普芦卡必利可能通过促进糖尿病大鼠肠神经系统再生来改善肠道运动功能

Prucalopride might improve intestinal motility by promoting the regeneration of the enteric nervous system in diabetic rats.

作者信息Yun Wang, Xinyu Xu, Lin Lin
PMID35543167
发布时间2022-07
DOI10.3892/ijmm.2022.5143

实验完整度

包含糖尿病动物模型建立、结肠传输功能测定、免疫组化、免疫荧光双标及ELISA等验证,但缺乏体外及临床样本验证,且未进行功能阻断或基因干预。

主要模型

Sprague Dawley大鼠糖尿病模型

重点核对

链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病大鼠模型,STZ剂量60 mg/kg,单次腹腔注射 普芦卡必利剂量:5 μg/kg和10 μg/kg,每日灌胃,持续2周 模型建立后维持高血糖2周再给药 结肠传输时间采用玻璃珠排出法测定,玻璃珠直径3 mm,置于距肛门2 cm处 实验分组:对照组、DM组、DM+A组、DM+B组,每组6只

摘要

本研究旨在探讨普芦卡必利作为5-羟色胺4(5-HT4)受体激动剂,是否通过促进糖尿病(DM)大鼠肠神经系统(ENS)再生来改善肠道运动功能。通过腹腔注射链脲佐菌素建立大鼠DM模型。将大鼠随机分为四组,每组6只:对照组、DM组(DM模型)、DM + A组(5 μg/kg普芦卡必利)和DM + B组(10 μg/kg普芦卡必利)。对照组大鼠给予等体积柠檬酸溶剂。模型建立成功后,维持高血糖水平2周,然后给予普芦卡必利。采用玻璃珠排出法测定结肠传输时间。结果显示,糖尿病大鼠的结肠传输时间最长,而在DM + B组中显著缩短。随后收集结肠。通过免疫组织化学分析检测Nestin、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、SOX10、RNA结合蛋白人抗原D(HuD)和泛素硫酯酶(PGP9.5)的表达水平。进行了5-HT4 + Nestin和Ki67 + Nestin的免疫荧光双标染色。使用ELISA检测5-HT水平。与对照组相比,DM和DM + A组中Nestin表达显著增加,并集中在柱状上皮细胞和间充质中。此外,DM + A组中Nestin的表达水平高于DM组。DM + B组与对照组之间Nestin表达水平无差异。5-HT蛋白表达水平在对照组中最高;然而,DM组、DM + A组和DM + B组中5-HT蛋白表达水平呈上升趋势。5-HT4和Nestin的表达未观察到相似趋势;但观察到Nestin和Ki67的表达有相似趋势。DM + A和DM + B组中GFAP、SOX10、PGP9.5和Ki67的表达水平高于DM组。在DM + A组中,HuD表达较对照组降低,但显著高于DM组。总之,普芦卡必利可能通过促进DM大鼠ENS再生来改善肠道运动功能。

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
普芦卡必利作为5-HT4受体激动剂,能否通过促进肠神经系统再生来改善糖尿病大鼠的肠道运动功能?
核心机制
普芦卡必利通过促进肠神经干细胞增殖和分化,增加神经元(HuD、PGP9.5)和胶质细胞(GFAP、SOX10)表达,并促进5-HT和5-HT4分泌,从而修复受损的肠神经系统,改善肠道运动功能。
主要证据
糖尿病大鼠结肠传输时间延长,10 μg/kg普芦卡必利显著缩短;免疫组化和免疫荧光显示5 μg/kg普芦卡必利增加Nestin、HuD、PGP9.5、GFAP、SOX10和Ki67表达,ELISA显示5-HT水平升高,且10 μg/kg普芦卡必利增加5-HT4表达。
研究意义
研究提示普芦卡必利在糖尿病神经病变管理中可能具有新的作用,需在临床试验中进一步验证。

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

建立糖尿病大鼠模型

建立稳定的糖尿病动物模型,为后续干预和检测提供基础。

雄性Sprague Dawley大鼠随机分为四组,禁食12小时后单次腹腔注射链脲佐菌素(60 mg/kg)建立DM模型,对照组注射等体积柠檬酸溶剂。1周后测定血糖水平确认模型成功(≥16.7 mmol/l),维持高血糖2周后开始给药。

