精氨酸对糖尿病的作用观察
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南方医科大学学报(JSouthMedUniv)2006;26(10)
精氨酸对糖尿病的作用观察
吕伟明1,雷尚通2,张强3,张赟建1,王深明1,石汉平1(1中山大学附属第一医院普通外科,广东广州510080;
2
南方医科大学南方医院普通外科,广东广州510515;
3
第二军医大学长征医院急救科,上海200003)
摘要:目的观察精氨酸对糖尿病的治疗作用。方法成年雄性Lewis大鼠,随机分为糖尿病组及正常对照组,前者以链脲佐菌素复制糖尿病模型,后者注射等量溶剂;7d后上述两组大鼠再随机分为精氨酸治疗组及盐水治疗组,每组10只大鼠;精氨酸治疗组每天腹腔注射L-精氨酸1g/kg,盐水治疗组每天注射等量生理盐水;10d后动物安乐死。观察动物摄食量及饮水量。结果与正常大鼠比较,糖尿病大鼠血浆蛋白及精氨酸血浆蛋白、精氨酸及葡萄糖浓度,动物体质量、减少、体质量下降、血糖升高、摄食量及饮水量增加;与盐水组比较,糖尿病大鼠经精氨酸治疗后体质量及血糖无显著变化,摄食及饮水量明显减少,血浆蛋白及精氨酸增加;除精氨酸水平升高外,正常大鼠经精氨酸治疗后上述其他参数无变化。结论精氨酸可以有效改善糖尿病之多饮、多食症状,但对血糖及体质量无影响。关键词:糖尿病;精氨酸;血浆蛋白;血糖中图分类号:R587.2
文献标识码:A
文章编号:1673-4254(2006)10-1434-02
EffectofL-arginineondiabeticrats
L! Wei-ming1,LEIShang-tong2,ZHANGQiang3,ZHANGYun-jian1,WANGShen-ming1,SHIHan-ping1
1
DepartmentofGeneralSurgery,FirstAffiliatedHospitalofSunYat-senUniversity,Guangzhou510080,China;2DepartmentofGeneral
Surgery,NanfangHospital,SouthernMedicalUniversity,Guangzhou510515,China;3DepartmentofEmergency,ChangzhengHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200003,China
Abstract:ObjectiveToobservetheeffectofL-arginineondiabeticrats.MethodsFortyadultmaleLewisratswere
randomizedequallyintodiabeticandnormalcontrolgroups,andtheformerratsweretreatedintraperitoneallywithstreptozotocintoinducediabetesmellitus.Sevendayslater,halfofthediabeticandnormalratswereinjectedintraperitoneallywithL-arginineatthedailydoseof1g/kg,whiletheremainderweregivensalineinstead.Alltheratswereeuthanizedon10daysafterL-arginineorsalinetreatment,andtheirbodyweight,plasmaprotein,arginineandsugar,foodandwaterintakewereanalyzed.ResultsDiabeticratshadobviouslydecreasedbodyweight,plasmaproteinandargininebutincreasedbloodsugarandfoodandwaterintakesincomparisonwiththecontrolrats.L-argininesignificantlyincreasedplasmaproteinandarginine,decreasedfoodandwaterintakes,butfailedtopreventweightlossandbloodsugarincrementindiabeticratsascomparedtotheirsaline-treatedcounterparts.L-argininesupplementationdidnotresultinanychangesotherthanarginineelevationinthecontrolrats.ConclusionL-argininesupplementationcanpartiallyimprovepolydipsiaandpolyphagiaandincreaseplasmaproteinindiabeticrats.
