糖尿病大鼠VFN水平与GLUT1、GLUT4基因表达的相关性

马彦 孙亚东 姜艳静 杨乐 齐晨蕊 谢立凯 邢颖 钟司宇

(吉林省人民医院，吉林 长春 130021)

目前全球2型糖尿病(T2DM)的发病率逐年增加，已成为严重影响人类健康的世界公共卫生问题〔1,2〕，因此，积极开展T2DM及其并发症的防治已成为目前内分泌代谢病学界研究的热点。内脏型肥胖是导致T2DM的最主要原因之一。内脏脂肪素(VFN)是新近发现的一种脂肪细胞因子，主要在内脏脂肪组织表达，与内脏脂肪量呈正相关，具有胰岛素(Ins)模拟效应，并与Ins受体(InsR)结合，通过Ins信号传导途径的活化发挥作用。本研究通过检测T2DM大鼠VFN水平及葡萄糖转运蛋白(GLUT)1、GLUT4基因表达，探讨VFN对GLUT1、GLUT4活性的影响。

1 资料与方法

1.1实验材料 链脲佐菌素(STZ)购自美国Sigma公司；血糖仪(德国拜耳公司)；Wistar雄性大鼠33只，体重180～220 g，由吉林大学白求恩医学院实验动物部提供，动物合格证号：SCXK-(吉)2011-0003。

1.2分组及T2DM动物模型制备〔3〕STZ溶于pH 4.4的0.1 mmol/L柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中。33只Wistar大鼠随机分为正常对照组(NC组)，T2DM模型组(DM组)，高脂饮食组(HF组)，分别为10只、13只、10只。单笼饲养，每笼5只，各组大鼠自由摄取食物及饮水，光照周期为12 h，室温控制在18～28℃。各组大鼠均以基础大鼠饲料适应性喂养1 w，测量体重及空腹血糖(FBG)前均需禁食12 h。此后，DM组及HF组大鼠饮食改为高脂饮食，NC组继续喂养基础大鼠饲料。6 w后，再次称量各组大鼠体重(同样需禁食12 h后)。DM组大鼠腹腔内注射STZ，剂量为30 mg/kg体重，其余各组腹腔内注射等体积柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。72 h后，检测DM组大鼠的随机血糖，造模成功的标准为随机血糖>16.7 mmol/L。此后继续喂养大鼠4 w。DM组大鼠随机血糖需每周固定时间监测一次。

1.3研究方法 检测3组大鼠体重、FBG和空腹Ins(FINS)，用稳态模型评估法(HOMA)评价胰岛素抵抗(IR)指数，采尾血以酶联免疫吸附试验(ELISA)测定VFN含量。处死大鼠，分离附睾、肠系膜、折返腹膜脂肪及肾脏脂肪垫，称重，计为内脏脂肪重量，利用RT-PCR法分别检测3组大鼠内脏脂肪中VFN的表达。取大鼠心肌组织，应用RT-PCR测定各组GLUT1、GLUT4 mRNA的表达。

1.4统计学处理 采用SPSS13.0软件，多组间均数比较采用方差分析，进一步两两比较采用LSD-t检验，多因素相关分析采用Logistic多元回归分析。

2 结 果

2.1各组各项指标比较 DM组造模均成功，无动物被剔除。DM组、HF组FBG、三酰甘油(TG)、游离脂肪酸(FFA)、HOMA-IR及VFN与NC组比较差异有统计学意义 (P<0.05)；DM组与HF组比较，FBG、TG、FFA、HOMA-IR及VFN差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

组别nFBG(mmol/L)TG(mmol/L)TC(mmol/L)FFA(mmol/L)HOMA-IRVFN(ng/ml)NC组105.23±0.551.05±0.462.51±0.320.25±0.591.42±0.5190.23±35.75HF组1013.91±1.231)2.31±0.541)2.75±0.150.53±0.381)5.43±0.951)140.31±47.981)DM组1326.13±3.781)2)2.35±0.511)2)2.63±0.270.81±0.321)2)9.64±1.481)2)203.75±100.561)2)

与NC组比较：1)P<0.05；与HF组比较：2)P<0.05

2.2各组VFN、GLUT1及GLUT4 mRNA的表达比较 DM组、HF组VFN mRNA表达水平(4.38±0.48，2.32±0.24)与NC组(1.00±0.00)比较明显升高，差异有统计学意义(P<0.05)；DM组、HF组GLUT1(0.75±0.07，0.81±0.08)、GLUT4 mRNA(0.62±0.06，0.71±0.07)与NC组(1.00±0.00)比较明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)；DM组与HF组比较，VFN mRNA表达水平明显升高，GLUT1及GLUT4 mRNA表达水平明显降低(P<0.05)。

2.3VFN与GLUT1及GLUT4 mRNA表达的相关性分析 VFN mRNA表达与GLUT1及GLUT4 mRNA表达均呈负相关(r=-0.908，-0.882；均P<0.05)。

3 讨 论

VFN是一种主要由内脏脂肪合成的脂肪因子，最初由Fukuhara等〔4〕在人和小鼠的内脏脂肪中提取出来，且主要在内脏脂肪组织中呈高表达。目前VFN在机体中的具体作用还不完全清楚。但已有文献研究表明〔5，6〕，VFN在脂肪组织IR和T2DM的发病机制中占有重要地位。血液循环中的VFN可能受血糖水平调节，具有很好的类Ins活性，能够通过与InsR结合激活Ins信号通道，从而降低血糖水平。人内脏脂肪的数量与皮下脂肪关系不大，但与血浆VFN浓度有很强的相关性。VFN-InsR的结合动力学的解离常数是4.4 nmol/L，而Ins-InsR是6.1 nmol/L，二者更为相近。基因突变可引起Ins亲和系数发生改变，但VFN却不受影响。VFN是一种具有结合并激活InsR、模拟Ins作用的激素。VFN的模拟Ins作用为T2DM研究提供了新的分子靶点〔7〕。葡萄糖转运依赖于其相应转运子，统称为GLUTs，人类GLUTS 由429～524个氨基酸组成，人与大鼠GLUT1和GLUT4的氨基酸序列相同分别达97.3%和95.3%〔3〕。IR是引发疾病的始发因素，贯穿于T2DM发生发展的始终。其中GLUT1又称为脑型，主要分布于心肌内皮细胞，保证心肌细胞基础状态下葡萄糖的摄入；GLUT4主要分布于心肌细胞膜，当心肌能量代谢增加时起到运转葡萄糖的作用〔8，9〕，当两者发生异常时，将会导致心肌细胞摄取和利用葡萄糖障碍，进而引起能量代谢紊乱，引发心脏病变。GLUT4为胰岛素敏感组织的葡萄糖转运蛋白之一，由GLUT4介导的葡萄糖转运在肌肉和脂肪的糖代谢过程中起限速作用，因此，GLUT4的质或者量的改变都会减少外周组织对葡萄糖的利用，进而引发胰岛素外周抵抗〔10〕。本研究证实VFN水平可影响GLUT1、GLUT4 mRNA的表达，且具有负相关性，为深入研究VFN在糖代谢中的作用提供了科学依据。