胰岛β细胞胰岛素分泌、原位胰岛素分泌、胰岛形态的影响，明确衰老相关胰岛β细胞形态功能变化的特点。材料与方法以6、12、20—24月龄SD大鼠为研究对象，普通饲料均衡" />

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自然衰老大鼠糖耐量变化及其机理的研究

作　者: 王双
导　师: 李秀钧
学　校: 四川大学
专　业: 内科
关键词: 老化胰岛β细胞分泌功能胰岛素免疫组化衰老胰岛β细胞自吞噬凋亡胰岛肝细胞骨骼肌细胞 IRS-1 p-Akt
分类号: R587.1
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

背景与目的观察三种不同月龄的SD大鼠与糖脂代谢相关生化指标的变化，了解增龄对葡萄糖刺激胰岛β细胞的学位论文">胰岛β细胞胰岛素分泌、原位胰岛素分泌、胰岛形态的影响，明确衰老相关胰岛β细胞形态功能变化的特点。材料与方法以6、12、20—24月龄SD大鼠为研究对象，普通饲料均衡喂养1—2月后，空腹12-14小时后将三组动物行腹腔麻醉，采心血查血糖、血脂、游离脂肪酸水平。然后分别行：1)衰老相关胰岛β细胞形态观察：分离胰腺做HE染色，观察三组不同年龄动物胰岛形态学变化；用CAST体视学显微镜测量HE染色切片上单个胰岛的平均体积：用电子显微镜观察老年动物胰岛β细胞中的胰岛素的分泌颗粒；用胰岛素免疫组化原位标记胰岛β细胞中胰岛素含量，了解在无葡萄糖刺激时胰岛素的表达分泌情况。2)衰老相关胰岛β细胞胰岛素分泌功能观察：分离纯化胰岛，分别在含5.6mmol／l和16.7mmol／l葡萄糖培养液中静置培养，于2、4、6、12、24小时分别采集培养液，用RIA法测定不同时间不同月龄动物胰岛素浓度，了解葡萄糖刺激胰岛分泌功能。发现与6月龄和12月龄的SD大鼠相比，20—24月龄大鼠体重、空腹血糖及血脂水平有增高，但无统计学差异；12—24月龄动物血清中FFA水平显著增高(386.02±88.08：349.43±93.47 vs．263.93±68.77 mmol／l，p＜0.05)；20-24月龄动物葡萄糖代谢受损，表现为：1)分离纯化的胰岛与含5.5mmol／l葡萄糖静置培养，葡萄糖刺激的胰岛素分泌峰值减少(6.4±2.7 vs．13.97±1.23(6月) & 12.08±0.76(12月) mU／1／30islets)，时间延迟(6h vs．2h)；与含16.7mmol／l葡萄糖培养24小时分泌总量明显少于6月龄动物(3.51±2.07 vs．11.17±0.71 mU／1／30islets，P＜0.05)。2)老龄鼠胰岛β细胞占胰岛面积的比例较大(72.99±29.65％vs．67.76±23.48％(12月) & 61.69±30.12％(6月))，但无显著性差异；3)胰岛内胰岛素抗体免疫组化阳染面积显著减少(19.81±8.56 vs．20.41±10.7(6月) & 24.56±12.3(12月)×10~4μm~2／切片，P＜0.05)，平均光密度值随着动物年龄的增加而降低(242.71±95.37(24月龄)，309±83.99(12月龄) vs．558±69.94(6月龄)，P＜0.05)。结论与解释以上发现说明老年鼠在空腹血糖正常时即已具备胰岛素抵抗的某些特征；如血FFA增高。对葡萄糖刺激出现峰值降低、达峰时间延迟的特点；另外虽然胰岛面积在胰腺中比例有减少的趋势，然而β细胞在胰岛的比例却略有增加，但细胞内胰岛素分泌量减少。这些研究结果提示老年人胰岛β细胞虽然增生，体积增大，但β细胞基础和对葡萄糖刺激的胰岛素分泌功能减低。说明一旦衰老糖代谢受损出现糖尿病，应尽早考虑胰岛素治疗同时改善胰岛素抵抗。目的通过观察老年动物胰岛β细胞中两种细胞程序性死亡方式即：自体吞噬和细胞凋亡，初步了解二者和衰老的胰岛β细胞分泌功能受损的关系。材料与方法将3种不同月龄SD动物(6、12、24月龄)均衡膳食1—2月后，空腹12—14小时，腹腔麻醉，迅速分离胰腺，固定、包埋后切片，通过透视电镜对自体吞噬与调亡两种细胞程序性死亡方式进行观察，并用Tunel法对三组动物胰岛β细胞进行免疫组化染色，用平均光密度值半定量分析。