Keywords:diabetesmellitus;arginine;plasmaprotein;bloodsugar
精氨酸作为一种条件必需氨基酸,是近半个世纪以来氨基酸研究的一个热点。研究发现:精氨酸具有多种生物效应,包括刺激内分泌腺分泌、增强细胞免疫反应、拮抗分解代谢、改善氮平衡[1],促进动物及人类的伤口愈合、改善住院患者的治疗结果[2-4]。糖尿病是胰岛素绝对或相对分泌不足引起的代谢紊乱,临床主要表现为多饮、多食、消瘦、高糖血症、低蛋白血症,是临床医学的重大挑战。我们及他人的工作发现,补充外源性精氨酸可以显著改善糖尿病伤口愈合[5-7],但是,精氨酸对糖尿病本身的治疗作用未见报告。本
收稿日期:2006-06-28
基金项目:美国NIH资助课题(GM54566)
研究旨在观察补充外源性精氨酸对糖尿病的治疗作用。
1材料和方法
1.1糖尿病模型
成年雄性Lewis大鼠(Harlan,Inc.,Indianapolis,
Indiana),体质量220-260g,随机分为正常对照组和糖尿病组,每组20只大鼠。糖尿病组以链脲佐菌素(Streptozotocin,Sigma,Inc.,St.Louis,MO)70mg/kg
腹腔注射复制糖尿病模型,正常对照组腹腔注射等量溶剂。每天以血糖试纸检测血糖。链脲佐菌素注射组大鼠100%发生糖尿病;溶剂注射大鼠血糖无变化。
SupportedbyNationalInstituteofHealthoftheUSA(GM54566)作者简介:吕伟明(1963-),副教授,E-mail:dychen@yahoo.com通讯作者:石汉平(1962-),男,教授,E-mail:shihp38@hotmail.com
1.2治疗
上述处理7d后,再随机将每组大鼠分为精氨酸治疗组和溶剂治疗组,每组10只动物。精氨酸治疗大
第10期吕伟明,等.精氨酸对糖尿病的作用观察
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鼠每天腹腔注射L-精氨酸1g/kg,总量分为3次注射,每8h注射1次;治疗对照组大鼠每天注射等量溶剂。
2结果
与正常大鼠比较,糖尿病大鼠血浆蛋白及精氨酸减少、体质量下降、血糖升高、摄食量及饮水量增加;与盐水组比较,糖尿病大鼠经精氨酸治疗后体质量及血糖无显著变化,摄食及饮水量明显减少,血浆蛋白及精氨酸增加;除精氨酸水平升高外,正常大鼠经精氨酸治疗后上述其他参数无变化(图1-5)。
1.3参数检测
检测动物血浆蛋白及精氨酸、体质量、血糖、饮水量、摄食量,具体方法参见文献[8]。
1.4统计学处理
所有数据均以均数±标准差表示,并以t检验处理,P<0.05为有统计学差异。
*
*
*
*
300
250200150100500
Bloodglucose(mmol/L)
302520151050
Diabeticrat+Arginine
Diabeticrat+Saline
Controlrat+Arginine
Controlrat+Saline
Bodyweight(g)
Diabeticrat+ArginineDiabeticrat+SalineControlrat+ArginineControlrat+Saline
图1不同处理组大鼠实验前后体重的比较图2不同处理组大鼠治疗前后血糖的比较
□Pre-treatment;■Post-study
Fig.1Bodyweightchangesindifferentgroups(n=10)
□Pre-treatment;■Post-study;*P<0.05vspre-treatment50Foodintake(g/d)403020100
DiabeticratDiabeticratControlratControlrat+Arginine+Arginine+Saline+Saline
Fig.2Bloodglucosechangesindifferentgroups(n=10)
180
*+
Waterintake(ml/d)1501209060300Diabeticrat
DiabeticratControlratControlrat
+Arginine+Arginine+Saline+Saline
*+
图3不同处理组大鼠治疗前后饮食量的比较
Fig.3Changeoffoodandwaterintakein
differentgroups(n=10)
□Pre-treatment;■Post-treatment*P<0.05vspre-treatment;
+
P<0.05vssalinegroup
60Plasmaprotein(g/L)
+
Plasmaaginine(μmol/L)
50403020100
*
Diabeticrat
+ArginineDiabeticrat+SalineControlrat+ArginineControlrat+Saline
