舒林酸对高脂饲养大鼠胰岛素抵抗的影响
时间：2023-06-01 16:55:25 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
顾鸣宇，林毅，马宇航，熊川浩，盖显英，丁晓颖，彭永德
1.南京医科大学上海市第一人民医院 上海交通大学医学院附属上海市第一人民医院内分泌代谢科,上海 200080;2.上海市松江区泗泾医院内分泌科
我国糖尿病患病率快速上升，胰岛素抵抗(IR)是糖尿病的病理生理机制之一[1]。既往研究显示，全身的炎症反应参与了胰岛素抵抗的发生，抑制慢性、亚临床性炎症可能成为筛选治疗IR和2型糖尿病药物的新靶点[2]。目前已证实兼有一定抗炎作用的药物包括原有的降糖药(二甲双胍、格列酮类等)、部分调脂药和降压药等均具有改善胰岛素抵抗的作用[3]。水杨酸盐是临床常用的抗炎药物，既往研究显示大剂量的水杨酸盐可通过调节肥胖诱导的胰岛素信号转导通路和作用缺陷而防止和改善胰岛素抵抗[4]。但是阿司匹林等水杨酸盐发挥改善胰岛素抵抗作用时服用剂量较大，会引起消化道出血等并发症，影响了其在改善胰岛素抵抗中的应用。舒林酸(Sulinda)是一种广泛应用于临床的非甾体类抗炎药物。其抗炎作用为阿司匹林的16倍，而胃肠道潜在出血率约是阿司匹林的1/10。较小的起效剂量和较低的副作用使这类抗炎药物可望成为改善IR的新药[5]。本研究团队在前期研究中发现，舒林酸可以通过改善胰岛素受体底物1(IRS1)丝氨酸/酪氨酸磷酸化状态来缓解白细胞介素(IL)-1β诱导的3T3L1成熟脂肪细胞胰岛素抵抗[6]。在本研究中，通过观察舒林酸对饮食诱导胰岛素抵抗大鼠糖代谢状态的改变，以及舒林酸对大鼠胰岛素靶组织信号转导通路蛋白IRS1丝氨酸(Ser)/酪氨酸(Tyr)磷酸化状态的影响，在体内试验探讨舒林酸改善胰岛素抵抗的作用，为临床糖尿病患者选择抗感染治疗方案，辅助改善胰岛素抵抗提供理论依据。
1.1 试验材料 本研究使用的舒林酸购买自Sigma-Aldrich(纯度≥98%)，胰岛素购买自Eli-Lilly；
IRS1 抗体购买自Cell Signal Technology；
IRS1-Tyr抗体和IRS1-Ser抗体购买自Upstate Biotechnology；
大鼠胰岛素检测试剂盒(放射免疫分析法)购自Linco Research。
1.2 研究方法
1.2.1 高脂饲养大鼠胰岛素抵抗模型制备及分组 3周龄雄性SD大鼠20只，体重60～80 g，购自上海斯莱克实验动物中心。适应性饲养3 d后随机分为2组：普食组(Chow组)，5只；
高脂饲养组(HFD组)，15只。饲养20周后所有大鼠行口服糖耐量试验(OGTT)，10只HFD肥胖大鼠胰岛素抵抗造模成功，再随机分为2组高脂饲养组(HFD组)和舒林酸组(S组)，舒林酸组在高脂饲养下予以舒林酸100 mg·kgBW-1·d-1灌胃[舒林酸溶于二甲基亚砜(DMSO)中]；
高脂饲养组继续高脂饲养，Chow组继续普食，高脂饲养组和Chow组同时予舒林酸组同样容积的DMSO溶媒灌胃。4周后所有大鼠称重后，分别予高胰岛素正葡萄糖钳夹实验。
1.2.2 大鼠口服葡萄糖耐量试验 大鼠禁食10 h后，眶后静脉窦取血，50%葡萄糖 2 g/kgBW灌胃，2 h后取尾静脉尖血用One Touch Ⅱ型血糖仪检测微量法血糖。
1.2.3 大鼠高胰岛素正糖钳夹试验 大鼠禁食10 h后，戊巴比妥(40 mg/kg)腹腔注射麻醉，固定在动物台上，颈静脉置管用于胰岛素和葡萄糖的输入，颈动脉置管用于采血。蠕动泵恒定地注入速效胰岛素(6.0 mU·kg-1·min-1)，每10 min经动脉采血测定血糖，根据血糖值调节葡萄糖(20%)的输入速度，经过100～140 min后钳夹试验进入稳定期，以稳定期血糖值和葡萄糖的输入速度计算葡萄糖清除率(GDR)。GDR(mg·kg-1·min-1)=稳定期葡萄糖的平均输入速度×葡萄糖液浓度/大鼠体重。
1.2.4 靶组织胰岛素信号转导通路的变化 取大鼠的骨骼肌提取蛋白，利用蛋白免疫印迹(Western Blot)的方法检测骨骼肌组织IRS1以及IRS1-Tyr和IRS1-Ser的表达。
1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0统计学软件分析数据。对于符合正态分布的变量，组间比较采用SNK法(Student Newman-Keuls)；
方差不齐时，行Dunnett′s T3检验。非正态分布变量，经变量转换成近似正态分布或采用非参数检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2.1 各组大鼠一般情况比较和血液学检测指标的变化 HFD组大鼠平均体重高于Chow组和S组，P值均<0.05。HFD组大鼠餐后血糖高于Chow组,P<0.01。HFD组大鼠三酰甘油水平高于Chow组和S组(P值均<0.05)。见表1。
