奎硫平對大鼠血糖的影響及其機制研究

閻超慧，王高華，劉 浩，高 蘭

(武漢大學人民醫院精神衛生中心，湖北武漢 430060)

長期應用非典型抗精神病藥可增加糖代謝異常的風險已成為一個共識性的問題，已有研究表明氯氮平、奧氮平引起糖代謝異常的風險最大［1］，而有關于奎硫平對糖代謝影響的研究，其結果卻差別很大［2－3］。但是，越來越多的臨床證據傾向于表明奎硫平的治療與血糖調節受損間存在著一定關聯［4］。由于奎硫平對精神分裂癥的陰、陽性癥狀及認知障礙、老年期精神障礙等均有良好的效果，且不良反應較少，其在臨床上的使用逐漸增多，國內一項精神專科醫院門診處方分析更是顯示奎硫平在抗精神病藥的使用頻度中位居第一，達24.2%［5］。

有研究顯示［6］，胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗是氯氮平誘發糖尿病的兩個重要環節，并且氯氮平、奎硫平等在小鼠中引起的高血糖癥與其抑制葡萄糖轉運的能力相關［7］。因此，本研究選擇奎硫平進行動物實驗，通過觀察其對SD大鼠體重、空腹血糖、血胰島素、C肽及胰島β細胞葡萄糖轉運蛋白2(Glucose Transporter 2，GLUT2)mRNA表達的影響，以期探討奎硫平對血糖影響的可能機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 清潔級♀SD大鼠20只(購自湖南斯萊克實驗動物有限責任公司)，飼養于二級動物實驗室中，普通大鼠飼料喂養，自由進食與飲水。

1.2藥品與試劑 奎硫平(商品名思瑞康，阿斯利康公司);Ex Taq酶 (TAKARA公司，DRR100A);DL2000 DNA Marker(TAKARA公司，D501A);SYBR Green/Flourescein qPCR Master Mix(Fermentas公司，#K0242);所有引物均由南京金瑞斯生物科技公司合成(GLUT2上游引物5'-CAATTTCATCATCGCCCTCT-3'，下游引物 5'-TGCAGCAATTTCGTCAAAAG-3'，目的片段長度154 bp;β-actin上游引物 5'-CACGATGGAGGGGCCGGACTCATC-3'，下游引物 5'-TAAAGACCTCTATGCCAACACAGT-3'，目的片段長度240 bp)。

1.3 分組與給藥 20只動物隨機分為奎硫平組和對照組，每組10只。奎硫平組大鼠按20 mg·kg－1·d－1灌胃奎硫平溶液(奎硫平用生理鹽水配制為濃度4.5 mmol·L－1)，對照組大鼠等體積生理鹽水灌胃，連續4周。

1.4 體重和血糖的測定 給藥前及給藥1、2、3、4周時電子秤稱量體重，前一天8 pm至測定當日8 am動物禁食禁水，采用剪尾采血法，用羅氏血糖儀及配套血糖試紙測定空腹血糖。

1.5 放射免疫法測定血胰島素和C肽 給藥4周時下腔靜脈采血，離心取上層血清，按照125I胰島素放射免疫分析試劑盒和125I人C肽放射免疫分析試劑盒(均購自北京科美生物技術有限公司)的說明進行操作，由專業核醫學人員測定各大鼠的血胰島素和C肽濃度。

1.6 實時熒光定量PCR(Real-time PCR)法測定GLUT2mRNA 靜脈采血后取大鼠胰腺置于－80℃冰箱中保存待測。

1.6.1 總RNA提取及逆轉錄反應(RT)Trizol法提取總 RNA;取 5 μg總 RNA，加入 2 μl多聚體引物、2 μl dNTP，去 RNase 水補總體積至 14.5 μl，70℃ 5 min，短暫離心后置冰上，加 5 ×RT buffer 4 μl、HRP/RNase 抑制物 0.5 μl、MMLV 逆轉錄酶 1 μl。RT條件:42℃ 60 min，95℃ 5 min。

1.6.2 實時熒光定量 PCR RT 產物 4 μl，上、下游引物各0.4 μl，SYBR Green/Flourescein qPCR Master Mix 10 μl，加滅菌 ddH2O 至反應體系總體積 20 μl。反應條件:50℃ 2 min，95℃ 10 min，1個循環;95℃ 30 sec，60℃ 30sec，40個循環。最終結果根據樣品 Ct值，采用2－ΔΔCt法計算 mRNA 表達水平。

Tab 1Changes of weight and FBG in control group and quetiapine group rats(±s，n)

Tab 1Changes of weight and FBG in control group and quetiapine group rats(±s，n)

*P＜0.05 vs control;#P＜0.05，##P＜0.01 vs pretreatment

Group Indexe Pretreatment Drug administration time 1 wk 2 wk 3 wk 4 wk Control Weight(g) 187.2 ±9.2(10) 198.0 ±13.7(10) 213.0 ±15.9(9) 228.8 ±10.1(8) 238.9 ±12.8(8)Quetiapine Weight(g) 189.6 ±10.4(10) 211.7 ±16.4(9) 229.2 ±13.6(9)* 244.8 ±16.5(9)* 257.7 ±16.2(9)*Control FBG(mmol/L) 4.4 ±0.4(10) 4.4 ±0.3(10) 4.7 ±0.4(9) 4.8 ±0.4(8) 4.4 ±0.5(8)Quetiapine FBG(mmol/L) 4.3 ±0.3(10) 4.6 ±0.3(9) 4.9 ±0.4(9)# 5.0 ±0.6(9)## 4.8 ±0.3(9)#

