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随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,糖尿病的发病率正逐年上升。2型糖尿病以胰岛素抵抗为主要特征,而胰岛素抵抗的重要原因之一是胰岛素信号转导通路障碍。肝脏损伤是2型糖尿病常见的慢性并发症之一。因此,研究肝脏胰岛素信号转导通路对2型糖尿病及其并发症的防治具有十分重要的意义。丝胶是蚕丝中包被在丝素外围的高分子水溶性蛋白,主要由18种氨基酸组成,分子量为10-300KD,具有生物相容性,可生物降解。丝胶约占蚕丝总量的30%,但在缫丝和精炼时被去除,造成了极大的浪费。本课题组前期研究表明,丝胶能有效降低2型糖尿病大鼠的血糖,并对糖尿病血糖升高具有一定的预防作用,但具体机制尚不明确。本研究以高脂高糖饲料联合链脲佐菌素腹腔注射的方法建立2型糖尿病大鼠模型,探讨丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素PI3K/Akt信号转导通路的调节作用,为防治糖尿病及其并发症提供新思路。目的:通过观察丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素受体(Insulin receptor,IR)、胰岛素受体底物-1(Insulin receptor substrate-1,IRS-1)、磷脂酰肌醇-3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)、蛋白激酶B(Protein kinase B,Akt/PKB)、葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter 4,GLUT4)和肝细胞Tribbles同源蛋白3(Tribbles-related protein 3,TRB3)表达的作用,探讨丝胶对2型糖尿病大鼠肝脏胰岛素PI3K/Akt信号转导通路的调节作用及可能机制。方法:1.60只SPF级雄性SD大鼠随机分为5组:正常对照组(NC组)、糖尿病模型组(DM组)、丝胶治疗高剂量组(HS组)、丝胶治疗低剂量组(LS组)、阳性对照组(PC组),每组12只。采用高脂高糖饲料联合链脲佐菌素(35mg/kg,2次)腹腔注射的方法建立大鼠2型糖尿病模型,以空腹血糖≥11.1mmol/l作为成模标准。待模型成功建立后,hs组大鼠给予2.4g/kg/d的丝胶连续灌胃35d,ls组大鼠给予1.8g/kg/d的丝胶连续灌胃35d,pc组大鼠给予55.33mg/kg/d的二甲双胍灌胃35d;nc组和dm组大鼠给予同等剂量生理盐水灌胃35d。2.采用葡萄糖氧化酶法检测各组大鼠的空腹血糖;elisa法检测各组大鼠血清胰岛素的水平。3.采用he染色法观察各组大鼠肝脏形态结构的变化。4.采用过碘酸-schiff染色法观察各组大鼠肝脏糖原的含量。5.采用免疫组织化学染色法和westernblotting法检测各组大鼠肝脏ir、irs-1、pi3k、akt、glut4、trb3蛋白的表达。6.釆用实时荧光定量pcr法(realtimeq-pcr)检测各组大鼠肝脏ir、irs-1、pi3k、akt、glut4、trb3mrna的表达。结果:1.各组大鼠的血糖:nc组大鼠的血糖为(10.83±2.03)mmol/l,dm组大鼠的血糖为(29.45±4.82)mmol/l,明显高nc组(p<0.05);hs组、ls组、pc组大鼠的血糖分别为(13.20±4.09)mmol/l、(13.18±2.30)mmol/l、(10.04±2.29)mmol/l,均明显低于dm组(p<0.05);且hs组、ls组与pc组血糖水平比较,差异无统计学意义(p>0.05)。2.各组大鼠血清胰岛素水平:nc组大鼠血清胰岛素水平为(11.45±1.72)μg/l,dm组大鼠血清胰岛素水平为(7.28±0.58)μg/l,明显低于nc组(p<0.05);hs组、ls组、pc组大鼠血清胰岛素水平分别为(12.65±2.17)μg/l、(13.30±1.64)μg/l、(11.13±0.99)μg/l,均明显高于dm组(p<0.05);且hs组、ls组与pc组血清胰岛素水平比较,差异无统计学意义(p>0.05)。3.各组大鼠肝脏形态结构的变化:he染色可见各组大鼠肝细胞核被染成蓝色,肝细胞浆被染成粉红色。