表1 不同干预因素对大鼠体重糖、脂代谢指标的影响
2.2 葡萄糖耐量和钳夹试验对不同干预因素组大鼠糖代谢的影响 在高胰岛素正葡萄糖钳夹稳态期，机体整体胰岛素敏感性由GDR判定。干预后，HFD组大鼠GDR(7.87 mg·kg-1·min-1)低于Chow组(10.45 mg·kg-1·min-1)，P<0.05；
S组高于HFD组(12.39 mg·kg-1·min-1)，提示葡萄糖清除率升高，胰岛素敏感性改善(P值分别<0.01和<0.05)。
2.3 不同干预因素对大鼠骨骼肌组织胰岛素信号通路蛋白表达的影响 图1显示了不同干预因素对大鼠骨骼肌组织IRS1、IRS1-Tyr、IRS1-Ser表达的影响，结果表明HFD、S组间IRS1表达水平差异无统计学意义，S组IRS1-Tyr表达水平显著高于HFD组而IRS1-Ser较HFD组有下降趋势。
图1 不同干预因素对大鼠骨骼肌IRS1、IRS1-Tyr、IRS1-Ser表达的影响
胰岛素抵抗是糖尿病的重要发病机制之一，炎症导致胰岛素抵抗的分子机制是近几年研究的热点[7-8]。生理情况下，胰岛素与胰岛素受体结合后，胰岛素受体磷酸化导致胰岛素受体底物的酪氨酸磷酸化，激活其下游底物，将胰岛素信号转导至效应器[9]。炎症因子激活的一系列激酶也可以使胰岛素受体底物发生磷酸化，但是作用部位在酪氨酸附近的丝氨酸/苏氨酸上，一旦丝氨酸/苏氨酸磷酸化就会干扰酪氨酸的磷酸化，导致胰岛素受体底物和胰岛素受体的结合松散，激活下游底物磷脂酰肌醇-3激酶的能力下降或可促进胰岛素受体底物的降解，从而减弱了胰岛素信号转导，引起胰岛素抵抗[10]。
近年来研究显示抑制炎症反应可以改善胰岛素抵抗。有研究报道大剂量阿司匹林治疗可使代谢综合征患者空腹血糖降低25%，CRP和总胆固醇降低约15%，三酰甘油降低近50%，可使肝脏葡萄糖输出减少约20%，同时增加胰岛素介导的周围组织葡萄糖摄取达30%[11]。本研究观察了另一种非甾体类抗炎药舒林酸对高脂饮食诱导胰岛素抵抗的作用。本研究应用高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术对模型动物进行胰岛素敏感性的评价，高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术是评估胰岛素抵抗的金标准[12]。本研究结果显示，HFD组大鼠GDR较Chow组显著下降(P<0.05)，提示高脂饲养胰岛素抵抗肥胖大鼠建模成功。进一步观察舒林酸干预的高脂大鼠GDR的变化，发现舒林酸组(S组)的GDR水平较HFD组明显升高，提示舒林酸干预后大鼠胰岛素抵抗得到了改善。
IRS家族是参与胰岛素信号转导的关键蛋白，其中IRS1及其磷酸化水平在胰岛素受体后信号转导通路中对胰岛素生物学效应起到重要作用[13]。IRS1丝氨酸(Ser307)磷酸化在介导胰岛素生物学效应负反馈调节方面起重要作用，是目前糖尿病和肥胖状态下IR的主要分子水平指标[14]。本研究用Western blot方法检测了各组大鼠骨骼肌组织IRS1酪氨酸、丝氨酸的磷酸化水平。结果显示，舒林酸组(S组)大鼠肝脏IRS1酪氨酸磷酸化表达水平上调，IRS1丝氨酸磷酸化表达水平较HFD组有下降趋势。提示舒林酸可能通过调节大鼠IRS1酪氨酸、丝氨酸的磷酸化水平来改善高脂引起的胰岛素抵抗。既往研究人员发现舒林酸可调节NF-κB的转录活性[15]。在脂肪细胞中抑制NF-κB的活性可减少肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-6等炎症因子的释放，TNF-α等炎症因子能造成IRS1在胰岛素刺激下其酪氨酸磷酸化能力降低[16]。故推测舒林酸是通过调节NF-κB信号通路改善炎症状态进而影响到胰岛素信号通路。此外，舒林酸是过氧化物酶体增殖物激活受体γ (PPARγ)的配体之一[17]。PPARγ是调节脂肪细胞分化、脂质代谢、葡萄糖稳态和胰岛素敏感性的主要调节因子。PPARγ的配体如吡格列酮、罗格列酮等都可有效增加2 型糖尿病患者的胰岛素增敏作用并改善血糖控制。舒林酸及其衍生物也可能通过调节PPARγ起到改善胰岛素抵抗的作用[18]。本研究为舒林酸干预与胰岛素敏感性相关关系的初步探索，仍有一定的局限性：研究样本量较小，未来需进一步扩大样本量验证该结论。
综上所述，本研究发现在体内试验中舒林酸可通过调节IRS1 Ser /Tyr残基的磷酸化水平从而改善高脂饮食引起的胰岛素抵抗。这为舒林酸在临床中应用于改善胰岛素抵抗提供了理论基础，但舒林酸改善胰岛素抵抗的分子机制仍未明确，未来有待更进一步的临床和基础研究探讨和阐明。
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