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槲皮素对db/db小鼠胰岛病理损伤的抑制作用分析

来源:《中国高新科技》杂志社 时间:2018-08-08

糖尿病(diabetes mellitusDM)是当今一种常见的内分泌代谢紊乱性疾病,已严重威胁到人们的生存及生活质量。糖尿病有1型糖尿病、2型糖尿病、特殊类型糖尿病、妊娠期糖尿病共四种类型。近年来研究表明,胰岛素抵抗、胰岛β细胞受损等情况均可导致2型糖尿病的发生。在临床上2型糖尿病的定义为一种高糖血症,特征为长期的胰岛素抵抗伴有持续加重的胰岛细胞功能损伤。有研究表明,黄酮类化合物具有器官保护作用,主要是通过抗脂质过氧化、清除氧自由基等方式发挥抗氧化作用的生物活性。槲皮素是一种天然黄酮类化合物,花、水果、蔬菜天然植物中分布较广。本实验通过研究槲皮素对db/db小鼠胰岛形态结构的影响,为探索其新用途及临床应用等提供相关依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物

8-9周龄雄性SPFdb/db小鼠,体重42~46g;同源同龄雄性db/m小鼠,体重21~25g,均购于常州卡文斯实验动物有限公司,许可证号SCXK(苏)2001-0003。

1.1.2 药物与试剂

槲皮素(sigma公司)纯度>99%。多聚甲醛(北京索莱宝科技有限公司)、无水酒精(德州市富凯化工有限责任公司)、二甲苯(济宁宏明化学试剂有限公司)、苏木精染色剂(南京奥多福尼生物科技有限公司)、伊红生物染色剂(上海展云化工有限公司)、石蜡(石家庄恒勘化工有限公司)、PBS粉末(北京雅安达生物技术有限公司)、马松染色试剂盒(索莱宝科技有限公司)。

1.1.3 主要仪器

罗氏血糖仪及试纸(德国罗氏诊断有限公司)、高倍显微镜(日本奥林巴斯有限公司)、真彩病理图像分析系统(高腾科技有限公司)生物组织自动石蜡包埋机(湖北泰维科技实业有限公司)、轮转式切片机(德国Leica公司)

1.2 方法

1.2.1 小鼠分组及给药

采用尾静脉取适应性喂养1周的db/db小鼠血,血糖仪测定,取两次随机血糖值均大于16.7mmol/L的小鼠进行实验,随机分为模型(M)组、槲皮素(QUE)组,以db/m为正常对照组,每组10只。QUE组每天灌胃QUE100mg/kg,模型组和正常组均给予等容积蒸馏水灌胃。各组每天上午9时给药一次,持续8周。

1.2.2 随机血糖测定

分别在给药前、后用血糖仪测随机血糖。

1.2.3 胰腺组织HE染色和马松染色光镜观察

处死第8周末次给药后的小鼠,解剖胰腺,固定、包埋、切片后行HE染色,马松染色。所有染片光镜下观察并摄片。

1.2.4 统计学分析

所有数据使用SPSS17.0统计软件进行分析。结果以均数标准差()表示,组间比较采用方差分析,P<0.05有统计学意义。

2  结果

2.1 一般状态

正常组小鼠精神状态良好、活动灵活、毛发光亮;模型组小鼠精神状况不佳,活动迟缓、毛发暗沉无光、肥胖、明显多饮多食多尿;槲皮素组小鼠以上情形相应好转

2.2 QUEdb/db小鼠体重与随机血糖的影响

db/db小鼠体重明显高于db/m小鼠(P<0.01),QUE小鼠体重略低于模型组,但二者无统计学差异(P0.05)。模型组的随机血糖明显高于正常组(P<0.01),与模型组比较,QUE组随机血糖明显降低(P<0.05),见表1