140120100806040200
*+
*+
Diabeticrat+ArginineDiabeticrat+SalineControlrat+ArginineControlrat+Saline
图4不同处理组大鼠治疗前后血浆蛋白浓度的比较图5不同处理组大鼠治疗前后血浆精氨水平的比较
Fig.4Changesofplasmaproteinindiffrentgroups(n=10)
□Pre-treatment;■Post-treatment*P<0.05vspre-treatment;
+
Fig.4Changesofplasmaarginineindifferentgroups(n=10)
□Pre-treatment;■Post-treatment*P<0.05vspre-treatment;
+
P<0.05vssalinegroupP<0.05vssalinegroup
3讨论
本研究发现:与正常大鼠比较,糖尿病大鼠血浆蛋白及精氨酸减少、体质量下降、血糖升高、摄食量及饮水量增加;经精氨酸治疗后糖尿病动物体质量及血糖无显著变化,摄食及饮水量明显减少,血浆蛋白及精氨酸增加,与生理盐水治疗组相比,差异显著。说明精氨酸可以有效改善糖尿病之多饮、多食症状,从而为糖尿病的临床治疗提供了新思路。众所周知,精氨酸是一种条件必需氨基酸。对成人而言,精氨酸可以
在体内合成,因此它并非必需氨基酸。婴幼儿无法在体内充足合成,需由食物摄取,所以,对于婴幼儿来说它是必需氨基酸。本研究发现糖尿病条件下机体精氨酸水平降低,从而为糖尿病的精氨酸补充治疗提供了实验依据。此外,本研究采用的腹腔注射法比静脉注射更容易实施,比饮食补充更精确,因为动物饮食中补充精氨酸丢失较多,难以准确计算实际摄入量。我们的数据显示,正常大鼠补充精氨酸后尽管血浆精氨
(下转1445页)
第10期任淑婷,等.四环素诱导性人肝细胞生长因子真核表达载体的构建与鉴定
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的转变。在正常成年动物的所有器官中,HGF在肾脏中表达水平最高,约为肝脏的4倍,同样,c-met受体的表达在肾脏中也很高。在病理情况下,HGF可以阻断上皮向肌纤维母细胞的转化维持上皮的表型,并可通过抑制肾小管上皮细胞的凋亡和上调基质金属蛋白酶降解基质途径发挥抗肾纤维化作用[6]。因此为了发挥HGF具有治疗多种肾疾病和其它器官损伤疾病的潜能,我们构建了HGF真核表达载体。
实验中选用的真核表达载体pBI-L能在四环素诱导作用下严密启动报告基因Luciferase和目的蛋白同时表达,易于通过单光子检测仪检测Luciferase酶活性反映目的蛋白的表达。同时该载体也可取代
HGF具有治疗多种肾疾病和其它器官损伤疾病的潜
能具有非常重要的意义。参考文献:
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pTRE-Luc筛选载体,依据Luciferase酶活性筛选转染成功的Tet-on细胞株。实验结果表明[7],应用该系
统建立的细胞株可稳定高效的表达目的蛋白,并且对细胞无毒性。因此,这一载体与其他类载体相比,克服了外源基因进入体内持续表达的难以控制性,安全性高且能够在四环素诱导调控下稳定表达,是非常理想的基因治疗载体。我们利用基因重组技术成功的构建了可控性真核表达载体pBI-L-HGF,为今后建立各种
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HGF稳定可控表达的细胞株提供了可能,为发挥
(3):309-12.
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(上接1435页)
酸水平升高,但是其他参数(血浆蛋白、体质量、血糖、饮水量、摄食量)均无明显变化,一方面说明正常机体无需补充额外的精氨酸,即使补充,机体也不会获益;另一方面,可能提示精氨酸对糖尿病作用的特异性。我们在实验中观察到精氨酸治疗10d后糖尿病大鼠血糖进一步升高,动物体质量进一步下降,与生理盐水治疗组相同;动物饮食量则明显下降,与生理盐水治疗组相比差异显著。正常大鼠之血糖、体质量、饮食量在整个实验过程中两组(精氨酸、生理盐水)无显著差异。我们的实验结果与文献[9-10]的报道不同,他们发现精氨酸治疗后糖尿病大鼠血糖水平显著下降,体质量丢失减少,饮食量则无明显变化。这种差异可能与精氨酸量及其补充途径、实验动物及实验模型等不同有关。
特别致谢美国JohnsHopkins大学AdrianBarbul教授多方面的指导与帮助。参考文献:
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(责任编辑:黄开颜)