2 結果

與對照組比較，奎硫平組大鼠胰島GLUT2mRNA表達水平明顯降低，差異有顯著性(0.297 6±0.004 7vs0.993 8 ±0.017 3，P＜0.01)，見 Fig 1。

Fig 1 Agarose gel electrophoresis results

Tab 2 Comparison of weekly weight gain between control group and quetiapine group rats(g，±s，n)

Tab 2 Comparison of weekly weight gain between control group and quetiapine group rats(g，±s，n)

＊＊P＜0.01 vs control

Group Week 1 Week 2 Week 3 Week 4 Control 10.7 ±6.6(10) 13.2 ±15.2(9)12.0 ±4.1(8)10.1 ±4.0(8)Quetiapine 22.0 ±8.3(9)＊＊ 17.4 ±6.9(9)15.7±8.2(9)12.8 ±6.5(9)

3 討論

臨床研究表明在使用抗精神病藥的過程中，隨藥物(奧氮平、奎硫平等)使用時間的延長患者體重逐漸增加，這種增加在治療起始的6個月內最為明顯，之后體重增加的速度趨于緩慢，但并未進入平臺期［8］。許多研究試圖但最終并未找出抗精神病藥所引起的體重增加與糖代謝障礙之間的關系，這可能與使用空腹血糖作為糖代謝的指標有關。因為在胰島β細胞保留有完整的生物功能時，若發生胰島素抵抗，則胰島素分泌代償性增加，從而調節胰島素抵抗所引起的血糖升高，避免高血糖的發生［9］。所以在使用抗精神病藥物早期，并未觀察到明顯的血糖升高。

GLUT2是SLC2A基因家族成員，對葡萄糖有較低親和力及較高轉運能力，可以有效地處理高濃度葡萄糖，主要分布于肝臟、腸、腎臟和胰島β細胞胞

2.1 奎硫平引起大鼠體重和空腹血糖的增加 給藥2、3、4周后，奎硫平組大鼠體重均大于對照組，差異有顯著性(P＜0.05)，見Tab 1;且大鼠每周體重增加量奎硫平組均大于對照組，但只有第1周差異有顯著性(P＜0.01)，見Tab 2;隨時間進展，對照組大鼠每周體重增加量無明顯變化趨勢，奎硫平組大鼠體重增長趨于緩慢，單因素方差分析差異無顯著性(F=2.342，P=0.092)。

給藥2、3、4周后，奎硫平組大鼠空腹血糖均高于給藥前，差異有顯著性(P＜0.05，P＜0.01);雖然奎硫平組大鼠空腹血糖均高于對照組，但差異并無顯著性，見Tab 1。

2.2 奎硫平增加大鼠血胰島素和C肽的濃度 給藥4周后，奎硫平組大鼠血胰島素〔3.50±1.65vs2.26±0.57(mIU·L－1)〕，P＞0.05)和 C 肽〔0.38±0.13vs0.35 ±0.14(nmol·L－1)〕，P＞0.05)濃度均高于對照組，但兩組間差異并無顯著性。

2.3 奎硫平降低大鼠胰島GLUT2mRNA的表達膜［10］。在胰島β細胞，GLUT2主要通過將胞外的葡萄糖轉移入胞內參與葡萄糖引起的胰島素分泌活動。GLUT2-null小鼠中，胰島β細胞合成和分泌胰島素的能力均受到損害，同時伴有葡萄糖利用率的下降，表明GLUT2在葡萄糖引起的胰島素的分泌、合成中起著重要作用［11］。長期高血糖狀態可抑制胰島β細胞GLUT2基因的表達，使胞膜上GLUT2蛋白數目減少，導致血中葡萄糖轉入胞內受阻，胰島素分泌減少。在糖尿病大鼠模型中，無論在體或離體胰島β細胞中，均觀察到了GLUT2蛋白表達的明顯降低［12］。本研究中，雖然空腹血糖尚維持在正常水平，但與對照組相比，奎硫平組大鼠胰腺組織GLUT2mRNA的表達已受到明顯抑制，結合Unger所指出的胰島β細胞GLUT2的減少發生在2型糖尿病高糖血癥之前［13］，提示長期使用奎硫平可引起高糖血癥的發生，且GLUT2在這一發生過程中有重要作用。

綜上所述，長期應用奎硫平所導致的胰島細胞GLUT2表達下調可能是引起血糖異常的發生機制之一，鑒于奎硫平早期階段引起的體重明顯增加及空腹血糖水平的相對正常，提示臨床在使用奎硫平治療時應注意體重的早期控制，以延緩胰島素抵抗的發生，并且應定期監測血糖以便早期發現血糖異常征兆，同時提示研究人員尋找合適的干預方法避免胰島細胞GLUT2表達的下調或提高其生物活性，或許可以改善胰島功能，從而降低血糖異常發生的風險。

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