GOD和STZ對胰島β細胞損傷作用及腹腔鏡胃旁路術治療2型糖尿病的臨床分析.pdf

1、背景和目的：
　　糖尿病已成為全球流行病,其發(fā)病率正逐年增高且常伴有各種并發(fā)癥,嚴重威脅著人類健康。成人糖尿病患者中以2型糖尿病最為多見,主要是因為機體內(nèi)胰島素產(chǎn)生不足和/或胰島素抵抗所致的葡萄糖代謝紊亂而引起血糖升高。糖尿病發(fā)病機制復雜,如較高濃度的食品添加劑葡萄糖氧化酶也能誘導胰島素抵抗,最終導致糖尿病。葡萄糖氧化酶是葡萄糖代謝途徑中的關鍵酶,通過催化β-D-葡萄糖生成葡萄糖酸和過氧化氫(H2O2),在糖尿病發(fā)病機理中起著重要

2、作用。在已有的報道中,葡萄糖氧化酶顯示對多種細胞具有凋亡誘導作用,包括胰島β細胞,神經(jīng)元細胞和成纖維細胞。其作用機理與它的 H2O2生成有關。然而,更深入的毒理性機制未見報道。為更好的解析糖尿病發(fā)病機制,人們構建糖尿病動物模型進行相關研究。鏈脲佐菌素(Streptozotocin, STZ)是最常用來誘導構建糖尿病動物模型的藥物之一,對胰島β細胞有選擇性毒性作用。在試驗性糖尿病模型中,不同的STZ處理方式誘導不同類型的糖尿病反應。目前,

3、2型糖尿病多是基于改變生活方式的藥物治療,但遠期療效都差強人意。近些年來,國內(nèi)外大量的臨床研究證實,外科手術能有效治療糖尿病。
　　本研究旨在:1)更深入探討葡萄糖氧化酶對胰島β細胞的毒性機制,為葡萄糖氧化酶誘發(fā)胰島素抵抗的機理提供更多的支持證據(jù)。2)比較多次低劑量STZ(MLD)和單次高劑量STZ(SHD)對細胞內(nèi)ROS生成和胰島β細胞超微結構的影響,為STZ誘導構建糖尿病動物模型中的應用提供進一步的理論支持。3)探討腹腔鏡胃空

4、腸 Roux-en-Y轉流術對2型糖尿病的臨床療效,以及評估手術的安全性。
　　實驗方法：
　　1)用葡萄糖氧化酶處理胰島β細胞RIN-m5F細胞。用MTT法觀察葡萄糖氧化酶對細胞活性的影響。用DCFH熒光法顯示細胞內(nèi)活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)水平。用流式細胞儀觀察細胞凋亡和細胞周期。用透射電鏡觀察亞細胞結構。用實時定量RT-PCR觀察線粒體融合蛋白的表達。
　　2)高脂喂

5、養(yǎng)的大鼠給予腹腔多次低劑量STZ注射(MLD,30 mg/kg.d,共3天)或單次高劑量STZ注射(SHD,120 mg/kg)。最后一次注射后禁食12 h,取動脈血和胰腺。血清胰島素用ELISA測量,羥自由基和H2O2用化學光譜法檢測。胰島β細胞超微結構用電鏡觀察。
　　3)回顧性分析我院近2年來接受腹腔鏡LRYGB手術治療的33例2型糖尿病(T2DM)患者臨床資料。分析患者手術前,手術后1個月,3個月和6個月的體重指數(shù),腰圍,

6、口服糖耐量(OGTT)試驗,C肽、胰島素釋放試驗,以及糖化血紅蛋白和血脂的變化。術后12個月隨訪觀察BMI、腹圍、空腹血糖、HbA1c等指標。
　　實驗結果：
　　1)葡萄糖氧化酶劑量依賴性地降低細胞活性。相反,葡萄糖氧化酶劑量依賴性地增加細胞內(nèi)ROS及細胞凋亡。在亞細胞結構上,葡萄糖氧化酶嚴重損傷線粒體,表現(xiàn)為線粒體數(shù)量減少、體積縮小、線粒體融合和分裂。進一步的結果顯示葡萄糖氧化酶顯著誘導線粒體融合蛋白Mfn1,Mfn2和

7、Opa1的表達。
　　2)與正常飲食大鼠相比,MLD和SHD大鼠禁食血糖均顯著升高,以MLD更甚。MLD大鼠胰島素水平顯著升高,胰島素敏感指數(shù)明顯下降,而SHD大鼠胰島素水平未見改變,胰島素敏感指數(shù)僅輕微下降。MLD和SHD處理均引起胰島β細胞線粒體腫脹。然而MLD顯著減少線粒體數(shù)量,SHD僅中度減少線粒體量。在ROS水平觀察上,MLD顯著升高羥自由基和H2O2水平,而SHD沒有顯著的影響。
　　3)33例患者均順利恢復,無

8、死亡,其中3例患者(占9％)術后并發(fā)吻合口漏(1例)和吻合口潰瘍(2例),經(jīng)保守治愈均得以恢復。與術前相比,術后1,3,6個月,體重指數(shù),腰圍,糖化血紅蛋白,總膽固醇和甘油三酯,空腹血糖,空腹血清胰島素和C-肽均明顯降低(P<0.05)。術后12個月患者體重指數(shù)、腹圍、HbA1c等指標仍然維持低水平。在OGTT試驗中,術后1,3,6個月血糖值在60,120,180 min時相較術前顯著下降。C肽和胰島素釋放試驗中,術后1,3和6個月胰島

9、素和C肽分泌峰值前移。所有這些變化,均以術后6個月最為顯著。在隨訪滿1年的18例患者中,糖尿病病情緩解11例(61.1%),血糖控制5例(27.8%),好轉2例(11.1%),無效0例。
　　結論：
　　1)葡萄糖氧化酶對胰島β細胞具有強烈的毒性作用。其毒性機理涉及細胞內(nèi)H2O2積累。增加的細胞內(nèi)H2O2進一步損傷線粒體,從而誘發(fā)線粒體性細胞凋亡。
　　2)相對于SHD單純的胰島β細胞毒性,MLD顯示一個更嚴重的雙重糖

10、尿病誘導作用,即損傷胰島β細胞和誘導胰島素抵抗,ROS積累可能起重要作用。
　　3)不同劑量和次數(shù)的STZ均能破壞β細胞,降低胰島素的釋放。并能誘導嚴重的空腹血糖和胰島素水平升高,甘油三酯上升,且增加ROS水平,造成胰島β細胞線粒體損傷。
　　4)腹腔鏡胃空腸LRYGB旁路術,可以有效地改善2型糖尿病患者的糖代謝和胰島素分泌,是2型糖尿病的有效治療。
　　5)腹腔鏡胃空腸LRYGB旁路術,對T2DM的近期療效滿意,88