葡萄糖依赖的肠促胰岛素对骨性关节炎保护效应的实验研究

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目的:研究新型肠促胰岛素类似物DAla2GIP对骨性关节炎模型鼠炎症反应的抑制效应。方法:从山西医科大学实验动物中心购买24只3月龄雄性SD大鼠,按照随机数表法分为假手术组、模型组、DAla2GIP治疗组、DAla2GIP+GIP(3-30)NH2治疗组,每组各6只。除假手术组大鼠只切开关节囊外,其余实验大鼠均需切断前交叉韧带、摘除内侧半月板。大鼠膝关节OA模型建立8周后,DAla2GIP治疗组腹腔注射DAla2GIP(25nmol/kg),DAla2GIP+GIP(3-30)NH2(GIP受体拮抗剂)治疗组腹腔注射DAla2GIP和GIP(3-30)NH2(各25nmol/kg),假手术组和模型组腹腔注射同体积的生理盐水,每周注射两次,连续注射8周。所有实验动物在造模14周后,步态训练两周后行步态分析。造模16周后处死实验动物,行大体标本评分、番红O-固绿染色、ELISA测定关节液中IL-1β、IL-18的含量。结果:(1)DAla2GIP慢性治疗缓解OA软骨组织损伤所致的步态异常:相对于假手术组(正常步序比:(98.04%±1.96%),通过跑道的平均速度:((21.33±2.59)cm/s),右后肢最大接触面积:((0.67±0.03)cm2),左后肢最大触地面积:((0.61±0.07)cm2),后爪间距:((4.18±0.23)cm)),模型组的正常步序比(82.33%±6.60%)、通过跑道的平均速度(13.93±2.51)cm/s)、右后肢最大接触面积((0.67±0.03)cm2、左后肢最大触地面积((0.61±0.07)cm2))、后爪间距((3.14±0.48)cm))显著降低(P均<0.01);而DAla2GIP治疗组的正常步序比((94.55%±5.45%))、通过跑道的平均时间((19.07±2.46)cm/s)、右后肢最大接触面积((0.58±0.05)cm2)、左后肢最大接触面积((0.60±0.09)cm2)、后爪间距((3.77±0.27)cm)均明显高于模型组(P均<0.05)和DAla2GIP+GIP(3-30)NH2治疗组(正常步序比:(80.25%±4.57%),通过跑道的平均速度:((12.48±2.71)cm/s),右后肢最大接触面积:((0.39±0.05)cm2),左后肢最大触地面积:((0.42±0.06)cm2),后爪间距:((3.05±0.33)cm),P均<0.01)。与假手术组SD大鼠前爪间距((4.03±0.11)cm)相比较,模型组的前爪间距显著缩短((2.73±0.33)cm,P<0.0001);而DAla2GIP治疗组的前爪间距((3.77±0.27)cm)高于模型组和DAla2GIP+GIP(3-30)NH2((2.73±0.27)cm),但并无统计学意义(P>0.05)。(2)DAla2GIP慢性治疗减弱OA软骨组织损伤:假手术组软骨无损伤,表面光滑,颜色鲜艳而富有弹性,而模型组和DAla2GIP+GIP(3-30)NH2治疗组的膝关节表面软骨缺损严重,弹性较差,有大量骨赘生成,颜色暗淡。DAla2GIP治疗组在软骨色泽方面较模型组改善,且无骨外露表现,但可见部分细小的软骨裂缝。与假手术组的ICRS评分(15.33±0.82)相比较,模型组的ICRS评分显著减小((4.83±0.75),P<0.0001));而DAla2GIP治疗组的ICRS评分(11.33±0.816)显著高于模型组(P<0.0001)和DAla2GIP+GIP(3-30)NH2((5.00±1.27),P<0.0001)。(3)番红O-固绿染色:假手术组及DAla2GIP治疗组番红O着色最深,软骨厚度正常,软骨细胞排列规则,间接反映了这两组中软骨基质中蛋白多糖的含量较多。模型组及DAla2GIP+GIP(3-30)NH2治疗组软骨层着色较淡,染色不均匀,软骨层菲薄,软骨细胞杂乱排列。(4)ELISA测定关节液中IL-1β、IL-18的含量:与假手术组膝关节液中IL-1β的含量((410±37.14)pg/ml)相比较,模型组的IL-1β的含量显著增加((796.95±64.17)pg/ml,P<0.01));而DAla2GIP治疗组的IL-1β的含量((435.65±27.07)pg/ml)显著低于模型组(P<0.01)和DAla2GIP+GIP(3-30)NH2((749.52±43.13)pg/ml,P<0.01)。与假手术组膝关节液中IL-18的含量((214.64±28.02)pg/ml)相比较,模型组的IL-18的含量显著增加((372.92±45.93)pg/ml,P<0.01));而DAla2GIP治疗组的IL-18的含量((243.84±29.02)pg/ml)显著低于模型组(P<0.01)和DAla2GIP+GIP(3-30)NH2((344.25±36.20)pg/ml,P<0.01)。结论:DAla2GIP慢性治疗后抑制OA模型大鼠关节液中IL-1β和IL-18的分泌,并改善OA大鼠的步态,最终修复OA大鼠软骨组织的损伤。
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