艾塞那肽干预对肥胖2型糖尿病大鼠下丘脑NF-κB p65的影响

研究背景2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)患者多伴有不同程度的超重或肥胖,而随着体重的增加,患者并发心血管等疾病的风险也随之升高,降低患者体重则可以带来诸多获益。临床上对糖尿病患者的体重管理也得到更多的重视。胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide 1,GLP-1)是一种内源性肽类激素,据报道能以血糖依赖的方式调节人体血糖,并且被发现可以通过中枢途径增加饱腹感、抑制食欲和减少摄食、减轻体重,但其中枢调节食欲、影响摄食的机制目前还未完全探明。生理状态下分泌的GLP-1在极短的时间内就会被体内的二肽基肽酶4(DPP-4)降解并失去活性,无法获得稳定的临床疗效。新一代降糖药物艾塞那肽(Exendin-4,Ex-4)是一种GLP-1受体激动剂,它能够激活体内的GLP-1受体,发挥GLP-1调节血糖、体重等的生理作用,且不受DPP-4的影响,目前已广泛应用在临床上,能确切地观察到其减轻体重的疗效。此外,已有的研究表明,Ex-4还具有防止细胞凋亡、对抗氧化应激和炎症反应等作用,可改善众多器官的代谢状态。一些研究表明高脂饮食可诱导下丘脑炎症的发生。通过给予富含脂肪的饮食引起摄食量的增加和体重上升,可发现下丘脑小胶质细胞炎症因子如TNF-α、IL-6、IL-1β等的升高。下丘脑慢性炎症的发生及进展可能进一步加重摄食及肥胖的增加。核因子κB(Nuclear factorκB,NF-κB)是一种可以调节机体炎症反应的蛋白,已发现存在于哺乳动物体内的NF-κB包括5大成员,分别为p50(NF-κB)、p52(NF-κB2)蛋白、p65(Rel A)、Rel B和Rel(c-Re1)蛋白。其中p50-p65二聚体分布最为广泛,通常用其指代NF-κB。NF-κB处于静止状态时,p50-p65二聚体与NF-κB的抑制蛋白IκB(inhibitor of NF-κB)结合,IκB通过遮盖NF-κB上的核定位信号区NLS(Nuclear localization sequence)阻止NF-κB介导炎症反应。当细胞受到外界炎症刺激如TNF-α、IL-6等细胞炎症因子刺激时,IκB通过一系列反应过程被降解,暴露NLS,NF-κB进入细胞核,与DNA上的特定位点结合,使NF-κB被激活。NF-κB被激活后可以诱导产生多种促炎细胞因子、趋化因子、粘附因子等的释放,导致炎症的产生和加重。我们的前期研究显示,Ex-4第三脑室给药可显著抑制肥胖糖尿病大鼠的短期摄食行为及摄食量,这一动态改变与功能磁共振弥散加权成像(functional diffusion weighted imaging,f DWI)技术观察到的下丘脑摄食调控区域的f DWI信号变化具有同步性及相关性的特点,下丘脑组织中饥饿素(ghrelin)及肥胖抑制素(obestatin)的表达也呈现相应的显著性改变而这些变化均能被GLP-1R抑制剂阻断,这提示Ex-4通过GLP-1受体途径影响肥胖糖尿病大鼠的摄食调控激素,从而影响其摄食行为以及摄食量。那么,Ex-4对下丘脑炎症状态是否也有类似的影响?该作用方式是否也与GLP-1受体途径有关?带着这些问题,我们设计了本研究。研究目的通过第三脑室给药的方式,观察先后给予Ex-4及GLP-1R阻断剂Ex-(9-39)干预不同代谢状态大鼠下丘脑炎症因子NF-κB p65在不同时间的变化,探讨不同代谢状态下大鼠在Ex-4干预后下丘脑炎症水平的变化及其可能机制。对象与方法根据体重及血糖情况将SD大鼠分为四种不同代谢状态组别:肥胖2型糖尿病(O2D,n=83)组、肥胖非糖尿病组(Obese non-Diabetes,OND,n=20)组、非肥胖2型糖尿病(Non-obese Type 2 Diabetes,NO2D,n=22)组、非肥胖非糖尿病(Non-obese non-Diabetes,NOND,n=20)组。四组大鼠均接受第三脑室置管及相应干预,其中O2D组大鼠根据接受的干预方式不同分为三小组:第一组直接给予Ex-4(0.1ug/只)(O2D-1组);第二组先给予Ex-(9-39)(1ug/只),再给予Ex-4(0.1ug/只)(O2D-2组);第三组给予生理盐水(NS,1ul/只)(O2D-3组)干预,另外三组仅给予Ex-4(0.1ug/只)干预。干预后分别在第0.5h、2h、8h及24h的时间点收集下丘脑组织,截取3mm厚度的组织,石蜡包埋制成切片,使用免疫组化及半定量的方法检测下丘脑3个不同部位检测下丘脑组织中NF-κB p65的含量。比较不同干预方法大鼠下丘脑组织NF-κB p65表达随Ex-4给药后不同时间点的水平及其组间差异。采用SPSS 25.0统计软件包进行统计学处理,P<0.05认为有统计学显著性意义。结果1.四组不同代谢状态的大鼠下丘脑NF-κB p65含量在相同时间点的组间差别具有显著差异(P<0.05)。其中O2D组NF-κB p65含量在第0.5h、2h、8h及24h均显著高于NO2D组(P均<0.05),其中在第0.5h、2h及8h三个时间点均显著高于NOND组(P分别为0.033、0.002、0.000)。2.Ex-4处理后,O2D组大鼠下丘脑NF-κB p65含量在第0.5h后开始明显下降(P均<0.05),其中在第2h处于最低水平。四组大鼠间比较,NF-κB p65含量在第0.5h和8h具有显著性差异(P分别为0.007,0.032);其中第0.5h时O2D组和OND组NF-κB p65含量均显著高于NO2D组和NOND组(P均为0.000)。第8h时,NO2D组NF-κB p65含量均显著低于其他3组(P均为0.000)。3.经Ex-(9-39)预处理后,O2D组Ex-4减少NF-κB p65的效应降低。在给药后的第2h、8h及24h的经Ex-(9-39)预处理组和NS组的NF-κB p65含量同时显著高于Ex-4处理组(P均为0.000)。结论1.Ex-4第三脑室给药可显著减少O2D大鼠下丘脑组织炎症因子NF-κB p65的表达,其中在给药后的第2小时抑制效应最显著。2.O2D大鼠下丘脑组织NF-κB p65的表达在Ex-(9-39)预处理后给药Ex-4与直接给药NS相比无显著差异。