脾瘅健清饮调控Nrf2/HO-1/GPX4-System Xc-轴抑制胰岛β细胞铁死亡OA

[目的]观察脾瘅健清饮(Pidan Jianqing Decoction,PDJQ)对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)小鼠糖代谢紊乱及胰腺氧化应激、铁负荷和铁死亡相关指标的影响,并初步探讨其可能作用机制。[方法]采用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)联合高脂饮食(high-fat diet,HFD)建立T2DM小鼠模型,随机分为正常组,模型组,二甲双胍(metformin,MET)组及PDJQ低、中、高剂量组,另设铁死亡诱导剂Erastin+PDJQ组、铁死亡抑制剂3-氨基-4-环己基氨基苯甲酸乙酯(Ferrostatin-1,Fer-1)+PDJQ组和PDJQ高剂量组,以进一步验证PDJQ对铁死亡的干预作用及其相关机制。连续灌胃4周后,记录各组小鼠体质量和FBG,行口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test,OGTT),计算胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR),并检测血清胰岛素(insulin,INS)水平。采用HE染色,观察胰腺组织结构及胰岛病理改变。以试剂盒检测胰腺组织丙二醛(malondialdehyde,MDA)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,4-HNE)、总铁水平,以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,计算还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(reduced glutathione/oxidized glutathione,GSH/GSSG)的比值。采用免疫印迹法检测转铁蛋白(transferrin,TF)、前列腺6跨膜上皮抗原3(six transmembrane epithelial antigen of the prostate 3,Steap3)蛋白水平,以综合评估脂质过氧化、铁负荷及铁死亡程度;并以免疫印迹法检测溶质载体家族7成员11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)、溶质载体家族3成员2(solute carrier family 3 member 2,SLC3A2)、核转录因子红系2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2,Nrf2)、血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)等蛋白表达,分析Nrf2/HO-1/GPX4-胱氨酸/谷氨酸反向转运体(cystine/glutamate antiporter,System Xc-)轴的变化。[结果]与模型组比较,各剂量PDJQ均能提高T2DM小鼠体质量和血清INS水平,降低FBG、OGTT血糖水平及HOMA-IR(P<0.05,P<0.01),减轻胰岛结构紊乱、胰岛β细胞变性和腺泡水肿。PDJQ降低胰腺组织MDA、ROS、4-HNE水平,提高SOD、CAT活性(P<0.05,P<0.01),减少总铁及TF、Steap3蛋白表达(P<0.05,P<0.01),同时升高GSH/GSSG比值(P<0.01)。在蛋白表达水平上,与模型组比较,PDJQ上调SLC7A11、SLC3A2、Nrf2、HO-1、GPX4,抑制TF和Steap3(P<0.05,P<0.01),上述变化趋势与Fer-1+PDJQ组相近;Erastin+PDJQ组Steap3表达显著升高(P<0.05),SLC7A11表达显著降低(P<0.01),Nrf2及HO-1表达降低(P<0.05),而TF、SLC3A2及GPX4表达差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]PDJQ能够缓解T2DM小鼠糖代谢紊乱及胰腺损伤,减轻胰腺铁负荷和脂质过氧化,抑制胰岛β细胞铁死亡,其机制可能与调节Nrf2/HO-1/GPX4-System Xc-轴、增强谷胱甘肽抗氧化防御能力有关。