胰岛素样生长因子1通过AMP蛋白活化激酶调节糖尿病胃轻瘫大鼠胃平滑肌细胞缝隙连接重构
Insulin-like growth factor-1 improves gastric motility by regulating gap junction remodeling via AMPK pathway in a rat model of diabetic gas-troparesis
摘要目的:探讨高糖通过AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)诱导大鼠胃平滑肌细胞缝隙连接(gap junction,GJ)重构及胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)的干预机制.方法:SPF级SD雄性大鼠70只,随机选取40只腹腔注射链脲佐菌素制备糖尿病大鼠模型,另外30只为正常对照.成模8周后,糖尿病大鼠中随机选取10只检测胃内色素残留率和小肠传输率,另外10只检测胃肠推进率,并与20只正常大鼠对照,验证糖尿病胃轻瘫(diabetic gastroparesis,DGP)大鼠模型制备成功.随后重新分组,10只正常大鼠作为control组,剩余DGP模型大鼠随机分为DGP组(10只)和IGF-1[腹腔注射IGF-1(1.5 μg·kg-1·d-1)]+DGP组(10只),control组与DGP组注射等体积生理盐水,连续给药8周.离体肌条实验观察各组大鼠胃平滑肌自主收缩运动,免疫组织化学染色观察各组大鼠缝隙连接蛋白43(connexin 43,Cx43)分布,Western blot检测胃平滑肌中AMPK、磷酸化AMPK、Cx43膜蛋白、Cx43胞质蛋白和磷酸化Cx43蛋白水平.将大鼠胃平滑肌细胞分为高糖组和高糖+IGF-1组,利用蛋白芯片观察高糖条件下AMPK磷酸化通路的变化,Western blot确定AMPK通路相关功能蛋白的改变.结果:DGP模型大鼠体重显著下降,血糖显著升高,胃排空延迟,胃肠推进速率降低,胃窦平滑肌收缩功能下降(P<0.05).免疫组织化学染色结果显示,DGP大鼠胃平滑肌组织Cx43蛋白表达增加,膜质比升高,Ser368位点的磷酸化水平升高(P<0.05),且IGF-1干预后DGP大鼠一般状态和胃平滑肌细胞的自主收缩运动有所改善,胃组织平滑肌Cx43的膜质比和磷酸化水平显著降低(P<0.05).高糖条件下DGP组大鼠胃平滑肌细胞AMPK活性增强(P<0.01),AMP/ATP比值增加,上游激酶转化生长因子β活化激酶1(transforming growth factor-β-activated kinase 1,TAK1)和肝激酶B1(liver kinase B1,LKB1)活性及钙/钙调素依赖性蛋白激酶激酶β(calcium/calmodulin-dependent protein kinase kinase β,CaMKKβ)表达增加.IGF-1介入后,AMP/ATP比值、TAK1和LKB1蛋白活性及CaMKKβ表达水平显著降低(P<0.05),大鼠胃平滑肌细胞组织GJ重构有所缓解.结论:IGF-1通过AMPK抑制DGP大鼠胃平滑肌GJ重构,缓解高糖诱导的胃平滑肌自主收缩功能下降.
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