圍產期DEHP暴露對子代大鼠糖代謝的影響及機制研究.pdf

1、2型糖尿病的發(fā)病率在全球范圍內日益增加，現(xiàn)已成為21世紀危害人體健康的主要疾病之一。胰島素抵抗和進行性的β細胞功能損害是2型糖尿病的兩個重要特征；其中胰島β細胞功能損害是糖尿病發(fā)生、發(fā)展的必要條件。傳統(tǒng)觀點認為，遺傳、無節(jié)制的高熱量飲食和久坐不動的生活方式的改變是導致2型糖尿病發(fā)生發(fā)展的主要因素。但是，目前這些因素已經不能完全解釋2型糖尿病發(fā)病率持續(xù)增加的現(xiàn)象。最近，越來越多的研究表明，日常生活中主動或被動接觸的外源化合物也可以干擾胰腺

2、β細胞的功能，從而在2型糖尿病發(fā)生的過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
　　 鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 [Di-(2-ethylhexyl)-phthalate，DEHP]是生產聚氯乙烯（PVC）的一種主要增塑劑，在日常生活中廣泛應用。DEHP可通過消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及皮膚接觸等途徑進入人體，也可通過胎盤和乳汁到達下一代體內。在美國進行的一項流行病學調查發(fā)現(xiàn)，75％的被調查者尿液中可以被檢測到DEHP及其代謝物。目前已有部分流行

3、病學和動物實驗顯示，DEHP暴露和機體血糖代謝紊亂存在一定的聯(lián)系。由于胎兒和新生兒對環(huán)境污染物非常敏感，所以本研究建立了發(fā)育關鍵時期DEHP暴露的實驗動物模型，探討圍產期DEHP暴露對子代機體糖代謝的影響，并從胰島β細胞的發(fā)育、胰島素分泌功能以及凋亡等方面探討其可能的機制。
　　 第一部分、圍產期DEHP暴露對子代大鼠糖代謝的影響
　　 目的：探討圍產期DEHP暴露對子代大鼠生長發(fā)育和糖代謝的影響。
　　 方法：

4、Wistar雌鼠陰道涂片檢查確定受孕，從受孕 0天開始進行玉米油和不同劑量的DEHP（1.25和6.25mg/kg/day）灌胃染毒直至仔鼠斷乳（出生后第21天）。測量孕鼠孕期和泌乳期的體重以及斷乳時的血糖、胰島素水平的變化。斷乳后每組保留雌雄仔鼠各16只進行后續(xù)的實驗。動態(tài)監(jiān)測子代生長過程中體重、攝食量、血糖、胰島素、葡萄糖耐量和胰島素耐量的變化。同時分析統(tǒng)計子代斷乳時和成年后性腺旁脂肪組織的重量，并觀察脂肪細胞的形態(tài)。
　　

5、 結果：與對照組相比，圍產期DEHP暴露引起子代出生體重顯著減??；出生后生長速度明顯減慢。斷乳時，DEHP暴露組子代出現(xiàn)體脂系數和脂肪細胞面積顯著減?。豢崭寡呛涂崭挂葝u素顯著降低。成年后，DEHP暴露組子代雌鼠出現(xiàn)嚴重的葡萄糖代謝紊亂，主要表現(xiàn)為高血糖、低胰島素血癥和葡萄糖嚴重耐受不良；雄鼠空腹血糖與對照相比無明顯差異，但空腹胰島素顯著升高。圍產期DEHP暴露未改變孕鼠的體重、血糖和胰島素水平。
　　 結論：圍產期DEHP暴露

6、引起子代大鼠生長發(fā)育速度減慢和機體糖代謝紊亂。
　　 第二部分、圍產期DEHP暴露對子代大鼠內分泌胰腺發(fā)育的影響
　　 目的：通過圍產期DEHP暴露引起子代大鼠糖代謝紊亂的動物模型，探討DEHP暴露對子代大鼠內分泌胰腺的早期影響。
　　 方法：用陰道涂片法檢測受孕情況，從Wistar大鼠雌性受孕后0天（GD 0）開始，對其進行玉米油和不同劑量DEHP（1.25和6.25mg/kg/day）灌胃染毒直至仔鼠出生后第

7、21天斷乳。于PND21處死部分仔鼠，收集胰腺樣本、稱重并測量胰腺組織中胰島素的含量。免疫組化分析β細胞形態(tài)和質量；電鏡觀察β細胞的超微結構。QPCR分析仔鼠胰腺組織中Pdx-1、insulin、glucagon、Atf4、Atf6、Bip、Ucp2的 mRNA表達水平；Western Blot分析PDX-1和磷酸化的PERK蛋白含量。
　　 結果：與對照組相比，實驗組子代斷乳時β細胞質量和胰腺胰島素含量顯著降低。電鏡結果提示圍

8、產期DEHP暴露導致斷乳時子代大鼠β細胞超微結構損傷，主要表現(xiàn)為：內質網擴張脫顆粒、線粒體腫脹、完整的分泌顆粒減少、不成熟的分泌顆粒增加。圍產期DEHP暴露還導致子代斷乳時胰腺組織中Pdx-1、insulin的表達顯著下降，以及Atf4、ATF6、BiP、Ucp2 mRNA的表達水平明顯增加；glucagon的表達水平未受影響。蛋白表達水平與mRNA的表達水平意義一致。
　　 結論：圍產期DEHP暴露導致早期內分泌胰腺發(fā)育受損，

9、進而引起子代大鼠成年后出現(xiàn)的葡萄糖代謝紊亂。
　　 第三部分、圍產期DEHP暴露導致子代大鼠成年后β細胞的功能損傷
　　 目的：通過圍產期DEHP暴露引起子代大鼠糖代謝紊亂的動物模型，探討DEHP暴露對子代成年大鼠內分泌胰腺形態(tài)和功能的影響。
　　 方法：將健康受孕Wistar大鼠隨機分為對照組（玉米油 2 ml/kg/day）、低劑量組（DEHP 1.25mg/kg/day）和高劑量組（DEHP 6.25mg/

10、kg/day）。各實驗組從受孕0天開始至產后第21天斷乳（GD0～PND21）持續(xù)灌胃染毒。子代飼養(yǎng)至出生后第27周，收集胰腺組織，稱重，測量胰島素含量。電鏡觀察β細胞的超微結構；免疫組化分析β細胞面積和質量。利用葡萄糖刺激的胰島素分泌實驗分析離體培養(yǎng)β細胞的分泌功能。Western Blot分析胰腺組織中Bax、Bcl-2、Fas、FasL以及casepase-3細胞凋亡相關蛋白表達水平。
　　 結果：圍產期DEHP暴露導致子

11、代雌鼠成年后胰腺β細胞面積、β細胞質量以及胰腺胰島素含量明顯低于對照；離體培養(yǎng)的胰島細胞分泌功能也顯著降低。DEHP組雄鼠β細胞的面積和質量與對照相比，無統(tǒng)計學差異。但DEHP組雄鼠單位胰腺胰島素的含量和低糖刺激下胰島細胞分泌胰島素的能力顯著高于相應的對照組。電鏡結果證實DEHP組β細胞超微結構的損傷隨著年齡的增加，損傷程度不斷加重。值得注意的是，DEHP暴露還導致了子代雌鼠成年后胰腺中凋亡相關蛋白，如Bax/Bcl-2、Fas、Fas