摘要研究目的:<br> 本研究旨在通过建立T2DM大鼠模型,探讨8周运动干预和/或二甲双胍给药干预对T2DM大鼠肝脏功能以及肝脏TLR4/MyD88炎症信号通路的影响,为运动与二甲双胍干预治疗糖尿病肝病提供一定的理论依据。<br> 研究方法:<br> 将8周龄,体质量在350-400g的雄性SD大鼠,适应性饲养1周后,随机分为正常组和糖尿病建模组。正常组(A组,n=8)大鼠给予普通饲料喂养,糖尿病建模组大鼠给予高脂饲料喂养6周,腹腔注射小剂量链脲佐菌素(STZ,30mg/kg·体重),建立成T2DM大鼠模型。将建模成功的T2DM大鼠随机分为糖尿病模型组(B组,n=8)、糖尿病运动组(C组,n=8)、糖尿病二甲双胍组(D组,n=8)、糖尿病运动+二甲双胍组(E组,n=8)。C组、E组大鼠的运动干预方式采用8周有氧间歇训练。具体的运动干预方案为:在正式训练前进行1周的适应性训练,并在第2周开始正式的有氧间歇训练。大鼠首先进行10min的热身运动,然后在22m/min、7min和15m/min、3min的训练强度间交替进行5次循环,每天运动时间共计60min,每周5天。二甲双胍给药干预方案:将二甲双胍溶于生理盐水中,D组和E组按照250mg/kg·体重于每日早上8:00灌胃给药,A组、B组、C组则按体重给予等体积的生理盐水。在各组完成8周的运动和/或二甲双胍给药干预后,将大鼠称重,按体重腹腔注射麻醉药,剖腹,取血液和肝脏。取血液进行GLU、HbA1c、AST和ALT检测;取部分肝脏分装于EP管中,先在液氮冷冻,后全部放在-80℃冰箱中储存,用于Westernblot实验;将另一部分肝组织放置于4%多聚甲醛、2.5%戊二醛中固定保存,以用于石蜡切片和透射电镜切片制备。<br> 研究结果:<br> (1)与A组大鼠相比,B组、C组、D组大鼠血GLU、HbA1c、AST和ALT水平显著高于A组(Plt;0.01),E组大鼠血GLU、HbA1c、ALT水平显著高于A组(Plt;0.01)。与B组大鼠相比,C组大鼠血GLU、AST和ALT水平显著低于B组(Plt;0.01或Plt;0.05);D组、E组大鼠血GLU、HbA1c、AST和ALT水平显著低于B组(Plt;0.01或Plt;0.05)。与C组大鼠相比,D组大鼠GLU水平显著低于C组(Plt;0.01);E组大鼠血GLU、AST和ALT水平显著低于C组(Plt;0.01)。与D组大鼠相比,E组大鼠ALT水平显著低于D组(Plt;0.01)。<br> (2)肝脏HE染色结果比较:A组大鼠肝脏组织构造完整清晰,形态正常,肝小叶结构清晰,排列整齐,肝细胞索排列规则,肝细胞核清晰,肝血窦未见扩张。与A组相比,B组大鼠肝脏组织构造完整性较差,肝小叶结构不清晰,边界模糊,排列紊乱,肝细胞索排列紊乱,肝细胞较大,排列疏松,肝细胞胞质疏松淡染,肝血窦扩张明显。经运动干预、二甲双胍给药干预后,与B组相比,C组、D组、E组大鼠肝脏组织病理改变有所减轻,肝小叶结构轻微模糊,肝细胞索排列较清晰,肝血窦扩张减小。与C组相比,E组大鼠肝组织结构更加清晰完整,肝细胞索排列较规则,肝细胞核较清晰,肝血窦扩张明显减小,与正常形态较为接近。<br> 肝脏MASSON染色结果比较:A组大鼠无明显的蓝染纤维。与A组相比,B组大鼠蓝色区域面积变大,蓝染纤维明显并沉积于血管、汇管区、窦周隙,明显的纤维间隔将肝细胞分割,纤维化严重。