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目的:糖尿病是一种复杂的代谢性疾病,近年来发病率明显升高,已成为仅次于肿瘤和心血管疾病的第三大健康杀手,因此糖尿病的防治研究成为目前的热点课题。雌激素与糖尿病发生密切相关,动物实验发现雄性动物比雌性动物更易患糖尿病,如果切除雌性动物卵巢,则患糖尿病的概率明显升高。流行病学调查显示男性比女性更易患糖尿病,绝经期妇女糖尿病的发病率明显升高,雌激素水平下降引起的胰岛素抵抗可能是糖尿病发生的原因之一。一些学者尝试用雌激素来预防和治疗糖尿病,并且取得一定的疗效,但后期的研究发现雌激素会增加乳腺癌和卵巢癌的发病风险,因此寻找副作用小且可延缓糖尿病发生的雌激素天然替代品越来越受到科研工作者的重视。白藜芦醇(Resveratrol,Res)是一种雌激素结构类似物,我室在以往的研究中探讨了白藜芦醇和17β-雌二醇(17β-estradiol,Est)对糖尿病小鼠体重、血糖、血清总抗氧化力(Total antioxidant capacity,T-AOC)、血清丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、血清胰岛素水平和胰岛细胞的影响,发现白藜芦醇和17β-雌二醇对链脲佐菌素(Streptozotoci,STZ)诱导的卵巢切除小鼠糖尿病的发病有延缓和预防作用。本实验在原有实验的基础上,利用分子生物学技术探讨白藜芦醇和雌二醇对STZ所致糖尿病小鼠骨骼肌和心肌糖转运的影响及相关分子机制。方法:将雌性昆明小鼠卵巢切除后,随机分为8组,每组8只:卵巢切除组;腹腔注射STZ 50mg/kg体重组;注射STZ+0.1mg/kg体重Res组;注射STZ+1mg/kg体重Res组;注射STZ+10mg/kg体重Res组;注射STZ+0.01mg/kg体重Est组;注射STZ+0.1mg/kg体重Est组;注射STZ+1mg/kg体重Est组。Res和Est隔日皮下给药28天,颈椎脱臼处死小鼠,迅速切取骨骼肌和心肌组织。一部分组织放入液氮速冻之后在-80℃冰箱保存,以备进行Western Blot和RT-PCR实验;另一部分放入4%的多聚甲醛中固定,进行免疫组化实验。检测指标主要包括葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)、胰岛素受体底物-1(IRS-1)、细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)、磷酸化的细胞外信号调节蛋白激酶(p-ERK)和GLUT4 mRNA的表达。结果:根据免疫印迹和RT-PCR实验显示,与卵巢切除组相比,注射STZ的糖尿病模型组小鼠骨骼肌和心肌GLUT4蛋白和mRNA表达均明显减少(P<0.001),给予白藜芦醇和17β-雌二醇进行干预后,小鼠骨骼肌和心肌GLUT4的表达上调。在骨骼肌中,除去注射0.01mg/kg体重Est组,其余给药组的GLUT4蛋白表达均明显增多(P<0.001);在心肌组织中,注射1mg/kg体重Res组、注射10.0mg/kg体重Res组、注射0.1mg/kg体重Est组和注射1.0mg/kg体重Est组GLUT4蛋白表达上调非常显著(P<0.001)。免疫组化和免疫印迹实验结果基本一致。和卵巢切除组相比,IRS-1蛋白的表达在糖尿病模型小鼠中明显减少,给予药物作用后,糖尿病小鼠的IRS-1蛋白表达上调,其中骨骼肌组织中10mg/kg体重Res组和0.1mg/kg体重Est组小鼠IRS-1蛋白表达水平显著上升;在心肌组织中,注射1mg/kg体重Est组小鼠IRS-1蛋白表达水平明显提高。糖尿病模型小鼠骨骼肌和心肌组织中ERK蛋白的磷酸化水平和对照组相比,也有很大差异。与卵巢切除组相比,模型组小鼠骨骼肌和心肌ERK蛋白磷酸化水平明显提高(P<0.001),给予白藜芦醇和17β-雌二醇干预后,部分给药组小鼠ERK蛋白磷酸化水平有所降低:在骨骼肌组织中,注射10 mg/kg体重Res组、注射0.01 mg/kg体重Est组、注射0.1 mg/kg体重Est组和1.0 mg/kg体重Est组小鼠ERK蛋白的磷酸化水平明显降低;在心肌组织中,注射10 mg/kg体重Res组、注射0.1 mg/kg体重Est组和1.0mg/kg体重Est组小鼠ERK蛋白的磷酸化水平也明显降低。结论:(1)糖尿病模型小鼠骨骼肌和心肌糖转运异常,具体表现为GLUT4和IRS-1表达下调,糖转运量下降,血糖升高;(2)白藜芦醇和17β-雌二醇相似,可明显上调骨骼肌和心肌GLUT4和IRS-1的表达,改善小鼠肌肉组织葡萄糖的转运,降低血糖,对小鼠糖尿病的发生具有延缓和预防作用;(3)白藜芦醇和17β-雌二醇上调GLUT4和IRS-1的表达可能与其抑制ERK蛋白的磷酸化,降低p-ERK水平有关。因此白藜芦醇有望成为预防和治疗糖尿病的雌激素天然替代品。