨骼肌纤维普遍性萎缩，电镜观察显示肌丝呈灶状溶解。各PIO或CsA治疗组大鼠肾脏和骨骼肌病变均有不同程度减轻。2．G组大鼠肾皮质和骨骼肌均可见IgG、IgA、IgM异常沉积，各PIO或CsA治疗组大鼠肾皮质和骨骼肌免疫球蛋白的沉积明显减少。3．G组大鼠肾皮质p-p38MAPK、TGFβ1、TNF-α、Bax、Fas、Fas-L、GLUT1和GLUT4表达较CON组均明显增加，Bax／Bcl-2比升高。与G组相比，各PIO或CsA治疗组大鼠肾皮质以上各项指标均有不同程度降低。4．G组大鼠骨骼肌纤维p-p38MAPK、TGFβ1、TNF-α、Bax、Fas、Fas-L表达较CON组均明显增加，Bax／Bcl-2比升高，GLUT1和GLUT4表达均明显减少。与G组相比，各PIO或CsA治疗组大鼠肾皮质p-p38MAPK、TGFβ1、TNF-α、Bax、Fas、Fas-L表达量以及Bax／Bcl-2比均有不同程度降低，GLUT1表达均无变化，GLUT4表达均增加。结论：1．STZ诱导DM大鼠的肾脏和骨骼肌均出现免疫球蛋白的异常沉积，提示在DM慢性并发症的发生和发展过程中，免疫反应可能起到了关键的作用。2．应用PIO和CsA进行免疫调节或免疫抑制治疗能有效减轻肾脏和骨骼肌病变的程度，并减少肾脏和骨骼肌中免疫球蛋白的沉积量，提示在临床上早期给予免疫调节或免疫抑制治疗可能会预防或延缓DKD和糖尿病骨骼肌病变的发生。3．在DKD的发展阶段（16周），DM大鼠肾皮质p38MAPK信号转导通路仍被激活，同时肾皮质TGFβ1、TNF-α、促凋亡基因蛋白、GLUT1和GLUT4表达增加。以上因素相互作用，共同促进了DKD的发生和发展。4．糖尿病骨骼肌病变时，大鼠骨骼肌p38MAPK信号转导通路被激活，同时TGFβ1、TNF-α和促凋亡基因蛋白表达增加，共同促进了糖尿病骨骼肌病变的发生和发展；骨骼肌GLUT1和GLUT4表达下降导致了机体葡萄糖的利用障碍。5．PIO和CsA治疗能抑制DM大鼠肾皮质和骨骼肌p38MAPK活性，减少TGFβ1、TNF-α、促凋亡基因蛋白的表达，并改善肾脏GLUT1和GLUT4、骨骼肌GLUT4的异常表达。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 符号说明
• 一、吡格列酮对STZ诱导的糖尿病大鼠肾脏和骨骼肌免疫球蛋白异常沉积的影响
• 前言
• 研究现状、成果
• 研究目的、方法
• 1.1 对象和方法
• 1.2 结果
• 1.3 讨论
• 1.4 小结
• 结论
• 附录一
• 二、吡格列酮对STZ诱导的糖尿病大鼠肾脏和骨骼肌p38MAPK信号转导通路的影响
• 前言
• 研究现状、成果
• 研究目的、方法
• 2.1 对象和方法
• 2.2 结果
• 2.3 讨论
• 2.4 小结
• 结论
• 附录二
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 综述
• p38MAPK与糖尿病肾脏疾病研究进展
• 综述参考文献
• 致谢