袖状胃切除术通过PPARγ信号通路改善肝脏葡萄糖摄取能力的机制研究

研究背景全球肥胖症与糖尿病发病率逐年升高,严重损害人类生命健康。肥胖症与糖尿病的发生发展密切相关。肥胖是2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)的一个重要危险因素,而T2DM患者伴发肥胖症的比例也较高。减重代谢手术是治疗肥胖症、缓解相关并发症的有效治疗措施。袖状胃切除术(Sleeve gastrectomy,SG)是目前应用最为广泛的减重代谢手术,其在有效降低肥胖症患者体重的同时还可以迅速缓解T2DM等肥胖相关代谢性疾病,但具体机制尚不明确。肝脏是葡萄糖的主要消耗器官之一,在机体葡萄糖稳态调控中发挥至关重要的作用。T2DM患者肝脏葡萄糖摄取能力显著降低,糖原合成减少,对机体糖代谢调控能力减弱。过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisome proliferator activating receptors,PPARs)是一类核受体,在细胞核内结合特定的DNA序列,调节基因的表达,参与体内脂质代谢、糖代谢、能量平衡、炎症等多种生理过程。三种已知的亚型是PPARα、PPARδ/β和PPARγ,参与不同组织和细胞的代谢过程。其中PPARy广泛表达于多种组织和细胞类型中,包括脂肪组织、肝脏、胰岛β细胞等。除了在介导脂肪生成和脂类代谢中起作用外,PPARγ还参与调节胰岛素敏感性、细胞增殖和炎症等。既往研究表明PPARγ可能作为关键分子在减重代谢手术后发挥重要作用,然而PPARγ在SG术后纠正葡萄糖代谢紊乱中的作用及具体机制有待进一步研究。研究目的本研究通过高脂饲料喂养及化学药物刺激建立肥胖合并2型糖尿病大鼠模型,在分别行袖状胃切除术及假手术后检测各组大鼠基础代谢指标变化、葡萄糖代谢相关指标变化、肝脏葡萄糖摄取能力变化、血生化指标变化、肝脏组织形态学变化、胰岛素信号通路关键分子表达变化、PPARγ分子表达变化等,以明确SG术后肝脏葡萄糖代谢状态,探究PPARγ在其中发挥的作用及具体机制。材料和方法将Wistar大鼠按照不同处理方式划分为以下组别:普通饲料喂养组(Chow diet group,Chow)、假手术组(Sham operation group,Sham)和袖状胃切除术组(Sleeve gastrectomy group,SG)。通过高脂饮食(High-fat diet,HFD)诱导大鼠产SAHA体内生胰岛素抵抗,然后注selleck产品射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)破坏部分胰岛β细胞建立肥胖合并T2DM大鼠模型,造模成功8周后对Sham组和SG组大鼠分别实行假手术和袖状胃切除术。在术前及术后间隔固定时间连续记录各组大鼠体重、摄食量、空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)。于术后第8周对各组大鼠进行腹腔葡萄糖耐量试验(Intraperitoneal glucose tolerance tests,IPGTT)检测大鼠对葡萄糖的代谢能力,通过胰岛素耐量试验(Insulin tolerance teandrogenetic alopeciast,ITT)检测大鼠胰岛素抵抗程度,行正电子发射计算机断层显像(Positron-emission tomography,PET)检测肝脏对葡萄糖的摄取能力。在对大鼠实施安乐死后留取各组大鼠肝脏组织并低温贮存。部分肝脏组织切片后进行苏木素和伊红(Hematoxylin and eosin,HE)染色、油红O染色、Masson染色及天狼星红染色,观察肝脏组织形态学差异,评估肝脏脂肪空泡大小及脂质积累程度。利用糖原染色(Periodic Acid-Schiff stain,PAS)评估肝脏糖原生成情况。通过施行实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time fluorescent polymerase chain reaction,RT-qPCR)、免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC)染色和蛋白质免疫印迹(Western Blot,WB)检测各组大鼠肝脏组织PPARγ和胰岛素信号通路关键分子的表达水平变化。结果SG组大鼠在体重、摄食量、FBG、葡萄糖耐量、胰岛素耐量等指标方面与Sham组相比均有显著改善,肝脏脂肪空泡面积减小,肝细胞脂质累积减少。SG术后肝脏葡萄糖摄取能力增强,糖原合成增加。SG术后肝脏PPARγ表达水平上调,胰岛素信号通路关键分子磷酸化水平升高。结论以上结果表明,SG在有效降低体重的同时,可显著改善葡萄糖代谢紊乱,增强肝脏葡萄糖摄取能力,促进糖原合成,缓解T2DM。其作用机制与PPARγ表达上调、胰岛素信号通路激活密切相关。本研究为SG改善肝脏葡萄糖摄取能力、治疗T2DM提供了更多理论依据,为阐明减重代谢手术作用机制提供了新思路。