不同劑量羅格列酮對2型糖尿病大鼠的體重增加效應

偶　晨　景欣悅　盧圣鋒　傅淑平　朱冰梅

(南京中醫藥大學針藥結合省部共建教育部重點實驗室，江蘇　南京　210023)

?

不同劑量羅格列酮對2型糖尿病大鼠的體重增加效應

偶晨景欣悅盧圣鋒傅淑平朱冰梅

(南京中醫藥大學針藥結合省部共建教育部重點實驗室，江蘇南京210023)

摘要〔〕目的探討不同劑量羅格列酮(ROS)對2型糖尿病(T2DM)大鼠體重增加效應的影響。方法SD大鼠高脂喂養4 w，腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ，35 mg/kg)建立T2DM大鼠模型。造模成功后隨機分為模型對照(T2DM)組、ROS治療的低劑量組(LD)、中劑量組(MD)和高劑量組(HD)；另將同批次普食大鼠腹腔注射枸櫞酸鈉緩沖液作為正常對照組(NC組)。各組分別接受8 w干預處理。檢測各組大鼠體重、攝食、血糖(BG)、胰島素(INS)、甘油三酯(TG)及膽固醇(TC)水平。結果與T2DM組比較，各劑量組ROS治療8 w后，空腹BG和血清INS水平較T2DM組明顯降低，但體重和體重指數(BMI)均顯著增加。MD、HD組的TG和TC水平均高于T2DM組，其中MD組TG和TC水平升高最顯著。結論ROS三個劑量都具有降糖效應，但長期使用均可誘導T2DM大鼠體重增加，甚至肥胖，但該體重增加效應不存在劑量依賴性，以中劑量組的效應最顯著。

關鍵詞〔〕羅格列酮；體重增加；2型糖尿病

第一作者：偶晨(1987-)，女，在讀碩士，主要從事針灸作用與表觀遺傳學調控研究。

以羅格列酮(ROS)為代表的噻唑烷二酮(TZDs)類藥物，因其具有優越的降糖效應，長期廣泛應用于2型糖尿病(T2DM)的治療。但是有報道指出，ROS在治療T2DM的過程中會引起患者的體重增加效應，甚至導致肥胖〔1〕。另有研究證實〔2～4〕，在經過16 w的ROS治療后，患者皮下脂肪顯著增加。經過研究〔5，6〕進一步發現，TZDs類藥物會引起水鈉潴留，并且對脂肪的分化、形成具有促進作用。眾所周知，肥胖是引起胰島素抵抗(IR)的主要誘因。肥胖的發生會加重T2DM的全身癥狀，增加患者心血管的負擔，造成惡性循環。因此，明確ROS劑量與體重增加效應之間的關系具有重要意義。本實驗旨在研究不同劑量ROS對T2DM大鼠體重增加效應的影響。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1實驗動物健康SPF級雄性SD大鼠42只，體重100～110 g，由上海西普爾-必凱實驗動物有限責任公司〔SCXK(滬)2013-0016〕提供。實驗期間室溫控制在20℃±2℃，濕度39%～43%，12 h交替照明，自由飲食、飲水。

1.1.2飼料普食飼料配方：玉米、小麥、豆粕、麩皮、花生餅、魚粉、魚肝油、雞蛋、大麥、各種氨基酸、復合多維生素、礦物質等。高脂飼料配方：酪蛋白，L-胱氨酸，玉米淀粉，麥芽糊精10，蔗糖，纖維素，BW200，豆油，豬油礦物混合S10026，磷酸氫鈣，碳酸鈣，檸檬酸鉀，1 H2O維生素，酒石酸膽堿混合V10001。由上海斯萊克公司提供。

1.1.3藥品與試劑、儀器CM Cellulose(CMCNa)由BIOSHARP公司提供，使用時以超純水配制成1%的混懸液；馬來酸羅格列酮購于葛蘭素史克(天津)有限公司，使用時以1%的CMCNa配制成混懸液；鏈脲佐菌素(STZ)購自Sigma公司，臨用時溶于現配的0.1 mol/L枸櫞酸鈉緩沖液配成0.5%的STZ注射液；胰島素(INS)放射免疫檢測試劑盒購于北京北方生物技術研究所；甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)測試盒購于南京建成生物工程研究所。OLYMPUS公司(日本)高檔全自動生化分析儀，強生(中國)醫療器材有限公司強生穩豪型血糖儀，美國伯騰公司Synergy H4 全功能酶標儀，上海科思佳公司放射免疫分析儀。