nc组大鼠肝小叶结构清晰,肝细胞以中央静脉为中心呈条索状排列,核大、圆,居于细胞中央,胞浆染色均匀,肝血窦清晰;dm组大鼠肝细胞基本以中央静脉为中心呈条索状排列,但肝细胞明显肿胀、体积增大,胞浆中出现明显的空泡状结构,部分肝细胞出现溶解性坏死,肝血窦狭窄或闭锁;与dm组相比,hs组、ls组大鼠肝脏的病理变化明显减轻;pc组大鼠肝细胞肿胀不明显,但可见部分肝细胞出现溶解性坏死,肝血窦变狭窄。4.各组大鼠肝脏糖原的含量:肝糖原阳性表达产物呈红色至紫红色颗粒,主要位于肝细胞的胞浆。与nc组比较,dm组大鼠肝糖原含量明显降低(p<0.05);与dm组比较,hs组、ls组、pc组大鼠肝糖原含量明显升高(p<0.05),且hs组、ls组、pc组比较差异无统计学意义(p>0.05)。5.各组大鼠肝脏ir的表达:ir蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆,为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与nc组比较,dm组大鼠肝脏ir蛋白及mrna的表达明显降低(p<0.05);与dm组比较,hs组、pc组大鼠肝脏ir蛋白及mrna的表达明显升高(p<0.05),且hs组、pc组比较差异无统计学意义(p>0.05)。6.各组大鼠肝脏irs-1的表达:irs-1蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆,为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与nc组比较,dm组大鼠肝脏irs-1蛋白及mrna的表达明显降低(p<0.05);与dm组比较,hs组、ls组、pc组大鼠肝脏irs-1蛋白及mrna的表达明显升高(p<0.05),且hs组、ls组、pc组比较差异无统计学意义(p>0.05)。7.各组大鼠肝脏pi3k的表达:pi3k蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞浆,为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与nc组比较,dm组大鼠肝脏pi3k蛋白及mrna的表达明显降低(p<0.05);与dm组比较,hs组、ls组、pc组大鼠肝脏pi3k蛋白及mrna的表达明显升高(p<0.05),且hs组、pc组比较差异无统计学意义(p>0.05)。8.各组大鼠肝脏akt的表达:Akt蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆,为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较,DM组大鼠肝脏Akt蛋白及mRNA的表达明显降低(P<0.05);与DM组比较,HS组、LS组、PC组大鼠肝脏Akt蛋白及mRNA的表达明显升高(P<0.05),且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P>0.05)。9.各组大鼠肝脏GLUT4的表达:GLUT4蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞膜和胞浆,为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较,DM组大鼠肝脏GLUT4蛋白及mRNA的表达明显降低(P<0.05);与DM组比较,HS组、LS组、PC组大鼠肝脏GLUT4蛋白及m RNA的表达明显升高(P<0.05),且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P>0.05)。10.各组大鼠肝脏TRB3的表达:TRB3蛋白免疫阳性产物主要位于肝细胞胞浆,为棕黄色和(或)棕褐色颗粒。与NC组比较,DM组大鼠肝脏TRB3蛋白及mRNA的表达明显升高(P<0.05);与DM组比较,HS组、LS组、PC组大鼠肝脏TRB3蛋白及mRNA的表达明显降低(P<0.05),且HS组、LS组、PC组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:丝胶可通过上调2型糖尿病模型大鼠肝脏IR、IRS-1、PI3K、Akt、GLUT4的表达以及下调TRB3的表达,改善2型糖尿病时肝脏胰岛素PI3K/Akt信号转导通路的异常,从而发挥降低血糖的作用。