发现通过透视电镜，在20月龄动物胰岛β细胞内发现大量形态各异的自噬小体；同时发现老年鼠胰岛β细胞胞浆中大量肿胀、空泡变性的线粒体和内质网。在12月龄动物胰岛β细胞内仅见到初级溶酶体，其内未见吞噬细胞器。6月龄动物胰岛β细胞内则无类似发现。无论电镜或Tunel法免疫组化染色均未观察到凋亡。结论与解释观察发现衰老动物胰岛β细胞中存在自吞噬的激活，但未见凋亡性细胞死亡。与本课题组前期的结果进行比对后发现，衰老对β细胞的影响与高脂高糖诱导糖尿病大鼠中β细胞的改变有明显区别：后者存在两种死亡方式，而前者仅表现为自体吞噬作用的激活增强。推测衰老个体胰岛β细胞中激活的自吞噬可能与线粒体及内质网肿胀及变性有关，是细胞内能量代谢障碍的结果，可能是导致增龄相关β细胞胰岛素分泌功能障碍的机制之一。进一步量化自体吞噬可能有助于阐明两者的关系。背景与目的胰岛素通过胰岛素／胰岛素受体途径介导胰岛素相关葡萄糖代谢并通过胰岛素／胰岛素样生长因子—1与衰老相关，两者均可以通过P13K途径影响丝氨酸／苏氨酸激酶蛋白激酶B(PKB，Akt)的表达。通过测定磷酸化Akt(p-Akt)在肝脏和骨骼肌中的表达，初步探讨机体老化和葡萄糖代谢受损的机制。材料与方法将3种不同月龄SD动物(6、12、24月龄)均衡膳食1—2月后，空腹12—14小时，腹腔麻醉，迅速分离胰腺、肝脏、骨骼肌，固定、包埋后切片应用免疫组化技术观察IRS-1与p-Akt在不同月龄大鼠胰腺、肝脏和骨骼肌中的表达，并MOD值半定量测定相关蛋白的表达。发现1) IRS-1在三组动物三种组织中均有表达。用MOD值定量分析发现与其它月龄大鼠相比，20—24月龄的大鼠无论胰岛(240.70±77.14 vs．266.92±54.92(12mon．) & 360.73±23.89(6mon．))、肝脏(3905.09±579.04 vs．4045.60±974.79(12mon．) & 5004.71±552.70(6mon．))或骨骼肌(1571.07±748.50 vs．1605.80±829.60(12mon．) & 2356.80±875.85(6mon．))均表现为IRS-1的表达减少，但无显著性差异(P＞0.05)；2)老年鼠p-Akt在肝细胞中的表达显著减少(2911.06±268.13 vs．4683.72±582.29(12mon．) & 4903.06±688.44(6mon．)，P＜0.05)，而在骨骼肌细胞中，三组动物p-Akt的表达无显著差异。结论与解释1)老年鼠胰岛、肝细胞和骨骼肌细胞有IRS-1表达减少(无统计学差异)，在无胰岛素刺激情况下，肝细胞出现下游Akt的磷酸化障碍，提示老年鼠有与糖代谢相关的胰岛素信号通路障碍。2)肝细胞中p-Akt表达显著减少提示可能肝脏是衰老相关胰岛素信号通路异常的主要部位。3)需要重新寻找方法观察胰岛中p-Akt表达以进一步阐明其能量代谢障碍的原因。

全文目录

英文缩写及中英文对照  6-8
第一部分中文摘要  8-10
第一部分英文摘要  10-12
第二部分中文摘要  12-13
第二部分英文摘要  13-15
第三部分中文摘要  15-17
第三部分英文摘要  17-19
前言  19-22
第一部分自然衰老大鼠胰岛形态及胰岛素分泌功能特点的观察  22-39
  材料与方法  22-29
  结果  29-34
  讨论  34-38
  小结  38-39
第二部分老龄大鼠胰岛β细胞自吞噬现象观察  39-48
  材料与方法  39-41
  结果  41-45
  讨论  45-47
  小结  47-48
第三部分自然衰老SD大鼠胰岛素信号转导系统的变化  48-59
  材料与方法  48-50
  结果  50-55
  讨论  55-58
  小结  58-59
论文参考文献  59-64
综述一增龄与糖耐量减退和2型糖尿病  64-70
综述二自体吞噬与衰老、2型糖尿病及胰岛素信号通路相互关系的研究进展  70-78
综述参考文献  78-86
作者简介  86-88
致谢  88

自然衰老大鼠糖耐量变化及其机理的研究

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