1.2方法

1.2.1模型建立和分組SD大鼠適應性飼養1 w，檢測血糖(BG)、血脂等水平，確定均在正常范圍內。隨機選取6只SD大鼠作為正常對照組(NC)，普食喂養；其余大鼠同步進行高脂喂養30 d后，選取血脂水平顯著高于對照組的大鼠，禁食不禁水12 h后，一次性腹腔注射STZ (35 mg/kg)。STZ使用時，用0.1 mol/L枸櫞酸鈉緩沖液(pH4.4)配制。注射STZ后，第7、14、21天檢測BG和體重，篩選第三周末BG>16.67 mmol/L(300 mg/dl)〔7〕的大鼠作為成功的T2DM模型。注射STZ第22天進行糖耐量實驗(OGTT)，驗證模型的穩定性。經過篩選，共24只符合模型標準。模型大鼠按體重隨機分為模型對照組(T2DM)、低劑量組(LD)、中劑量組(MD)、高劑量組(HD)，每組6只。

將馬來酸羅格列酮片劑研磨成粉末，溶于1%CMCNa混懸液中，配置成4 mg/ml的溶液，按照LD組2 mg/kg、MD組5 mg/kg、HD組10 mg/kg的劑量進行灌胃，1次/d。T2DM組給予CMCNa溶液灌胃，NC組不做處理。每3 d測量一次體重，同時監測各組大鼠的攝食量，計算百克體重攝食量，繪制曲線。

1.2.2標本采集ROS灌胃給藥前和灌胃給藥8 w后，將大鼠腹腔注射10%水合氯醛麻醉后，眼眶取血，檢測血清甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、BG和INS水平。將大鼠處死后，取大鼠腹股溝脂肪稱重，計算體質量指數(BMI)。

1.2.3實驗室指標檢測BG采用葡萄糖氧化法；將上述留取的血標本低溫離心(3 500 r/min,15 min)，取50 μl血清樣本采用比色法檢測TG和TC；取血清樣本100 μl，采用放射免疫法檢測INS。

1.3統計學處理采用SPSS16.0統計軟件行單因素方差分析及t檢驗。

2結果

2.1血清BG、INS水平ROS給藥前，T2DM、LD、MD和HD四組的INS和BG值無明顯差異，但BG值顯著高于NC組(P<0.05)，INS值低于NC組；ROS給藥8 w后，LD、MD、HD組的BG水平均顯著低于T2DM組，但各劑量組間無顯著差異(P>0.05)；與給藥前相比，所有給藥組的血清INS水平均升高，MD、HD組顯著低于T2MD組(P<0.05)。見表1。

2.2體重及攝食ROS給藥前，各組大鼠禁食不禁水12 h后稱重，各給藥組體重無差異(P>0.05)。ROS給藥8 w后，各給藥組體重均顯著高于T2DM組(LD、MD組P<0.001，HD組P<0.05)，見表2。

觀察大鼠8 w內的攝食情況，為排除體重差異對攝食的影響，計算每100 g體重攝食量，繪制曲線(圖1)。各組攝食量始終高于NC組，給藥組中MD和HD組的攝食具有逐漸增加的趨勢，且高于T2DM組。給藥8 w后，各給藥組的BMI值均高于T2DM組，見表1。

組別時間(w)BG(mmol/L)INS(IU/ml)BMI增加(%)NC組05.72±0.2744.36±10.46-86±0.53154.27±23.515)0.99±0.08T2DM組020.85±1.6937.90±5.26-818.9±1.271)133.53±8.445)0.83±0.12LD組021.95±1.861)38.12±3.34-813±0.421)4)5)119.85±7.855)1.16±0.074)MD組020.10±3.861)39.99±2.32-810.45±0.071)4)6)98.66±4.024)5)1.33±0.072)4)HD組020.13±1.341)37.87±5.98-813.9±0.851)4)5)94.97±8.112)4)5)1.06±0.17

與同一時間點NC組比較：1)P<0.01，2)P<0.05；與同一時間點T2DM組比較：3)P<0.01，4)P<0.05；與同組中0 w比較：5)P<0.01，6)P<0.05；下表同

