電針對ZDF大鼠股四頭肌PGC-1α及下游線粒體相關(guān)基因表達的影響.pdf

1、研究背景：
　　胰島素抵抗是目前公認2型糖尿病和肥胖的共同病理基礎(chǔ)，增強胰島素敏感性是治療2型糖尿病和肥胖的重中之重。形成2型糖尿病前很長一段時間內(nèi)機體處于胰島素抵抗狀態(tài)，因此，在胰島素抵抗狀態(tài)，采取措施進行安全有效地干預(yù)，提高胰島素敏感性對于預(yù)防2型糖尿病同樣具有重大意義，中醫(yī)傳統(tǒng)針灸療法具有改善胰島素抵抗的獨特優(yōu)勢。近年研究表明，線粒體功能受損可導致骨骼肌胰島素抵抗，且過氧化物酶體增生物激活受體輔助活化因子1（PGC-1α）是

2、線粒體生物合成和能量代謝的關(guān)鍵調(diào)控點。目前，尚未見電針從遺傳型胰島素抵抗大鼠骨骼肌PGC-1α及下游線粒體生物合成和氧化相關(guān)基因方面闡釋電針治療胰島素抵抗的分子機制。本實驗試圖從這一方面展開研究。
　　目的：
　　本研究通過電針干預(yù)遺傳型胰島素抵抗模型 ZDF大鼠，遵循針灸治未病的學術(shù)思想，從細胞、分子水平研究電針對ZDF大鼠體重、體脂、Lee’S指數(shù)、血糖、股四頭肌病理形態(tài)結(jié)構(gòu)、線粒體細胞色素C氧化酶活性及PGC-1α及下

3、游線粒體生物合成和氧化相關(guān)基因NRF-1、mtTFA信號通路的調(diào)節(jié)機制，并比較電針和非電針刺激療效的差異性，為臨床運用電針防治胰島素抵抗及其相關(guān)性疾病提供實驗依據(jù)。
　　方法：
　　采用7周齡雄性遺傳型胰島素抵抗模型Zucker fa/fa大鼠12只，同窩未變異的Zucker+/?背景瘦鼠4只（無脂質(zhì)等代謝紊亂，無胰島素抵抗），運用隨機數(shù)字表法，將12只Zucker fa/fa大鼠分為3組：模型對照組，非電針刺激組，電針組，

4、每組4只，4只Zucker+/?背景瘦鼠即為空白對照組。電針和非電針刺激干預(yù)足三里、豐隆、中脘、關(guān)元四穴進行比較。電針干預(yù)方法：空白對照組和模型對照組，不給予電針處理；電針組采用0.30×13 mm華佗牌不銹鋼毫針，直刺―豐隆‖和―足三里‖（―后三里‖）穴，左右交替，向恥骨聯(lián)合方向斜刺―中脘‖穴，向劍突方向斜刺―關(guān)元‖穴，深度均為3～5mm。針刺后，接通HANS-100A型韓式疼痛電針治療儀，選擇連續(xù)波，頻率為2Hz，強度為1mA，通電

5、10min，每周3次，總療程為3周；非電針刺激組針刺后連接HANS-100A型韓式疼痛電針治療儀但不通電，其余操作同電針組。治療結(jié)束后，稱重、測體長，用快速血糖儀測空腹血糖和餐后血糖，處死大鼠后快速取股四頭肌，并稱附睪白色脂肪組織和肩胛骨間褐色脂肪組織重量。采用電鏡觀察 ZDF大鼠股四頭肌線粒體病理形態(tài)結(jié)構(gòu)，用化學比色法檢測股四頭肌線粒體細胞色素 C氧化酶活性，分別用免疫印跡和RT-PCR法檢測股四頭肌PGC-1α及下游線粒體生物合成和

6、氧化相關(guān)基因NRF-1、mtTFA蛋白和mRNA的表達水平，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。
　　結(jié)果：
　　1.電針對ZDF大鼠胰島素抵抗相關(guān)基礎(chǔ)指標的影響：
　　模型對照組、非電針刺激組、電針組 ZDF大鼠的體重均顯著高于空白對照組（P<0.01）；非電針刺激組、電針組ZDF大鼠的體重較模型對照組呈回降趨勢，非電針刺激組和模型對照組間無明顯差異（P＞0.05），而電針組和模型對照組間有顯著性差異（P<0.05）。
　

