一个糖尿病肾病相关新基因的筛选、克隆和序列分析

利用Affymetrix寡核苷酸基因表达谱芯片对2型糖尿病肾病模型动物——db/db小鼠的肾脏基因表达谱进行了研究.在此基础上,利用末端快速扩增法和RT-PCR方法,对筛选出来的一个糖尿病肾病相关表达序列标签(EST)进行了cDNA克隆和表达分析.得到了一长为1.4 kb的cDNA,并暂时命名为mdnr411(mouse diabetic nephropathy related mRNA No.411).序列分析和网上数据库比对说明,这是一个新的cDNA序列.利用DNA序列分析软件对此cDNA阅读框进行的预测性分析表明,此cDNA包含了一个完整的阅读框序列.其编码的蛋白质由90个氨基酸残基组成.以氨基酸序列进行的同源性搜索表明,此多肽只与Archaeoglobus fulgidus 的Na⁺/H⁺ antiporter (napA-2)具有局部的同源性.以上结果表明,mdnr411是一个功能完全未知的小鼠糖尿病肾病相关新基因.mdnr411 cDNA的成功克隆,为进一步研究其生物学功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的作用创造了条件.     

过敏毒素受体(C3aR)在db/db糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达及病理意义分析

利用半定量RT-PCR、免疫组化和Western blotting的方法,同时从mRNA水平和蛋白质水平对过敏毒素受体(C3aR)在不同病理阶段的2型糖尿病肾病模型小鼠——db/db小鼠肾脏中的表达情况进行了较为系统的分析．结果发现：a．在糖尿病前的db/db小鼠(4周龄的db/db小鼠),C3aR与作为正常对照的db/m小鼠相比没有明显差异．随着肥胖的加剧,高血糖、蛋白尿的发生和发展,C3aR在db/db小鼠肾脏中的表达显著升高．b．免疫组化分析显示,C3aR广泛地表达于db/m和db/db小鼠肾脏的皮质和髓质,分布于肾脏的上皮细胞中(包括肾小管上皮细胞、肾小球中的脏层上皮细胞(足细胞)和壁层上皮细胞)．从部位来看,皮髓交界处的肾小管中C3aR表达量明显要比其他部位的多．在肾小球,C3aR特异地存在于足细胞部位．在db/m小鼠,不同周龄小鼠肾脏中C3aR的表达量并没有明显变化,但在db/db小鼠,从8周龄开始,分布在db/db小鼠肾小管上皮细胞和小球足细胞中的C3aR均随小鼠周龄的增加而增加,至少在时间上,与小鼠糖尿病肾病的发生发展相关,其中尤以足细胞中和皮髓交界处肾小管上皮细胞中的变化最为明显． c．在糖尿病肾病小鼠中高表达C3aR的肾小管上皮细胞常有空泡变性的情况．上述工作印证了先前对2型糖尿病肾病患者肾小球基因表达谱的分析结果,更加明确了C3aR与糖尿病肾病的相关性,同时揭示了C3aR在正常小鼠和糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达、分布和变化规律,有利于进一步揭示C3aR的功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的可能作用,探讨糖尿病肾病的分子机制．     

AL023001基因在2型糖尿病肾病小鼠中的差异表达分析

利用Affymetrix寡核苷酸基因表达谱芯片对2型糖尿病肾病模型动物——db/db小鼠的肾脏基因表达谱进行了研究.在此基础上,利用末端快速扩增法和RT-PCR的方法,对筛选出来的一个糖尿病肾病相关EST进行了cDNA克隆和表达分析.得到了一长为1.7 kb的cDNA片段.序列分析和网上数据库比对发现,此cDNA片段是小鼠表达序列AL023001的一部分.根据AL023001序列设计特异性引物,利用半定量RT-PCR的方法对AL023001在db/db小鼠肾脏、肝脏、脂肪、骨胳肌、脑等组织中的表达情况进行了分析,发现AL023001在db/db小鼠肾脏中的表达情况与基因芯片检测结果吻合,且AL023001在肝脏、脂肪、骨胳肌和脑等糖尿病肾病相关联组织中均有差异表达.这些结果提示：AL023001与db/db小鼠的糖尿病肾病具有相关性.上述工作有利于揭示AL023001基因的功能,探讨糖尿病肾病的分子机制.     

