研究背景随着社会的发展和物质生活水平的提高,越来越多的人患有糖尿病,2014年患有糖尿病的成年人数达到4.22亿,糖尿病成为了一个危害人类健康的慢性非传染性疾病。虽然对糖尿病发生的机制有了更多的认识,但目前还没有能根治糖尿病的方法,每年死于糖尿病的人数达到150万,除此之外还有220万人死于糖尿病引起的并发症。糖尿病对患者造成伤害的同时,也对各国的经济造成巨大的损失,越来越受到关注和重视。实验动物在糖尿病的研究中发挥着至关重要的作用。实验小型猪由于与人类在器官形态、生理学功能等多个方面极其相似,所以非常适合用于糖尿病的研究。在实验小型猪的培育过程中,我们发现了一头具有高血糖表现的巴马小型猪公猪,以该公猪作为种公猪,通过近亲交配的方式来进行家系的组建,现在已经选育至第五代,经检测其部分后代也同样具有高血糖的表现。我们认为该巴马小型猪高血糖家系有望进一步繁殖和选育成为研究糖尿病的动物模型,可以用于糖尿病机制和治疗的研究。目的和意义本课题的主要目的是对巴马小型猪高血糖家系的多项血液指标进行检测和分析,并尝试应用高血糖小型猪建立糖尿病模型。同时,对相关的基因进行分析,以期寻找到造成高血糖的基因突变。研究方法1.高血糖小型猪的指标检测:选取高血糖家系第五代巴马小型猪10只和正常巴马小型猪10只,分别作为高血糖家系组和正常组。于6月龄进行实验,在空腹状态下检测两组的体重、空腹血糖、餐后2h血糖、胰岛素、胰高血糖素、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗指数、血液生理指标和血液生化指标,并进行静脉葡萄糖耐量试验,对两组的检测结果进行比较分析。2.高糖高脂高胆固醇饮食诱导实验:选取高血糖家系第五代巴马小型猪6只,给与高糖高脂高胆固醇饮食,作为家系+HSFCD组;另外选取正常巴马小型猪12只,随机选取其中6只给与高糖高脂高胆固醇饮食,作为正常+HSFCD组,另外6只给与正常饮食,作为正常+CD组。饮食诱导期为4个月,期间对三组的体重、空腹血糖、餐后2h血糖、胰岛素、胰高血糖素、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗指数、血液生理指标和血脂四项指标进行检测,并进行静脉葡萄糖耐量试验,对三组的检测结果进行比较分析。3.TCF7L2基因和PPAR-α基因多态性分析:选取高血糖家系巴马小型猪15只和正常巴马小型猪15只,分别作为高血糖家系组和正常组。采集巴马小型猪的耳组织用于提取基因组DNA,对TCF7L2基因的外显子8和PPAR-cα基因的外显子2片段进行PCR扩增,对扩增产物进行序列测定,分析目的片段的单核苷酸多态性,对两组的结果进行比较分析。结果1.高血糖家系组的空腹血糖、餐后2h血糖、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗指数、胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇比正常组的高,差异有统计学意义(P<0.05);静脉葡萄糖耐量试验结果中,高血糖家系组的空腹血糖、30min血糖水平、120min血糖水平比正常组的高,差异有统计学意义(P<0.05);两组的血液生理检测结果和其余血液生化检测结果差异不明显。2.经过4个月的饮食诱导后,家系+HSFCD组的体重增长明显而且体型变得肥胖,空腹血糖、餐后2h血糖、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗指数和血脂四项的水平上升,胰岛素和胰高血糖素的分泌减少,同时糖耐量出现减低。正常+HSFCD组同样表现出体型肥胖和血脂四项水平上升,空腹血糖、餐后2h血糖、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗指数和糖耐量变化不明显,胰岛素分泌增加,红细胞平均体积增大。正常+CD组的各项指标一直保持在正常的水平。3.TCF7L2基因目的片段的测序结果中,发现了 3个SNP位点,分别为118bp:A→T、220bp:G→A、448bp:G-→A,其中220A/A基因型和448A/A基因型只在高血糖家系组中出现,两组的基因型分布差异有统计学意义(P<0.01)。PPAR-α基因目的片段的测序结果中,发现了 3个SNP位点,分别为117bp:C→T、381bp:A→G、417bp:C-→T,两组的基因型分布差异均无统计学意义。结论巴马小型猪高血糖家系的个体表现出高血糖症状和脂类代谢异常。在高糖高脂高胆固醇的饮食情况下,其高血糖症状表现得更为严重,同时糖耐量出现了减低,部分个体已经发展为糖尿病,与正常的巴马小型猪相比,对高热量饮食的刺激更为敏感。TCF7L2基因和PPAR-α基因中发现的多态性突变未能确定是否与高血糖家系的遗传性高血糖相关联。