7、　各組ZDF大鼠體長無明顯差異（P＞0.05）。
　　模型對照組、非電針刺激組、電針組ZDF大鼠的Lee’S指數(shù)均明顯大于空白對照組（P<0.05）；非電針刺激組、電針組ZDF大鼠的Lee’S指數(shù)較模型對照組呈減小趨勢，非電針刺激組和模型對照組間無明顯差異（P＞0.05），而電針組和模型對照組間有顯著性差異（P<0.05）。
　　模型對照組、非電針刺激組、電針組 ZDF大鼠的附睪白色脂肪和肩胛骨間褐色脂肪組織含量均明顯大于空

8、白對照組，具有極顯著性差異（P<0.01）；非電針刺激組、電針組ZDF大鼠的附睪白色脂肪組織含量較模型對照組減少，經(jīng)統(tǒng)計學處理，非電針刺激組和模型對照組間無明顯差異（P＞0.05），電針組和模型對照組有顯著性差異（P<0.05）；非電針刺激組、電針組ZDF大鼠的肩胛骨間褐色脂肪組織含量較模型對照組增加，經(jīng)統(tǒng)計學處理，非電針刺激組和模型對照組間無明顯差異（P＞0.05），電針組和模型對照組有顯著性差異（P<0.05）。
　　與空白對

9、照組相比，模型對照組、非電針刺激組和電針組空腹血糖和餐后血糖均明顯升高（P<0.01）。與模型對照組相比，治療前，非電針刺激組和電針組的空腹血糖和餐后血糖均無明顯差異；治療后，非電針刺激組的空腹血糖和模型對照組相比亦無明顯差異，而電針組的空腹血糖較模型對照組明顯降低（P<0.01）；治療后，非電針刺激組和電針組的餐后血糖均較模型對照組降低（P<0.05）。
　　2.電針對ZDF大鼠股四頭肌線粒體病理結(jié)構(gòu)的影響：
　　空白對照

10、組大鼠股四頭肌的肌原纖維束排列有序規(guī)整，清晰可見，肌節(jié)明顯，沿肌原纖維束規(guī)則地排列著大量暗色結(jié)構(gòu)正常的線粒體顆粒，走向整齊，形態(tài)完整，形狀多種多樣，呈橢圓形、卵圓形等，大小不一，屬于正常結(jié)構(gòu)的線粒體；模型對照組大鼠股四頭肌的肌原纖維束排列紊亂，肌絲走向不整齊，模糊不清，肌節(jié)明顯，肌原纖維束間未見明顯結(jié)構(gòu)正常的線粒體鑲嵌，大量空泡形成，結(jié)構(gòu)不正常；非電針刺激組大鼠股四頭肌的肌原纖維束排列稍整齊，肌節(jié)略明顯，肌原纖維束間鑲嵌著少量線粒體，排

11、列比較紊亂，稍脹變形，有少許空泡形成；電針組大鼠股四頭肌的肌原纖維束排列比較整齊，肌節(jié)比較明顯，線粒體數(shù)量明顯增多，沿肌原纖維束規(guī)則排列，走向整齊，其形態(tài)完整，形狀多樣，大小不一，結(jié)構(gòu)接近正常，有極少許空泡形成。由此可見，電針對ZDF大鼠股四頭肌線粒體結(jié)構(gòu)具有明顯的保護作用。
　　3.電針對ZDF大鼠股四頭肌線粒體功能的影響：
　　模型對照組ZDF大鼠股四頭肌細胞色素C氧化酶活性較空白對照組顯著減弱（P<0.05）；與模型對

12、照組比較，電針組和非電針刺激組 ZDF大鼠股四頭肌細胞色素 C氧化酶 IV的活性明顯增強（P<0.05）。
　　4.電針對ZDF大鼠股四頭肌PGC-1α蛋白和mRNA的表達水平的影響：
　　模型對照組和非電針刺激組 ZDF大鼠股四頭肌 PGC-1α蛋白表達水平低于空白對照組（P<0.05），電針組和空白對照組無明顯差異（P＞0.05）；電針組和非電針刺激組的PGC-1α蛋白的表達水平明顯高于模型對照組（P<0.05），說明電