诱发性2型糖尿病小鼠模型与自发性db/db小鼠特性的比较

目的建立诱发性2型糖尿病小鼠模型,并将其与自发性2型糖尿病小鼠db/db进行比较分析。客观评价两种2型糖尿病小鼠模型,为糖尿病研究中动物模型的选择与实际应用提供实验依据。方法高脂饲料喂养C57BL/6J小鼠4周,腹腔连续3次注射STZ,建立诱发性2型糖尿病小鼠模型。感染后4周,大体肉眼观察小鼠的肝脏、肾脏,测定糖耐量,血清生化指标及血清细胞因子IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ、TNF-α、IL-17、IL-10表达量,将其与同龄的自发性2型糖尿病小鼠db/db进行比较分析。结果肉眼观察发现,两组模型小鼠的肝脏、肾脏与对照组均具有明显差异。糖耐量分析中,两组模型小鼠与对照组小鼠各时间点的血糖值均具有统计学差异（P〈0.05）,耐糖功能低下,两组模型小鼠间血糖值无统计学差异。血液生化指标中,与对照组小鼠相比,两组模型小鼠GLU、CHOL、LDLC明显升高（P〈0.05）;两组模型小鼠相互比较,诱发性2型糖尿病小鼠血脂水平较高（P〈0.05）。免疫指标比较显示：除IL-2外,两组模型小鼠血清中细胞因子水平均较对照组小鼠明显升高（P〈0.05）,而db/db小鼠血清中细胞因子表达较诱发性糖尿病小鼠高,其中IL-6、IFN-γ、TNF-α具有显著性差异（P〈0.05）。结论两组2型糖尿病模型小鼠均在一定程度上模拟了人类糖尿病患者症状,但由于糖尿病产生的原因不同而存在着一定的差异,研究者可根据实际需要参照相关数据进行选择。     

松果菊苷对db/db糖尿病小鼠心肌的保护作用

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy, DCM)是指发生于糖尿病患者,不能用冠心病、高血压性心脏病及其他心脏病变来解释的心肌疾病。目前,DCM的病因和发病机制尚未完全阐明,且缺乏特异性治疗手段。中药管花肉苁蓉提取物松果菊苷(echinacoside, ECH)对心肌细胞具有保护作用。以db/m小鼠为正常对照组(db/m组),db/db小鼠分为模型组(db/db组)和ECH干预组(db/db+ECH组),探讨了ECH对糖尿病db/db小鼠心肌的影响及机制。db/db+ECH组小鼠给予松果菊苷灌胃,db/m组和db/db组小鼠给予0.9%氯化钠溶液灌胃。心脏超声观察心脏功能,Masson染色观察组织胶原纤维含量,逆转录聚合酶链式反应检测Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原mRNA的表达,蛋白质免疫印迹技术检测转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)、phospho-Smad2(p-Smad2)和phospho-Smad3(p-Smad3)的表达。结果显示,ECH能够改善db/db小鼠左心室肥大和心脏功能,降低胶原沉积(P<...     

核桃低聚肽对db/db小鼠血糖的影响作用研究

目的：研究核桃低聚肽（walnut oligopeptides,WOPs）干预对db/db糖尿病模型小鼠血糖的影响作用。方法：选择db/db糖尿病小鼠模型,将其随机分为3个核桃低聚肽组（220、440、880mg/kg·BW）、糖尿病模型对照组、二甲双胍对照组、乳清蛋白对照组;并选用db/m小鼠作为非糖尿病小鼠空白对照。经过为期6周的干预,检测小鼠空腹血糖、餐后血糖以及糖耐量实验血糖曲线下面积。结果：核桃低聚肽（880mg/kg·BW）可降低db/db糖尿病小鼠空腹血糖水平和餐后血糖水平,同时能有效改善糖耐量（P＜0.05）。结论：核桃低聚肽干预可有效降低糖尿病小鼠的血糖水平,改善糖耐量,具有辅助降血糖功能。     

姜黄素对db/db小鼠基因组DNA甲基化的影响

目的:观察姜黄素对2型糖尿病模型db/db小鼠糖尿病症状的改善作用,并从表观遗传角度分析其对小鼠外周血DNA甲基化水平的影响.方法:2型糖尿病模型db/db小鼠随机分为糖尿病组和姜黄素干预组(给予250 mg/kg姜黄素溶液),连续灌胃8周.OGTT检测葡萄糖耐量,ELISA法测定空腹胰岛素并计算HOMA-IR和HOM...     