圖1　每100 g體重攝食變化趨勢

2.3血清TG、TC水平ROS給藥前，造模各組的TG和TC水平均高于NC組，但不存在組間差異；ROS給藥8 w后，LD組和HD的TG和TC水平與給藥前相比無顯著性差異；MD組TG和TC水平均明顯高于給藥前水平。見表2。

組別時間(w)體重(g)TG(mmol/L)TC(mmol/L)NC組0324.25±9.390.49±0.071.24±0.20445.42±9.175)1.61±0.255)0.86±0.126)T2DM組0311.18±16.332.77±1.011)1.57±0.20311.75±5.851)1.58±0.161.41±0.021)LD組0317.30±18.233.07±0.921)1.82±0.80366.30±17.031)3)6)1.46±0.531.05±0.16MD組0313.28±15.861.67±0.211)1.73±0.63353.63±16.631)3)6)2.31±0.141)3)6)3.58±0.881)6)HD組0317.95±17.754.22±1.211)1.83±0.69339.23±14.691)4)2.59±0.542.02±0.622)4)

3討論

STZ誘導高脂喂養的SD大鼠造成的動物模型是常用的T2DM模型，主要利用STZ對胰島β細胞產生毒性作用，破壞胰島β細胞，導致糖尿病的發生。該模型的成功率相對較高，生理、病理改變更接近臨床實際情況，如BG升高的同時伴有TG、TC的異常。因此被廣泛應用于與臨床治療T2DM相關的實驗研究之中。本研究也證實，SD大鼠喂養4 w后，一次性腹腔注射STZ(35 mg/kg)能迅速使BG升高，成功率高達80%;且經過8 w后，T2DM組的BG水平仍顯著低于NC組，INS水平高于NC組，證明該模型的穩定性較強。

ROS是臨床用于治療T2DM的一線藥物，具有良好的降糖效果，是過氧化物酶體增殖激活受體(PPAR)-γ的高選擇性、強效激動劑，可以通過激動PPAR-γ提高外周效應器官(肝臟、脂肪和骨骼肌)的INS敏感性，達到有效降低T2DM的目的。有研究報道，ROS能夠通過激活PPAR-γ對胰島β細胞產生一定的保護和修復作用，對治療T2DM具有標本兼顧的療效〔7～9〕。但是，在治療T2DM的臨床觀察中發現，ROS的長期使用可以引起患者的體重增加效應，甚至導致肥胖。肥胖會增加患者心血管的負擔；與此同時，肥胖也是引起IR的主要誘因，而IR的發生會加重糖尿病的全身癥狀。這些結果共同加重患者機體的負擔，造成惡性循環。因此，深入探索ROS與體重增加效應，劑量與效應之間的量化關系，即ROS治療T2DM過程中“量-毒-效”的關系具有重要的臨床意義。本研究結果證明本文選擇的藥物劑量均能達到降BG、增加INR敏感性的目的，屬于治療T2DM的有效藥物劑量。給藥8 w后MD和HD組的INS水平低于T2DM組，且BG水平低于T2DM組，可能是由于ROS是INS的增敏劑，可以促進組織對INS的敏感性，所以外周血清中的含量降低。

ROS治療T2DM過程中引起的體重增加效用主要表現在血脂水平的改變上。本實驗說明MD組在增加INR敏感性的同時會引起血脂水平升高，不利于T2DM的治療和預后。早期大量研究已經發現，TZDs可以促進腎小管、集合管對鈉離子的重吸收，引起機體水鈉潴留〔10，11〕。

本實驗中MD、HD組藥物均能對T2DM大鼠的攝食行為產生影響，其中以MD組對攝食行為的促進作用最為明顯。因為ROS是PPAR-γ的激動劑，而根據實驗研究發現，PPAR-γ信號通路與小鼠的攝食行為以及能量代謝相關〔12〕。所以，ROS治療T2DM引起的體重增加效應可能正是通過對PPAR-γ信號通路的影響而產生的作用。但具體機制仍有待進一步研究。

綜上，本實驗的三個劑量中，以ROS低劑量(2 mg/kg)產生的副作用相對最小，更適合應用于臨床治療。ROS的中劑量(5 mg/kg)在治療T2DM過程中引起的體重增加效應最明顯。不同劑量的ROS均會引起體重增加效應，會不同程度地增加機體的負擔。

參考文獻4

1Guan Y, Hao C, Cha DR,etal.Thiazolidinediones expand body fluid volume through PPARgamma stimulation of ENaC-mediated renal salt absorption〔J〕.Nat Med,2005；11(8)：861-6.