13、針和非電針刺激干預(yù)均能增加ZDF大鼠股四頭肌PGC-1α蛋白相對表達水平。
　　模型對照組ZDF大鼠股四頭肌PGC-1α mRNA相對表達水平低于空白對照組（P<0.05），而非電針刺激組和電針組高于空白對照組（P<0.05）；電針組和非電針刺激組 ZDF大鼠股四頭肌 PGC-1αmRNA相對表達水平均明顯高于模型對照組（P<0.01），電針組PGC-1αmRNA相對表達水平約是非電針刺激組的2倍。
　　5.電針對ZDF大鼠

14、股四頭肌NRF-1蛋白和mRNA的表達水平的影響：
　　模型對照組、非電針刺激組ZDF大鼠股四頭肌NRF-1蛋白表達水平較空白對照組明顯降低（P<0.05），電針組和空白對照組無明顯差異（P＞0.05）；非電針刺激組和電針組 ZDF大鼠股四頭肌 NRF-1蛋白表達水平較模型對照組明顯升高（P<0.05），說明電針和非電針刺激均能增加ZDF大鼠股四頭肌NRF-1蛋白表達水平。
　　空白對照組、模型對照組、非電針刺激組三組間 Z

15、DF大鼠股四頭肌 NRF-1 mRNA相對表達水平無明顯差異（P＞0.05）；電針組較空白對照組、模型對照組、非電針刺激組三組 ZDF大鼠股四頭肌NRF-1 mRNA相對表達水平明顯增高（P<0.01），說明，電針能增加ZDF大鼠股四頭肌NRF-1 mRNA相對表達水平。
　　6.電針對ZDF大鼠股四頭肌mtTFA蛋白和mRNA的表達水平的影響：
　　模型對照組、非電針刺激組和電針組ZDF大鼠股四頭肌mtTFA蛋白相對表達水

16、平較空白對照組明顯降低（P<0.05）；非電針刺激組和電針組ZDF大鼠股四頭肌mtTFA蛋白相對表達水平較模型對照組明顯升高（P<0.05），且電針組ZDF大鼠股四頭肌mtTFA蛋白相對表達水平較非電針刺激組高（P<0.05），說明，電針和非電針刺激均能增加ZDF大鼠股四頭肌mtTFA蛋白相對表達水平，且電針較非電針刺激的效果要好。
　　模型對照組、非電針刺激組ZDF大鼠股四頭肌mtTFA mRNA相對表達水平較空白對照組明顯降低

17、（P<0.01），而電針組和空白對照組無顯著性差異（P＞0.05）；非電針刺激組和電針組 ZDF大鼠股四頭肌mtTFA mRNA相對表達水平較模型對照組明顯升高（P<0.05），且電針組較非電針刺激組高（P<0.05），說明，電針和非電針刺激均能增加ZDF大鼠股四頭肌mtTFA mRNA相對表達水平，且電針較非電針刺激的效果要好。
　　結(jié)論：
　　1.電針對遺傳型胰島素抵抗模型ZDF大鼠可以起到減輕體重、減少白色脂肪組織含量

18、、增加褐色脂肪組織含量、降低Lee’S指數(shù)、降低血糖的作用，且電針和非電針刺激無顯著性差異，說明電針和非電針刺激均可以起到良好的減輕胰島素抵抗的作用。
　　2.電針對遺傳型胰島素抵抗模型ZDF大鼠受損股四頭肌線粒體結(jié)構(gòu)有明顯的保護作用，可增強線粒體呼吸酶COX IV活性，且電針和非電針刺激無顯著性差異，說明電針和非電針刺激均可以改善股四頭肌線粒體氧化功能。
　　3.電針通過上調(diào)遺傳型胰島素抵抗模型 ZDF大鼠股四頭肌PGC-

19、1α及下游線粒體生物合成和氧化相關(guān)基因NRF-1、mtTFA表達水平，增強股四頭肌線粒體功能，從而改善遺傳型胰島素抵抗模型ZDF大鼠股四頭肌胰島素敏感性，這可能是電針改善胰島素抵抗的關(guān)鍵機制。
　　4.從調(diào)控遺傳型胰島素抵抗模型ZDF大鼠股四頭肌PGC-1α及下游線粒體生物合成和氧化相關(guān)基因NRF-1、mtTFA表達水平方面來看，電針較非電針刺激的效果好，這可能與電刺激因素有關(guān)，說明電針更能增強股四頭肌線粒體功能，改善遺傳型胰島素