菠萝蜜低聚肽对db/db小鼠炎症反应、血糖及血脂的影响

目的：研究菠萝蜜低聚肽（JOPs）干预对db/db糖尿病模型小鼠炎症反应、血糖及血脂的影响作用。方法：选择db/db糖尿病小鼠模型,将其随机分为3个JOPs组（0.2、0.4、0.8g/kg·BW）以及糖尿病模型对照组、二甲双胍对照组、乳清蛋白对照组,并选用db/m小鼠作为非糖尿病小鼠空白对照。经过为期6个月的干预,检测小鼠空腹血糖（FPG）、血清胰岛素（INS）、白细胞介素6（IL 6）、白细胞介素8（IL 8）、白细胞介素10（IL 10）和肿瘤坏死因子α（TNF α）、C反应蛋白（CRP）以及脂代谢指标。结果：JOPs可显著降低db/db糖尿病小鼠空腹血糖水平及胰岛素抵抗指数;可使血清IL 6、TNF α、总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）显著降低,并使高密度脂蛋白胆固醇（HDL C）显著升高。结论：JOPs干预可有效降低糖尿病小鼠的血糖水平,改善胰岛素抵抗,同时有效调节炎症反应及血脂代谢。     

乳源性复合益生菌促进db/db糖尿病小鼠白色脂肪棕色化的研究

目的 研究乳源性复合益生菌对db/db糖尿病小鼠白色脂肪棕色化细胞因子解偶联蛋白1(UCP1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α(PGC1α)、R结构域蛋白16(PRDM16)表达的影响。 方法 将6周龄的SPF级db/db糖尿病雄性小鼠适应性喂养1周,随机分为糖尿病模型组、罗格列酮组及复合益生菌高剂量组和低剂量组,SC57BL/Ks雄性小鼠为正常对照组,每组8只。血糖仪检测不同时段空腹血糖(FBG)水平,ELISA法检测糖化血红蛋(HbA1c)含量,取各组小鼠皮下白色脂肪组织,HE染色观察脂肪组织形态,用Real time PCR检测各组白色脂肪组织中UCP1、PGC1α、PRDM16 mRNA表达水平以及Western Blot检测各组脂肪组织中UCP1的表达。 结果 与模型组相比,复合益生菌组FBG、HbA1c水平明显下降,并且复合益生菌能够明显增加脂肪组织多室脂肪细胞数量,具有棕色化的趋向,并能够显著提高UCP1、PGC1α、PRDM16的mRNA表达和UCP1表达量。 结论 本研究发现乳源性复合益生菌能够促进白色脂肪棕色化从而改善胰岛素抵抗。     

db/db小鼠的实验室应用

db/db小鼠为广泛应用的2型糖尿病动物模型,由瘦素受体(leptin receptor,Lepr)的自发性突变引起极度肥胖、多食、消渴、多尿。其表型的严重程度受基因背景的影响,在C57BLKS/J背景下更严重。Lepr还在其它多个位点发生自发性突变,产生一系列肥胖动物,包括db3J/db3J小鼠、db5J/db5J小鼠、dbpas/dbpas小鼠、Zucker fa/fa大鼠和Koletsky fak/fak大鼠等。这些啮齿动物在食欲旺盛和严重肥胖方面表型相似,但在血糖、肾脏损伤及生殖能力等方面的表型不尽相同,为探讨Lepr的复杂功能提供了丰富的素材。本文将就瘦素信号通路的发现史,db/db小鼠在代谢、生殖、免疫等方面的异常表型,其实验室应用、繁殖与鉴定策略,其它自发性突变动物的表型差异及对应的Lepr突变模式等进行较全面的综述。     

血管生成素样蛋白2在糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达研究

利用半定量RT-PCR和免疫组化的方法同时从mRNA水平和蛋白质水平对血管生成素样蛋白2在不同病理阶段的2型糖尿病肾病模型小鼠--db/db小鼠肾脏中的表达情况进行了较为系统的分析.结果发现:a.在糖尿病前的db/db小鼠(4周龄的db/db小鼠),血管生成素样蛋白2与作为正常对照的db/m小鼠相比,差异不是很大,随着肥胖的加剧,高血糖、蛋白尿的出现,血管生成素样蛋白2在db/db小鼠肾脏中的表达无论从mRNA水平还是从蛋白质水平均显著升高.b.从免疫组化的分析结果来看,血管生成素样蛋白2主要分布于小鼠肾脏的肾小球部分,主要是沿毛细血管袢呈线性分布,其位置与足细胞的位置重叠,足细胞是小鼠肾脏中血管生成素样蛋白2的主要分泌细胞.c.小鼠肾脏血管生成素样蛋白2的表达水平似乎还与鼠龄相关:虽然变化幅度不是很大,但在周龄较大的小鼠(如20周龄以上),其表达水平相对较高.上述工作不仅印证了先前对2型糖尿病肾病患者肾小球基因表达谱的分析结果,更加明确了血管生成素样蛋白2与糖尿病肾病的相关性,同时揭示了血管生成素样蛋白2在正常小鼠和糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达、分布和变化规律,有利于进一步揭示血管生成素样蛋白2的功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的可能作用,探讨糖尿病肾病的分子机制.     

