氧乐果对大鼠骨骼肌胰岛素信号传导途径的影响及机制探讨

【摘要】研究背景：近年来糖尿病的发病率和患病率逐渐上升，已经成为全球严重的公共卫生问题，糖尿病的发病机制主要包括胰岛β细胞死亡和外周胰岛素抵抗。胰岛素信号传导异常是胰岛素抵抗发生的重要机制和原因。大鼠骨骼肌负责超过80%胰岛素刺激产生的糖消耗，在胰岛素抵抗的发生中发挥关键作用。流行病学及实验研究表明，有机磷农药暴露可以增加糖尿病的患病率和病死率。氧乐果是一种高毒的有机磷农药，以速效，不残留的特点广泛应用于农业生产中的防治病虫害。由于其急性毒性作用迅速，易造成不良结局，因此研究较多关注氧乐果的急性毒性作用，对其长期小剂量接触研究较少。本研究采用小剂量氧乐果对大鼠进行60天持续染毒，观察大鼠骨骼肌中胰岛素信号传导途径的改变并对其发生的机制进行初步探讨。目的：对大鼠进行持续60天的氧乐果经口染毒，通过测定大鼠血糖和血胰岛素水平，大鼠体内炎性因子和内质网应激水平，研究氧乐果对大鼠体内胰岛素信号传导途径的影响及其作用机制。为有机磷农药暴露对胰岛素抵抗乃至糖尿病发生的影响提供依据，丰富环境因素对糖尿病发生影响的实验数据。方法：1.8周龄健康Wistar雄性大鼠40只，随机分为4组，包括对照组（Control），低剂量组（LD），中剂量组（MD）和高剂量组（HD）。氧乐果为40%氧乐果乳油。氧乐果的给药剂量为：LD为5mg/Kg，MD为10mg/Kg，HD为20mg/Kg。Control组大鼠给予0.42ml/Kg的生理盐水灌胃。大鼠自由饮食饮水，每3d进行体重称量。连续经口染毒60天，取血，取材，进行各项指标测定。2.血糖仪检测大鼠空腹血糖（FBG）水平；全自动放射免疫分析仪测定大鼠空腹胰岛素(FINS)水平。3.ELISA法测定大鼠血清IL-6，TNF-α水平及大鼠肾脏和视网膜中AGEs水平。4.凝胶电泳迁移率法（EMSA）检测大鼠骨骼肌中NF-κB活性5.Westernblot法检测大鼠骨骼肌中p-p38MAPK，p38MAPK，BiP，PERK，IRE1α，p-eIF2α，eIF2α，InsR，IRS-1，p-IRS-1Ser307和p-IRS-1Tyr612的表达水平。结果：1.体重变化：LD组、MD组和HD组大鼠体重显著低于Control组（P<0.05）。LD组与MD组大鼠体重变化差异没有统计学意义；HD组大鼠体重显著低于LD组和MD组（P<0.05）。2.FBG，血清FINS水平：各组大鼠间FBG水平和血清FINS水平差异无统计学意义。3.大鼠血清IL-6，TNF-α水平：Control组大鼠血清IL-6和TNF-α水平显著低于各氧乐果染毒组（P<0.05）。MD和HD组大鼠血清IL-6，TNF-α水平显著高于LD组（P<0.05）；HD组大鼠血清IL-6，TNF-α水平显著高于MD组（P<0.05）。4.大鼠肾脏和视网膜AGEs水平：氧乐果染毒组大鼠肾脏和视网膜AGEs水平均显著高于Control组（P<0.05）。LD和MD组肾脏和视网膜AGEs水平显著低于HD组（P<0.05）。LD组与MD组大鼠肾脏和视网膜AGEs水平差异不具有统计学意义（P>0.05）。5.大鼠骨骼肌NF-κB活性：氧乐果染毒组大鼠骨骼肌中NF-κB活性显著高于Control组（P<0.05）。HD组大鼠骨骼肌中NF-κB的活性显著高于LD组和MD组（P<0.05）。6.大鼠骨骼肌中p-p38MAPK/p38MAPK的水平：氧乐果染毒组大鼠骨骼肌中p-p38MAPK/p38MAPK水平显著高于Control组（P<0.05）。MD组和HD组大鼠骨骼肌p-p38MAPK/p38MAPK水平显著高于LD组（P<0.05）；HD组大鼠骨骼肌p-p38MAPK/p38MAPK水平显著高于MD组（P<0.05）。7.大鼠骨骼肌中BiP，PERK，IRE1α，p-eIF2α和eIF2α的表达水平：氧乐果染毒组大鼠骨骼肌中BiP，PERK和IRE1α的表达水平均显著高于Control组（P<0.05）。MD组和HD组大鼠骨骼肌BiP，PERK和IRE1α的表达水平显著高于LD组（P<0.05）；HD组大鼠骨骼肌BiP，PERK和IRE1α的表达水平显著高于MD组（P<0.05）。染毒组大鼠骨骼肌中p-eIF2α/eIF2α水平显著高于Control组（P<0.05）。HD组大鼠骨骼肌p-eIF2α/eIF2α的表达水平显著高于LD和MD组（P<0.05）；LD和MD组大鼠骨骼肌p-eIF2α/eIF2α水平的差异不具有统计学意义（P>0.05）。8.大鼠骨骼肌InsR，IRS-1，p-IRS-1Ser307和p-IRS-1Tyr612表达水平：大鼠骨骼肌中InsR和IRS-1表达水平的组间差异不具有统计学意义（P>0.05）。染毒组大鼠骨骼肌p-IRS-1Ser307/IRS-1的水平均显著高于Control组（P<0.05）。MD和HD组大鼠骨骼肌p-IRS-1Ser307/IRS-1的表达水平显著高于LD组（P<0.05）；HD组大鼠骨骼肌p-IRS-1Ser307/IRS-1的表达水平显著高于MD组（P<0.05）。染毒组大鼠骨骼肌p-IRS-1Tyr612/IRS-1的水平均显著低于Control组（P<0.05）。MD和HD组大鼠骨骼肌p-IRS-1Tyr612/IRS-1的表达水平显著低于LD组（P<0.05）；HD组大鼠骨骼肌p-IRS-1Tyr612/IRS-1的表达水平显著低于MD组（P<0.05）。结论：1.氧乐果可以导致大鼠体内炎性因子水平升高。2.氧乐果可以导致大鼠体内内质网应激相关蛋白表达增多。3.氧乐果可以导致大鼠胰岛素受体底物Ser307位点磷酸化水平上升，Tyr612位点磷酸化水平降低，从而影响胰岛素信号的传导，其可能的机制包括氧化应激和内质网应激。
【作者】魏倩；
【导师】任淑萍；
【作者基本信息】吉林大学，卫生毒理学，2014，硕士
【关键词】氧乐果；氧化应激；内质网应激；胰岛素信号传导途径；NF-κB；

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