1 QUEdb/db小鼠体重与血糖的影响(`x±sn=10

组别

体重(g            

随机血糖(mmol·L-1            

db/m正常组

23.62±1.27

5.38±0.49

db/db模型组

56.52±2.16△△ 

21.67±2.44△△

db/db QUE

54.34±2.25△△  

 17.84±2.10△△*

注:与正常组比较△△P<0.01;与模型组比较,*P<0.05**P<0.01

2.3 HE染色

HE染色显示正常组小鼠胰岛细胞及腺泡(图1A未发生变形、坏死,并且没有炎细胞浸润。同时,正常组小鼠胰岛细胞数量多排列均匀形态规则胞浆丰富界限清楚胞核清晰居中。模型组小鼠(图1B胰岛数量减少形态不规整胰岛细胞体积变小腺胞萎缩变小结构不完整排列不均匀胞浆部分出现核固缩和核碎裂。与模型组小鼠相比较,QUE组小鼠(图1C较模型组胰岛细胞形态规则、数量增多、体积变大,界限较清楚,但排列拥挤,胞浆不丰富,细胞核较密集,部分出现核偏位现象。

1 HE染色光镜观察胰腺组织病理变化(x 200),A:正常组,B:模型组,C:槲皮素组

2.4 Masson染色

db/m正常组(图2,A)小鼠胰腺组织镜下未见蓝染的胶原组织,胰岛细胞形态完整、细胞核居中、胞界清晰;db/db模型组(图2,B)小鼠胰腺组织间可见较多蓝染胶原组织;与模型组相比,QUE组(图2,C)胰腺组织间可见少量蓝染胶原组织,胰岛细胞形态较模型组完整,核较多。


2 马松染色光镜观察胰腺组织纤维化程度(x 200),A:正常组,B:模型组,C:槲皮素组

3  讨论

引起2型糖尿病患者血糖上升的原因主要有两个,分别为胰岛素分泌相对不足和胰岛素抵抗。胰腺是胰岛素分泌的重要器官,在糖尿病发病初期,胰岛β细胞分泌功能代偿性增强,表现为胰岛素抵抗和高胰岛素血症,随着病程的发展,胰岛β细胞功能代偿逐渐衰退,出现胰岛β细胞功能衰竭和细胞凋亡,将引起糖代谢异常并发展为糖尿病。因此,寻找抑制或延缓胰岛病理损伤及β细胞功能失代偿的药物意义重大。

db/db小鼠是一种先天肥胖性2DM小鼠模型,属于C57B1/KS品系小鼠,其模型具有肥胖,血脂和血糖升高,胰岛素抵抗等特性,是研究2型糖尿病的理想模型。因而本实验db/db小鼠,进行槲皮素给药,结果表明槲皮素可以改善糖尿病小鼠胰腺及胰岛病理损伤、增加胰岛数量及增大胰岛面积;通过马松染色观察表明,糖尿病胰腺有胶原纤维增生,尤其是胰岛组织更明显,β细胞体积变小,胞浆内线粒体等细胞器和分泌颗明显减少与模型组比较,槲皮素能明显抑制胶原纤维增生,减轻胰岛病理损伤,增加胞内分泌颗粒,减轻胰岛细胞损伤,从而发挥降低糖尿病小鼠血糖作用。

槲皮素是一类分布于植物中的多酚羟基的黄酮类化合物,也是脂溶性化合物,具有降血脂、抗氧化、清除氧自由基、抗纤维化等作用,但目前对糖尿病胰岛病理损伤的影响罕见报道。长期高血糖,可引起一系列氧化应激及产生大量炎症介质,从而损伤组织器官。槲皮素具有改善糖尿病胰腺及胰岛组织病理损伤作用,其机制可能是通过抗氧化、抗炎、抑制胶原生成等,确切机制值得进一步研究。

 

参考文献

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       基金项目:河北省中医药管理局科学研究计划项目(QN2017083);国家级大学生创新实验计划项目(201710081026);华北理工大学大学生创新实验计划项目(X2017026)。

 

收稿日期:2018-06-25

作者简介:魏敏(1996-),女,江苏赣榆人,华北理工大学学生,研究方向:药物防治糖尿病和心血管疾病。



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