链脲佐菌素诱导1型糖尿病的发生机制
糖尿病是一个世界范围内的重大健康问题。近些年来，在许多国家，糖尿病患病率可高达5％～8％，呈明显上升趋势。尽管世界各国的科学家在糖尿病研究方面付出了巨大的努力，也获得了一定进展，但对糖尿病的病因及发病机制仍不完全明了，其病情也不能得到有效逆转。因此，对糖尿病病因、发病机制和治疗的研究成为内分泌疾病关注的热点。
1型糖尿病(T1DM)是T细胞介导的一种器官特异性自身免疫性疾病，是基因和环境因素综合作用的结果，其发病机制复杂，主要与抗原特异性的自身反应性CD4+和CD8+T细胞选择性攻击胰岛B细胞有关，而有关细胞分泌的细胞因子、趋化因子及炎症介质等也参与了该免疫过程，其结果是体内胰岛素水平的绝对缺乏，引起糖代谢紊乱。一些自身抗原如胰岛β细胞表面抗原、胰岛素、谷氨酸脱羧酶(GAD)和酪氨酸磷酸酶(IA2)等可能是触发该自身免疫反应的靶抗原。
本文以链脲佐菌素(STZ)注射诱导的T1DM模型鼠为研究对象，通过体外实验，将小剂量STZ致敏的同系鼠正常胰岛细胞与模型鼠的脾淋巴细胞混合培养，观察致敏的同系鼠正常胰岛细胞的损伤情况以及胰岛素释放情况，探讨STZ模型鼠胰岛细胞的损伤机制，为1型糖尿病的发病机制和治疗策略的深入研究提供依据。
材料与方法:
7周龄清洁级雄性Balb/C小鼠。应用STZ多次腹腔注射方法诱导成为1型糖尿病模型鼠，然后脱颈处死1型糖尿病模型鼠，无菌制备模型鼠脾淋巴细胞，并与无菌制备的预先小剂量STZ致敏的同系鼠正常胰岛细胞体外混合培养，以同系正常鼠脾淋巴细胞为对照，观察模型鼠脾淋巴细胞及STZ对胰岛细胞的影响，MTT法检测OD值。同时，用化学发光法检测各组胰岛细胞所分泌的胰岛素量。
结果:
1、模型鼠
将含有STZ的枸橼酸钠缓冲液(0.01mol/l，pH4.0)，连续腹腔注射5天后，小鼠血糖持续上升，到第4周时，模型组小鼠血糖达到16.413±1.201，尿糖+++，饮食、饮水增多、尿量增加并伴随体重减轻，达到1型糖尿病模型标准。
2、模型鼠脾淋巴细胞对胰岛细胞的影响
将模型鼠脾淋巴细胞分别与无STZ致敏组和STZ致敏组的同系正常鼠胰岛细胞混合培养。
(1)混合培养72h的结果当脾淋巴细胞浓度为5×106个/ml时，无STZ致敏组、24hSTZ致敏组和48hSTZ致敏组与其各自对照组比较胰岛细胞的损伤及胰岛素的分泌量均无明显变化(P＞0.05)。当脾淋巴细胞浓度为5×107个/ml时，无STZ致敏组和24hSTZ致敏组与其各自对照组比较具有明显差异(P＜0.05)；48hSTZ致敏组与其对照组比较具有显著差异(P＜0.01)。
(2)混合培养144h的结果当脾淋巴细胞浓度为5×106个/ml时，无STZ致敏组和24hSTZ致敏组与其各自对照组比较胰岛细胞的损伤及胰岛素的分泌量无明显变化(P＞0.05)，48hSTZ致敏组与其对照组比较具有明显差异(P＜0.05)。当脾淋巴细胞浓度为5×107个/ml时，无STZ致敏组、24hSTZ致敏组和48hSTZ致敏组与其各自对照组比较胰岛细胞的损伤及胰岛素的分泌量均具有显著差异(P＜0.01)。
(3)混合培养216h的结果当脾淋巴细胞浓度为5×106个/ml时，无STZ致敏组和24hSTZ致敏组与其各自对照组比较胰岛细胞的损伤及胰岛素的分泌量具有明显差异(P＜0.05)，48hSTZ致敏组与其对照组比较具有显著差异(P＜0.01)。当脾淋巴细胞浓度为5×107个/ml时，无STZ致敏组、24hSTZ致敏组和48hSTZ致敏组与其各自对照组比较胰岛细胞的损伤及胰岛素的分泌量具有显著差异(P＜0.01)。
讨论:
1型糖尿病是在遗传易感性物质的基础上，胰岛感染了病毒或受毒性化学物质的影响，使胰岛β细胞损伤，释放出致敏蛋白，引起自身免疫反应(包括细胞免疫及体液免疫)，导致胰岛的自身免疫性炎症，进一步引起胰岛β细胞严重破坏。
本文以链脲佐菌素(STZ)注射诱导的T1DM模型鼠为研究对象，通过体外实验，探讨由STZ破坏胰岛β细胞导致1型糖尿病的免疫学发生机制。实验结果显示：①大剂量的STZ对胰岛细胞具有直接的细胞毒作用；低剂量的STZ对胰岛细胞没有明显的细胞毒作用。②模型鼠脾淋巴细胞可以损伤未经低剂量STZ致敏的同系正常鼠胰岛细胞。③模型鼠脾淋巴细胞可加强损伤低剂量STZ致敏的同系正常鼠胰岛细胞，其重要机制之一可能是CTL主要识别STZ改变的胰岛B细胞，加速其破坏，也就是说STZ诱导的小鼠糖尿病模型是通过T淋巴细胞的效应机制破坏胰岛β细胞的，STZ作为损害胰岛细胞的诱因，主要通过产生的自身免疫性T淋巴细胞逐渐加重胰岛细胞的损伤；④随着培养时间的延长，胰岛细胞的免疫损伤加重，这可能提示导致人类1型糖尿病的迟发性、进行性和不可逆转性的发病原因。
1型糖尿病模型鼠激活的脾淋巴细胞数量、低剂量STZ致敏同系鼠胰岛细胞的时间以及上述两者混合培养的时间与胰岛细胞的免疫损伤的程度密切相关。
结论:
1、低剂量STZ(0.2mg/ml)对胰岛细胞没有直接的明显的细胞毒作用(P＞0.05)。
2、糖尿病模型鼠脾淋巴细胞对同系正常鼠的胰岛细胞具有一定的免疫损伤作用。
3、糖尿病模型鼠脾淋巴细胞明显加强对低剂量STZ(0.2mg/ml)致敏的同系正常鼠胰岛细胞的免疫损伤作用。
4、糖尿病模型鼠脾淋巴细胞中B细胞约占60％，但培养体系没有补体成分，抗体发挥作用的可能性基本不存在。
5、综合以上结果分析，可以说明1型糖尿病模型鼠胰岛细胞主要是由T细胞所介导的细胞免疫所导致的免疫性损伤和破坏。
糖尿病;链脲佐菌素;发病机制;免疫性损伤
中国医科大学
硕士
免疫学
潘兴瑜
2008
中文
R587.102
36
2009-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）