2

普芦卡必利干预

评估不同剂量普芦卡必利对糖尿病大鼠的影响。

普芦卡必利溶于生理盐水(0.5 μg/ml),按5 μg/kg(DM+A)或10 μg/kg(DM+B)每日灌胃,持续2周。

3

结肠传输时间测定

评估各组大鼠肠道运动功能的变化。

采用玻璃珠排出法,大鼠麻醉后,将直径3 mm的玻璃珠置于距肛门2 cm处,记录排出时间。

4

组织样本采集与固定

为后续免疫组化和免疫荧光检测准备结肠组织。

大鼠处死后收集结肠,一部分固定于4%多聚甲醛制备石蜡切片,一部分冷冻保存制备冰冻切片。

5

免疫组织化学检测

检测Nestin、HuD、GFAP、SOX10、PGP9.5的表达水平,评估神经干细胞、神经元和胶质细胞的变化。

石蜡切片脱蜡水化,抗原修复,封闭后孵育一抗和二抗,DAB显色,半定量分析采用Image-Pro Plus软件,每样本三个视野,放大200倍。

6

免疫荧光双标检测

检测5-HT4与Nestin、Ki67与Nestin的共表达,评估5-HT4表达和细胞增殖情况。

冰冻切片室温恢复,Triton X-100透化,封闭后孵育一抗和二抗,DAPI染核,荧光显微镜观察,半定量分析。

7

ELISA检测5-HT水平

定量检测结肠组织中5-HT的浓度。

结肠组织研磨后,使用5-HT ELISA试剂盒按说明书操作,在450 nm处测量吸光度。

8

统计分析

确定各组间差异的统计学意义。

所有实验重复三次,数据以均值±标准差表示,采用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey事后检验,P<0.05表示差异有统计学意义。

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
普芦卡必利Janssen-Cilag SpA--
链脲佐菌素Dalian Meilun Biotechnology Co., Ltd.MB1227
抗Nestin多克隆抗体OmnimabsOM264981
抗HuD单克隆抗体Abcamab184267
抗GFAP单克隆抗体Abcamab33922
抗SOX10多克隆抗体BIOSSbs-20563R
抗PGP9.5多克隆抗体Affinity BiosciencesAF0243
抗5-HT4多克隆抗体Affinity BiosciencesDF3503
抗Ki-67单克隆抗体BIOSSbsm-33070M
Cy3标记山羊抗兔IgG抗体Wuhan Boster Biological Technology, Ltd.BA1032
Cy3标记山羊抗小鼠IgG抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.A10521
FITC标记山羊抗小鼠IgG抗体Thermo Fisher Scientific, Inc.62-6511
FITC标记山羊抗兔IgG抗体CoWin BiosciencesCW0114S
HRP标记山羊抗兔IgG(H+L)抗体OriGene Technologies, Inc.ZB-2301
DAB显色试剂盒CoWin BiosciencesCW0125
大鼠5-HT ELISA试剂盒Jiangsu Enzyme Industry Co., Ltd.MM-0442R2
玻璃珠(直径3 mm)Ziboshi Boshan Gaoqiangdu Weizhuchang--
牛血清白蛋白Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.SW3015

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
糖尿病模型建立
STZ剂量、给药途径、溶剂、血糖标准、模型稳定期
阅读提示:参见Materials and methods中'Establishment of the diabetic rat model'
给药方案
普芦卡必利剂量、给药途径、频率、持续时间
阅读提示:参见Materials and methods中'Establishment of the diabetic rat model'
结肠传输时间测量
玻璃珠直径、放置深度、麻醉方式、记录时间
阅读提示:参见Materials and methods中'Colonic transit time measurement'
免疫组织化学
抗体稀释比例、抗原修复条件、显色时间、分析视野数
阅读提示:参见Materials and methods中'Immunohistochemical analysis'
免疫荧光双标
抗体稀释比例、透化条件、封闭时间、荧光二抗选择
阅读提示:参见Materials and methods中'Immunofluorescence double staining'