2Miyazaki Y, Mahankali A, Matsuda M，etal.Effect of pioglitazone on abdominal fat distribution and insulin sensitivity in type 2 diabetic patients〔J〕.J Clin Endocrinol Metab,2002；87(6)：2784-91.

3Shadid S, Jensen MD.Effects of pioglitazone versus diet and exercise on metabolic health and fat distribution in upper body obesity〔J〕.Diabetes Care,2003；26(11)：3148-52.

4Smith SR, De Jonge L, Volaufova J,etal.Effect of pioglitazone on body composition and energy expenditure：a randomized controlled trial〔J〕.Metabolism,2005；54(1)：24-32.

5Aróvalo-Turrubiarte M,González-D valos L,Yabuta A,etal.Effect of 2,4-thiazolidinedione on limousin cattle growth and on muscle and adipose tissue metabolism〔J〕.PPAR Res,2012；2012：891841.

6Wei Tang, Daniel Zeve, Jin Seo,etal.Thiazolidinediones regulate adipose lineage dynamics〔J〕.Cell Metab，2011；14(1)：116-22.

7Lin C,Gurlo T,Haataja L,etal.Activation of peroxisome proliferator-activated receptor-γ by rosiglitazone protects human islet cells against human islet amyloid polypeptide toxicity by a phosphatidylinositol 3′-kinase-dependent pathway〔J〕.J Clin Endocrinol Metab，2005；90(12)：6678-86.

8Campbell IW, Mariz S.Beta-cell preservation with thiazolidinediones〔J〕.Diabetes Res Clin Pract，2007；76(2)：163-76.

9李文君,和明麗,程曉蕓，等.噻唑烷二酮類藥物對GK大鼠胰島B細胞凋亡的影響〔J〕.第二軍醫大學學報，2010；31(6)：604-7.

10Lehrke M, Lazar MA.The many faces of PPAR-γ〔J〕.Cell,2005；123(6)：993-9.

12Lu M, Sarruf DA, Talukdar S,etal.Brain PPAR-γ promotes obesity and is required for the insulin-sensitizing effect of thiazolidinediones〔J〕.Nat Med,2011；17(5)：618-22.

〔2014-10-31修回〕

(編輯李相軍)

Weight-gain effect of rosiglitazone on type 2 diabetic rats

OU Chen, JING Xin-Yue, LU Sheng-Feng,etal.

Key Laboratory of Acupuncture and Medicine Research of Minister of Education, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, Jiangsu, China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the relationship of weight-gain side effect of rosiglitazone (ROS) and its dose-dependency in streptozocin (STZ)-induced type 2 diabetic(T2DM) rats.MethodsSD rats were randomly divided into normal control (NC) and STZ groups. After 4 weeks fed with high fatty diet, STZ rats were intraperitoneal injection of STZ(35 mg/kg)to establish T2DM model. The T2DM rats were randomly divided into T2DM, low dose(LD), middle dose(MD), and high dose(HD) groups. The body weight, BMI, and food intake of all groups were measured once a week for 8 weeks. At week 0 and week 8, the levels of blood glucose (BG), insulin(INS), triglyceride (TG) and total cholesterol(TC) were measured.ResultsAfter 8 weeks, the BG and INS levels were reduced significantly in LD, MD, and HD groups, compared with those of T2DM and NC groups. Body weight and BMI were increased in all three ROS groups, compared with those of T2DM group. The TG and TC levels were also increased in MD and HD groups, compared with those of T2DM group, whereas, there showed more profound changes in MD group among the three ROS groups.ConclusionsAll three dosages have the severest weight-gain side effect.

【Key words】Rosiglitazone (ROS); Obesity; Type 2 diabetic

通訊作者：朱冰梅(1964-)，女，博士生導師，主要從事針灸作用與表觀遺傳學調控研究。

基金項目：國家自然科學基金(81303019，81303018)；國家自然科學基金面上項目(81273838)；國家教育部博士點基金博導類(2012323711000)；江蘇省高校自然科學基金(13KJB360006)

中圖分類號〔〕R451〔

文獻標識碼〕A〔

文章編號〕1005-9202(2015)23-6672-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2015.23.013