γ-氨基丁酸强化米缓解2型糖尿病模型小鼠胰腺损伤

目的探究γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)强化米饲料干预对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)模型小鼠氧化应激和胰腺损伤的影响。方法 70只雄性ICR小鼠,按体重随机选取10只作空白对照组,始终饲喂正常精白米饲料;其余60只小鼠饲喂高脂精白米饲料9周后,禁食12 h,连续两天腹腔注射50 mg/kg链脲佐菌素(streptozocin,STZ),对照组注射等体积生理盐水。随后将造模成功的50只T2DM小鼠按照血糖随机分为5组,每组10只,分别为:T2DM模型对照组,发芽糙米阳性对照组(GABA含量为每公斤饲料0.2 g),GABA强化米低、中、高剂量组,GABA含量分别为每公斤饲料0.02、0.1和0.2 g,饲喂6周。实验结束前一周口服葡萄糖耐量实验观察不同剂量GABA强化米降糖效果;实验结束后HE染色观察胰腺组织形态;同时检测血浆和胰腺氧化还原指标:活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、总抗氧化能力(total antioxidantcapacity,T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD);实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR)测定胰腺氧化应激相关基因:糖原合成激酶-3β(glycogen synthase kinase,GSK-3β)、核转录因子(nuclear transcription factor 2,Nrf2)、血红素氧合酶(heme oxygenase 1,HO-1)、醌氧化还原酶[NAD(P)H:quinoneoxidoreductase,NQO1],胰岛素分泌相关基因:胰十二指肠同源框因子-1(pancreatic and duodenal homeobox 1,PDX-1)、肌腱膜纤维肉瘤肿瘤基因同系物A(mus musculus v-maf musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene family protein A,MafA)、葡萄糖激酶(glucokinase,GCK)、葡萄糖转运体2(glucose transporter 2,GLUT2),以及细胞凋亡相关基因:B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)、Bcl-2相关的X蛋白(Bcl-2-associated X protein,Bax)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)的基因相对表达量。结果 GABA强化米能够改善T2DM小鼠血糖水平上升和胰岛素分泌不足,缓解了血浆和胰腺氧化应激,上调胰岛素分泌相关基因PDX-1、GCK、GLUT2的表达,抑制促凋亡基因caspase-3的上调,促进抗凋亡基因Bcl-2的表达。以上结果存在剂量-效应关系,以0.2 g/kg剂量组最为显著,达到和发芽糙米类似的结果。结论 GABA强化米能够显著改善STZ诱导的T2DM小鼠血浆和胰腺氧化还原状态,调节氧化应激以及凋亡相关基因的表达水平,进而保护胰腺组织形态,改善胰腺胰岛素分泌,从而发挥改善糖代谢的作用。