经运动干预、二甲双胍给药干预后,与B组相比,C组、D组、E组大鼠蓝色区域面积减小,蓝染纤维部分减轻。与C组相比,E组大鼠蓝色区域面积较少,纤维化程度减轻,其形态与A组大鼠更为接近。<br> 肝脏PAS染色结果比较:A组大鼠染色程度均匀,糖原呈现紫红色,细胞核呈现浅蓝色,细胞间界线清晰。与A组相比,B组大鼠肝组织染色程度不均匀,糖原颗粒增加且染色加深。经运动干预、二甲双胍给药干预后,C组、D组、E组大鼠与B组相比,糖原颗粒呈现减少趋势。与C组相比,E组大鼠糖原颗粒减少。<br> (3)Westernblot实验检测结果比较:与A组大鼠相比,B组大鼠肝脏p-AMPK/AMPK低于A组(Plt;0.05);C组、D组、E组大鼠肝脏p-AMPK/AMPK显著高于A组(Plt;0.01或Plt;0.05)。与B组大鼠相比,C组、D组、E组大鼠肝脏p-AMPK/AMPK显著高于B组(Plt;0.01)。与C组大鼠相比,E组大鼠肝脏p-AMPK/AMPK显著高于C组(Plt;0.05)。与D组大鼠相比,E组大鼠肝脏p-AMPK/AMPK显著高于D组(Plt;0.05)。<br> 与A组大鼠相比,B组、C组大鼠肝脏TLR4、MyD88、p-NFκB、p-IkB、TNF-α、IL-1β、IL-6蛋白的表达以及p-NFκB/NFκB、p-IkB/IkB显著高于A组(Plt;0.01或Plt;0.05);D组大鼠肝脏TLR4、MyD88、TNF-α、IL-1β蛋白的表达以及p-NFκB/NFκB、p-IkB/IkB显著高于A组(Plt;0.01或Plt;0.05)。与B组大鼠相比,D组、E组大鼠肝脏TLR4、MyD88、p-NFκB、p-IkB、TNF-α、IL-1β、IL-6蛋白的表达以及p-NFκB/NFκB、p-IkB/IkB显著低于B组(Plt;0.01或Plt;0.05)。与C组大鼠相比,E组大鼠肝脏TLR4、MyD88、p-NFκB、p-IkB、TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白的表达以及p-NFκB/NFκB、p-IkB/IkB显著低于C组(Plt;0.01或Plt;0.05)。<br> (4)肝脏透射电镜结果比较:A组大鼠核膜光滑,核孔清晰可见,细胞核形态正常且规则,染色质分布均匀,胞质内线粒体结构清晰,含量丰富,排列规则,内质网形态正常。与A组相比,B组大鼠染色质分布不均匀,线粒体出现融合、溶解甚至消失,数量大量减少,分布稀疏,形状不规则,胞浆中大量脂滴浸润,内质网扩张、断裂,表面核糖体脱落。经二甲双胍给药干预、运动干预后,与B组相比,C组、D组、E组大鼠均呈现线粒体数量增加,分布略稀疏,细胞器形态结构得到改善。与C组相比,E组大鼠核孔较清晰,细胞核形态较规则,染色质分布略均匀,胞质内线粒体数量增加,含量丰富,形态较规则,各细胞器形态结构改善明显。<br> 研究结论:<br> (1)运动与二甲双胍给药干预均可以降低T2DM大鼠血糖、改善肝脏组织学形态,保护肝脏功能。<br> (2)运动与二甲双胍给药干预均可以激活AMPK,抑制肝脏TLR4/MyD88炎症信号通路中相关炎症因子的表达,改善T2DM大鼠肝脏炎症。相比于运动单独干预,运动与二甲双胍联合干预在降血糖、改善肝组织学形态,保护肝脏功能,减轻炎症方面效果较显著。
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