TLR4抑制剂TAK-242对高脂饮食诱导的小鼠胰岛素抵抗的干预作用

目的建立高脂饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠模型,探讨干预Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)对高脂饮食诱导的小鼠胰岛素抵抗状态的影响。方法首先建立高脂饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠模型。选取出生21 d的雄性C57BL/6小鼠36只,随机分为2组,正常对照组12只,以普通基础饲料喂养(low fat diet,LFD),高脂饮食实验组24只,给予高脂饲料喂养(high fat diet,HFD)。待2组小鼠体质量出现显著差异时,进行葡萄糖耐量实验(glucose tolerance test,GTT)和胰岛素耐量实验(insulin tolerance test,ITT)观察小鼠胰岛素抵抗的发生。小鼠胰岛素抵抗模型建立后,观察TLR4抑制剂TAK-242对小鼠胰岛素抵抗状态的作用。LFD组小鼠继续以基础饲料喂养(即作LFD对照组);HFD组小鼠随机分为2组,每组12只小鼠,均继续以高脂饲料喂养,其中一组HFD小鼠腹腔注射TLR4抑制剂TAK-242,以0.5 mg TAK-242/kg体质量的计量给予,每周2次(即给予TAK-242的高脂饮食实验组,HFD-T组);另一组HFD小鼠作为单纯高脂饮食的胰岛素抵抗空白对照组(HFD-C组),只给予等体积的溶媒-二甲基亚砜(DMSO)。给予小鼠TLR4抑制剂5个月,进行GTT和ITT后,处死小鼠。采用EDTA-K2抗凝管收集血液标本,立即分离外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)和血浆。应用Western blot技术检测PBMC TLR4蛋白表达水平。采用全自动生化分析仪测定血浆葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)的水平。结果在小鼠胰岛素抵抗模型建立期间,与对照组相比,高脂饮食组小鼠体质量增长较快,喂养至第20周体质量出现显著差异(P<0.05);持续高脂饮食7个月,GTT和ITT结果显示,高脂饮食组小鼠对糖的调节能力受损、对胰岛素的降糖作用减低,说明高脂饮食诱导小鼠胰岛素抵抗成功。出现胰岛素抵抗的小鼠,在给予TLR4抑制剂TAK-242 5个月后,对葡萄糖的调节能力和对胰岛素的敏感性均有所改善。血浆生化指标结果显示,与对照组比较,单纯高脂组和给予TAK-242的高脂饮食干预组小鼠血浆TG、TC、LDL-C浓度均显著升高(P<0.05),GLU、HDL-C、ALT水平均有升高趋势,但无统计学意义(P>0.05)。单纯高脂组和TAK-242干预组比较,血浆GLU、TG、TC、LDL-C、HDL-C、ALT水平在2组之间不存在显著性差异(P>0.05)。Western blot实验结果发现,正常对照组小鼠PBMC未见TLR4蛋白表达,单纯高脂饮食组小鼠PBMC有高水平的TLR4蛋白表达,给予TAK-242的高脂饮食小鼠PBMC TLR4蛋白虽有表达,但表达量明显低于单纯高脂饮食组小鼠,结果提示TAK-242部分抑制了高脂饮食喂养小鼠PBMC TLR4蛋白的表达。结论高脂饮食成功诱导了小鼠产生胰岛素抵抗,抑制TLR4蛋白的表达可以改善小鼠胰岛素抵抗状态。该研究结果丰富了胰岛素抵抗发生的机制,为进一步深入研究TLR4及其信号通路在胰岛素抵抗中的作用提供了实验依据。