维生素E缺乏与(60)Co辐射相互作用诱导的糖耐量异常动物模型

A novel animal model of impaired glucose tolerance induced by the interaction of vitamin E deficiency and (60)Co radiation.

作者信息Yue Guan, Yan Cheng, Ying Yin, Jialin Duan, Guo Wei, Yan Weng, Chao Guo, Yanrong Zhu, Yanhua Wang, Miaomiao Xi, Aidong Wen
PMID25954750
发布时间2015
DOI10.1155/2015/457246

实验完整度

主要模型

SD大鼠 VE缺乏饮食联合60Co辐射处理模型 HH饮食诱导模型 VE缺乏饮食模型

重点核对

SD大鼠(雄性,体重190-220 g) 分组:空白对照组、实验对照组、辐射组、VE缺乏组、VE缺乏/辐射组 辐射处理:60Co γ射线,剂量率4 Gy/min,分别在15、30、60天给予4 Gy全身照射 VE缺乏饲料制备:基底饲料经紫外线照射去除VE,蔬菜油经处理去除VE 检测时间:氧化指标在66天,IVGTT在90天,胰腺灌注和Western blotting在实验周期内

摘要

糖耐量异常(IGT)作为糖尿病前期阶段,通常由生活习惯或环境因素诱发。已建立的IGT动物模型大多采用链脲佐菌素等化学物质或遗传修饰。然而,日常生活中接触这些因素的情况很少见。本研究旨在建立一种由饮食中维生素E(VE)缺乏和辐射暴露诱导的IGT新动物模型。SD大鼠单独或联合接受这两种因素处理。在联合组中,计算的胰岛素敏感性指数下降;随后HOMA-β值升高。观察到氧化损伤和IGT。胰腺灌注中,胰腺对葡萄糖反应的胰岛素分泌水平表现为第一时相快速但降低,第二时相明显缺陷。组织病理学图像显示了病理变化。Western blotting分析显示胰岛素信号通路下调。饮食中VE缺乏与辐射暴露的相互作用可能打破氧化与抗氧化的平衡,导致IGT。更重要的是,成功建立了一个新的IGT模型,可能有助于进一步研究针对人类IGT的药物开发。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
饮食中VE缺乏与辐射暴露的相互作用是否能诱导IGT,并作为新的动物模型。
核心机制
VE缺乏与辐射相互作用打破氧化与抗氧化平衡,导致氧化应激,进而引起胰岛素抵抗,最终导致IGT;胰岛素信号通路下调是关键机制。
主要证据
动物模型实验显示联合组氧化损伤指标显著变化、IVGTT显示血糖清除延迟、胰腺灌注显示胰岛素分泌第一时相降低和第二时相缺陷、Western blotting显示p-IRS1、p-PDK1、p-Akt和GLUT4表达下调。
研究意义
该模型可能模拟T2DM患者的临床症状,有助于预防疾病进展和药物研发。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立VE缺乏饲料和辐射模型

验证VE缺乏饲料制备效果和辐射条件。

通过紫外线照射去除基底饲料中的VE,并利用HPLC确认蔬菜油中VE的去除。对大鼠进行全身γ辐射处理(剂量率4 Gy/min,在15、30、60天给予4 Gy)。

2

氧化损伤指标检测

评估VE缺乏和辐射单独及联合作用对氧化应激的影响。

在实验第66天检测血清SOD活性、MDA浓度和AGEs荧光值。

3

血糖和胰岛素水平检测

评估各组大鼠的血糖、胰岛素水平和胰岛素敏感性。

在第60天检测空腹血糖和血清胰岛素,计算ISI和HOMA-β值。

4

静脉葡萄糖耐量试验(IVGTT)

评估整体葡萄糖耐量。

在90天进行IVGTT,注射葡萄糖后在不同时间点测量血糖。

5

胰腺灌注

评估胰腺对葡萄糖的胰岛素分泌反应。

在麻醉状态下进行原位胰腺灌注,刺激葡萄糖浓度从5 mM升至11 mM,并收集流出液测定胰岛素。

6

组织病理学检查

观察胰岛组织的病理变化。

胰腺组织固定、包埋、切片,HE染色后观察胰岛细胞形态、数量和损伤。

7

胰岛素信号通路蛋白检测

验证胰岛素信号通路相关蛋白的表达变化。

提取股四头肌蛋白,用Western blotting检测p-IRS1、IRS1、p-PDK1、PDK1、p-Akt、Akt和GLUT4的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Hypersil C18色谱柱Thermo--
高效液相色谱系统----
60Co γ射线源----
血糖仪----
放射免疫测定试剂盒----
牛血清白蛋白----
硝酸纤维素膜----
抗p-IRS1抗体Cell Signaling Technology2386
抗IRS1抗体Cell Signaling Technology3407
抗p-PDK1抗体Cell Signaling Technology3438
抗PDK1抗体Cell Signaling Technology5662
抗p-Akt抗体Cell Signaling Technology4060
抗Akt抗体Cell Signaling Technology4691
抗GLUT4抗体SigmaG4173
抗GAPDH抗体SigmaG9545
HRP偶联山羊抗兔IgGBioss140124
化学发光检测系统----
Quantity One图像分析系统----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
SD大鼠来源、性别、体重、分组、饲料类型、辐射剂量和日程。
阅读提示:Methods: Animals and Treatments
VE缺乏饲料制备
紫外线照射强度和时间、饲料配方、VE去除验证方法。
阅读提示:Methods: Preparation of the Experimental Diet; Results: Chromatogram Qualitative Analysis
氧化损伤指标检测
采血时间、血清分离条件、SOD、MDA、AGEs检测方法。
阅读提示:Methods: Analysis of Oxidative Damage Indexes
血糖和胰岛素检测
禁食时间、采血部位、血糖仪和放射免疫测定方法、ISI和HOMA-β计算公式。
阅读提示:Methods: Detection of Blood Sugar and Serum Insulin
IVGTT
禁食时间、葡萄糖剂量、注射途径、血糖测量时间点。
阅读提示:Methods: Intravenous Glucose Tolerance Test (IVGTT)
胰腺灌注
麻醉剂量、灌注液组成、流速、平衡时间、葡萄糖刺激浓度和时间、采样时间点。
阅读提示:Methods: Pancreas Perfusions
组织病理学
固定液、切片厚度、染色方法。
阅读提示:Methods: Histopathological Examination
Western blotting
组织来源、蛋白提取、SDS-PAGE浓度、抗体信息、二抗信息、内参。
阅读提示:Methods: Western Blotting Analysis