Gene Expression of Inflammatory Cytokines in Peripheral Leukocytes in db/db Mice Rose with Progression of Diabetes

Fourteen-week-old db/db mice showed significant higher blood glucose levels than 7 week-old mice. The mRNA levels of IL-1β and S100a4/a6/a9 in peripheral leukocytes were higher in 14 week-old mice than in 7 week-old mice. Together, inflammatory cytokine/cytokine-like factor mRNA levels in peripheral leukocytes were associated with progression of diabetes in db/db mice.     

Establishment of an Inflamed Animal Model of Diabetic Nephropathy

Aims Inflammatory stress plays a crucial role in the progression of diabetic nephropathy (DN). This study aimed to establish a novel inflamed animal model of DN and to evaluate its significance in DN.Methods Nondiabetic db/m mice and diabetic db/db mice were randomly divided into four groups: db/m, db/m+casein, db/db, and db/db+casein for eight weeks. Casein was subcutaneously injected to induce chronic inflammation. Body weight and albumin to creatinine ratio (ACR) in the urine were measured every week. The plasma levels of serum amyloid protein A (SAA) and tumour necrotic factor-α (TNF-α) were determined with the enzyme-linked immunosorbent assay. The morphological changes to the renal pathology and ultra-microstructures were checked by pathological staining and electron microscopy. Immunofluorescent staining and Western blotting were used to determine the protein expression of podocyte-specific molecules and inflammatory cytokines in kidneys.Results ACR, plasma levels of SAA and TNF-α, protein expression of inflammatory cytokines, mesangial expansion, collagen accumulation, and foot process effacement in kidneys of casein-injected db/db mice were significantly increased compared with the db/db mice. Casein injection markedly decreased the protein expression of Wilms'' tumor-1 and nephrin in kidneys of db/db mice, which are specific podocyte biomarkers, suggesting that chronic inflammation accelerates podocyte injuries in db/db mice. Interestingly, no obvious urinary protein, inflammatory cytokine expression, or histological changes in the kidneys of casein-injected db/m mice were found compared with the db/m mice.Conclusion An inflamed animal model of DN was successfully established and may provide a useful tool for investigating the pathogenesis of DN under inflammatory stress.     

Alterations of the Ca2+ signaling pathway in pancreatic beta-cells isolated from db/db mice

Upon glucose elevation, pancreatic beta-cells secrete insulin in a Ca²⁺-dependent manner. In diabetic animal models, different aspects of the calcium signaling pathway in beta-cells are altered, but there is no consensus regarding their relative contributions to the development of beta-cell dysfunction. In this study, we compared the increase in cytosolic Ca²⁺ ([Ca²⁺]_i) via Ca²⁺ influx, Ca²⁺ mobilization from endoplasmic reticulum (ER) calcium stores, and the removal of Ca²⁺ via multiple mechanisms in beta-cells from both diabetic db/db mice and nondiabetic C57BL/6J mice. We refined our previous quantitative model to describe the slow [Ca²⁺]_i recovery after depolarization in beta-cells from db/db mice. According to the model, the activity levels of the two subtypes of the sarco-endoplasmic reticulum Ca²⁺-ATPase (SERCA) pump, SERCA2 and SERCA3, were severely down-regulated in diabetic cells to 65% and 0% of the levels in normal cells. This down-regulation may lead to a reduction in the Ca²⁺ concentration in the ER, a compensatory up-regulation of the plasma membrane Na⁺/Ca²⁺ exchanger (NCX) and a reduction in depolarizationevoked Ca²⁺ influx. As a result, the patterns of glucosestimulated calcium oscillations were significantly different in db/db diabetic beta-cells compared with normal cells. Overall, quantifying the changes in the calcium signaling pathway in db/db diabetic beta-cells will aid in the development of a disease model that could provide insight into the adaptive transformations of beta-cell function during diabetes development.