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本研究在复制2型糖尿病大鼠模型基础上加用双胍类、噻唑烷二酮类药物干预,观察2型糖尿病大鼠及二甲双胍、艾可拓药物干预组大鼠骨骼肌Atrogin-1蛋白表达变化,为防治2型糖尿病骨骼肌病变及胰岛素抵抗的药物提供新的作用靶点和理论依据。有助于预防和治疗糖尿病骨骼疾病变,提高人们生活质量,节约医疗支出。 目的:建立大鼠的2型糖尿病动物模型及二甲双胍、艾可拓药物干预模型,观察2型糖尿病动物模型组和二甲双胍药物干预组及艾可拓药物干预组大鼠肌肉细胞形态改变以及骨骼肌组织内Atrogin-1蛋白及基因表达变化,探讨糖尿病骨骼肌病变的发生机制及双胍类、噻唑烷二酮类药物对糖尿病骨骼肌病变的影响。 方法:选择体重200~240g的SD雄性大鼠60只随机分为2组,正常对照组10只(CM组),给予标准大鼠饲料喂养,实验组50只,给予高糖高脂半合成高热量饲料(饲料组成:10%猪油、20%蔗糖、2.5%胆固醇、1%胆酸盐、66.5%常规饲料)喂养4周,试验组大鼠空腹以链脲佐菌35mg/kg一次性腹腔注射,3天尾静脉采血测血糖,血糖≥11.1mmol/L,空腹血糖(FPG)≥7.0mmol/L,确定为糖尿病模型诱导成功。正常对照组动物用等容积缓冲液代替STZ进行注射。共复制2型糖尿病大鼠模型43只。成模后大鼠均用常规饲料喂食。选取2型糖尿病大鼠模型42只随机分为糖尿病未治疗组14只(MM组),二甲双胍干预组14只(二甲双胍10.29mg/kg/d),(BM组),艾可拓药物干预组14只(艾可拓4mg/kg/d),(RM组)4周后处死大鼠,留取大鼠的股四头肌。光镜下观察各组大鼠骨骼肌的病理组织学改变,通过Westenblot技术分析上述4组大鼠骨骼肌标本中Atrogin-1蛋白表达变化,应用实时荧光定量PCR技术检测上述标本中Atrogin-1蛋白mRNA表达变化。所有数据用SPSS11.0软件处理,两组间比较采用Wilcoxon秩和检验作统计学分析。显著性用P值表示,P<0.05为差异有显著性,P<0.01为差异有极显著性。 结果: 1组织学观察:正常对照组骨骼肌肌细胞呈纤维状有明显横纹,不分支,多核,均位于细胞膜下方。糖尿病未治疗组大鼠骨骼肌光镜下病理组织学表现为普遍性萎缩,纤维变性、水肿,肌原纤维间脂滴增多。与糖尿病未治疗组相比,二甲双胍药物干预组及艾可拓药物干预组骨骼肌肌萎缩程度明显减轻。 2骨骼肌组织中的Atrogin-1蛋白表达变化:与正常对照组比较,糖尿病未治疗组大鼠骨骼肌组织中的Atrogin-1蛋白(1.85±0.23)及Atrogin-1蛋白mRNA表达(404.27±91.23)均显著升高(P值均<0.05),与糖尿病未治疗组(MM组)比较,二甲双胍干预组(BM组)大鼠骨骼肌中Atrogin-1蛋白(0.80±0.11)Atrogin-1蛋白mRNA(102.52±19.06)及艾可拓干预组(RM组)大鼠骨骼肌中的Atrogin-1蛋白(0.72±0.07)及Atrogin-1蛋白mRNA(69.04±22.49)表达均显著降低(P值均<0.05)。 结论: 12型糖尿病组大鼠骨骼肌存在骨骼肌损伤肌萎缩,组织学变化主要表现为普遍性萎缩,纤维变性、水肿,肌原纤维间脂滴增多。 22型糖尿病大鼠骨骼肌组织中的Atrogin-1蛋白及基因表达均显著升高,表明Atrogin-1蛋白表达升高参与肌肉蛋白代谢导致肌肉蛋白代谢呈负平衡,促进了糖尿病骨骼肌病变的发生和发展。 3二甲双胍药物干预组及艾可拓药物干预组骨骼肌肌萎缩程度明显减轻,骨骼肌中的Atrogin-1蛋白及基因表达均显著降低,表明二甲双胍、艾可拓可通过抑制Atrogin-1蛋白表达从而能有效减轻糖尿病骨骼肌病变的程度,提示在临床上双胍类、噻唑烷二酮类药物治疗可能会预防或延缓糖尿病骨骼肌病变的发生。