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目的:
建立2型糖尿病(T2DM)大鼠模型,观察骨髓干细胞(BSCs)动员并诱导后对T2DM大鼠的降糖作用,研究其对骨骼肌葡萄糖转运体4(GLUT4)蛋白表达量的影响,探讨该疗法可能的降糖作用机制。
材料和方法:
1.实验动物分组及处理
40只雄性wistar大鼠按随机数字表分为两组:健康对照组(10只),喂予标准饲料;模型组(30只),高糖高脂饲料喂养2个月联合单次小剂量链脲佐菌素(STZ)30mg/kg腹腔注射,建立实验性2型糖尿病大鼠模型。将模型组随机分为糖尿病对照组、单纯动员组和动员并诱导组,每组10只。其中单纯动员组和动员并诱导组给予重组人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)3ug/kg.d,隔日一次,共28天,健康对照组和糖尿病对照组给予相同体积的含中和量胰岛素的5%葡萄糖注射液皮下注射。动员并诱导组自注射rh-CSF第2天起给予烟酰胺100mg/kg.d灌胃和促肝细胞生长素3mg/kg.d腹腔注射,连续27天,健康对照组、糖尿病对照组和单纯动员组给予相同体积的高压灭菌水灌胃和生理盐水腹腔注射,以空腹血糖(FBG)、空腹血清胰岛素(FINS)、稳态模型的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、大鼠体重作为检测指标,观察干细胞体内动员并诱导的降糖作用。
2.监测的指标及方法
从治疗开始,各组大鼠每周测一次体重和血糖。治疗前和实验终止时分别取血测FINS(放免法),实验结束时各组大鼠给予10%水合氯醛3.5ml/kg腹腔注射麻醉,心脏取血并用生理盐水进行心脏灌流,留取右下肢股四头肌,提取骨骼肌细胞膜总蛋白,采用免疫沉淀和Western Blotting方法检测骨骼肌葡萄糖转运体-4(GLUT-4)的蛋白表达量。
结果:
(1)经高脂饲料喂养联合单次小剂量STZ腹腔注射后,大鼠FBG及FINS显著高于健康对照组(p<0.01),HOMA-IR显著升高(p<0.01)。
治疗后,除健康对照组外各组动物体重呈下降趋势,但模型组间比较无统计学差异(p>0.05)。整个实验过程中,糖尿病对照组血糖持续在高水平,至给药14天时,单纯动员组和动员并诱导组血糖值分别下降16.38%(p<0.05)、22.91%(p<0.01),至给药28天结束,单纯动员组和动员并诱导组血糖值分别下降23.90%、33.95%,和糖尿病对照组比较,单纯动员组差异有显著意义(p<0.05),动员并诱导组差异有极显著意义(p<0.01)。治疗结束时,糖尿病对照组HOMA-IR显著高于健康对照组(p<0.01)。与糖尿病对照组相比,治疗后单纯动员组及动员并诱导组FINS水平无明显改变(p>0.05),而动员并诱导组HOMA-IR显著降低(p<0.05)。
(2)糖尿病对照组大鼠骨骼肌GLUT4蛋白表达量显著低于健康对照组(p<0.01),治疗后单纯动员组和动员并诱导组GLUT4蛋白表达量显著增加(p<0.01)。
结论:
(1)重组人粒细胞集落刺激因子联合促肝细胞生长素和烟酰胺对实验性2型糖尿病大鼠具有降糖作用;
(2)自体骨髓干细胞的动员并诱导能够上调糖尿病大鼠骨骼肌细胞膜GLUT4蛋白的表达量,改善胰岛素敏感性。