达格列净对新发2型糖尿病肾脏损伤的保护作用及机制研究

作     者：王彤丹 

作者单位：天津医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：于珮

授予年度：2020年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主      题：SGLT2抑制剂 达格列净 2型糖尿病 功能磁共振成像 线粒体功能 

摘      要：目的:大型临床研究证实SGLT2i对糖尿病肾病具有二级预防作用,但SGLT2i是否对糖尿病肾病具有一级预防作用尚不明确。功能磁共振成像（fMRI）作为一种无创性、高分辨的影像学检查方法可提供定量参数用于评估器官与组织微结构及功能的变化。本研究采用多模态功能MRI技术,评估达格列净对糖尿病肾病是否具有一级预防作用。并通过建立T2DM小鼠模型,给予SGLT2i处理,初步探讨SGLT2i对T2DM肾脏保护作用的机制。方法:1.招募自2017年6月至2018年12月就诊于天津医科大学代谢病医院门诊的新发T2DM患者共40名,最终纳入30名符合条件的患者并按1:2比例随机分组,其中达格列净组10例,对照组（阿卡波糖治疗）20例,对其进行24周的药物治疗并于基线、第4周、12周、24周对患者进行规律访视,完成基本信息、糖代谢指标、生化指标及用药前后腹部多模态功能MRI检查。2.以25只健康雄性C57BL/6小鼠为研究对象,建立高脂饮食及STZ联合诱导的T2DM模型,给予SGLT2i干预治疗,将小鼠随机分为5组,NC组、DM组、达格列净治疗组（1mg/kg/d）、恩格列净治疗组（1mg/kg/d）及卡格列净治疗组（10mg/kg/d）,干预组灌胃8周。每周检测小鼠血糖、体重变化情况,应用光镜观察各组肾小球、肾小管病理结构变化。应用透射电子显微镜观察各组肾小管上皮细胞线粒体形态变化。应用RT-PCR法及Western Blot技术检测各组肾脏线粒体融合、裂变相关蛋白mRNA及蛋白表达情况。结果:1.对于新发T2DM患者,应用达格列净单药治疗24周后糖化血红蛋白较基线下降1.37%（P0.05）,其下降程度与应用阿卡波糖100mg tid相当。达格列净组空腹血糖较基线下降1.92mmol/L（P0.05）,且在第4周、12周FBG下降程度和达标率（FBG7mmol/L）均优于对照组（P0.05）。体重方面,达格列净组体重较基线下降4.65kg（P0.05）。降压方面,达格列净组收缩压较基线降低2.22mm Hg,舒张压降低3.78mm Hg（P0.05）。血脂指标:达格列净组HDL较基线升高0.19mmol/L（P0.05）,CHOL、TG、LDL、VLDL较基线无明显统计学差异。肾功能指标:达格列净组e GFR较基线无明显变化,尿酸较基线下降42.6umol/L（P0.05）。2.对新发T2DM患者用药前后进行腹部多模态功能MRI检查,其中BOLD MRI显示,达格列净组治疗后肾脏皮髓质R2*值均较前减低（P0.05）,提示肾脏皮髓质氧分压较前增加,达格列净可改善T2DM患者肾脏缺氧状态。DTI MRI显示,达格列净组治疗后肾脏皮髓质FA值均较前升高（P0.05）,提示肾脏皮髓质水分子运动各向异性增加,达格列净可改善T2DM患者肾脏微结构病理改变。Dixon MRI显示,达格列净组治疗后肾脏FF值均较前减低（P0.05）,提示肾脏的脂肪含量较前减少,达格列净可减少肾脏脂质蓄积。3.对新发T2DM患者用药前后进行腹部多模态功能MRI检查,其中Dixon MRI显示,达格列净治疗后肝脏及胰腺FF值均较前减低（P0.05）,提示达格列净治疗后肝脏及胰腺脂肪含量较前减少,提示达格列净有减少内脏脂肪的作用。4.应用高脂饲料喂养C57BL/6小鼠8周,再连续5天腹腔注射STZ（60mg/kg）的方法成功建立了T2DM模型。光镜下小鼠肾脏PAS染色显示,DM组肾小球变大,肾小囊狭甚至消失,肾小球毛细血管袢结构模糊,系膜区PAS阳性区域重度变多。SGLT2i可改善上述病理改变,其中DM+Cana组改善效果优于DM+Dapa组及DM+Empa组。透射电镜观察肾小管上皮细胞显示DM组肾小管上皮细胞排列紊乱,肾小管基膜不规则增厚,细胞内线粒体变小、变短,呈短杆状,线粒体嵴结构不清晰,线粒体外膜局灶性降解。SGLT2i干预组与DM组相比,肾小管上皮细胞排列情况改善,肾小管基膜厚度均匀,细胞内线粒体大部分呈长杆状,大部分线粒体嵴结构较清晰。***组小鼠肾脏线粒体裂变相关蛋白Drp-1 mRNA和蛋白表达量较NC组明显升高（P0.05）,线粒体融合相关蛋白Mfn-2 mRNA和蛋白表达量较NC组明显下降（P0.05）,而SGLT2i干预组可在基因与蛋白水平下调Drp-1的表达,上调Mfn-2的表达。结论:达格列净具有改善新发T2DM患者肾脏氧合、逆转肾脏早期病变的作用,且该保护作用独立于降糖作用和“管-球反馈机制之外。SGLT2抑制剂对糖尿病肾脏的保护作用可通过改善肾脏线粒体融合与裂变的功能实现。