关键词： 胰岛素样生长因子-Ⅰ；糖尿病，实验性；糖尿病神经病变

【摘要】目的研究小剂量牛初乳短链胰岛素样生长因子-Ⅰ(Bc-tIGF-Ⅰ)、重组人IGF-Ⅰ(rhIGF-Ⅰ)对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠周围神经病变的作用。方法早期给STZ糖尿病大鼠腹腔注射Bc-tIGF-Ⅰ和rhIGF-Ⅰ(均为750 ng·kg^-1.d^-1)。11周后对各组大鼠进行神经电生理及病理形态分析。结果Bc-tIGF-Ⅰ治疗后坐骨神经运动神经传导速度、动作电位及H反射潜伏期都明显改善(P＜0.05)，神经病理也明显改善。rhIGF-Ⅰ的治疗对坐骨神经运动传导速度、波幅及H反射潜伏期没有影响(P＞0.05)，神经病理也没有明显改善。结论小剂量Bc-tIGF-Ⅰ(750 ng·kg^-1.d^-1)能改善糖尿病神经病变，而同等剂量的rhIGF-Ⅰ无此作用。

Bovine colostrum truncated insulin-like growth factor-Ⅰ ameliorates peripheral neuropathy in diabetic rats

XU Guangwu

(Department of Endocrinology,Huashan Hospital,Fudan University Medical School,Shanghai 200040)

YU Maohua

(Department of Endocrinology,Huashan Hospital,Fudan University Medical School,Shanghai 200040)

YIE Hongying,et al.

(Department of Endocrinology,Huashan Hospital,Fudan University Medical School,Shanghai 200040)

【Abstract】ObjectiveTo study the effects of small dose of bovine colostrum truncated insulin-like growth factor-Ⅰ (Bc-tIGF-Ⅰ) and recombinant human insulin-like growth factor-Ⅰ (rhIGF-Ⅰ) on peripheral neuropathy in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats.MethodsSTZ-induced diabetes mellitus (DM) rats were allocated to three groups. One group received no treatment, another group intraperitoneal injection with Bc-tIGF-Ⅰ, the third group with rhIGF-Ⅰ. And there was also a normal control group. The duration of treatment was 11 weeks. Blood glucose was measured at various times after treatment. Electrophysiological measurements and morphologic analyses of sciatic nerve were performed. Several related serum hormones (insulin, C-peptide and IGF-Ⅰ) were also assayed.ResultsMotor nerve conduction velocity (MNCV) of sciatic nerve and H reflex in Bc-tIGF-Ⅰ-treated group was significantly improved in contrast to that in DM group (P＜0.05). However, treatment with rhIGF-Ⅰ brings no improvement (P＞0.05). The ultrastructural appearance showed that treatment with Bc-tIGF-Ⅰ could alleviate diabetic neuropathy, but it did not happen in rhIGF-Ⅰ group. Blood glucose concentration was lowered by Bc-tIGF-Ⅰ but not rhIGF-Ⅰ therapy. Neither Bc-tIGF-Ⅰ nor rhIGF-Ⅰ therapy affected serum levels of insulin and C-peptide (P＞0.05).Conclusion Bc-tIGF-Ⅰ but not rhIGF-Ⅰ can improve diabetic peripheral neuropathy at a lower dosage.

【Key words】Insulin-like growth factor Ⅰ; Diabetes mellitus, experimental; Diabetic neuropathies

(Chin J Endocrinol Metab, 2000,16:231-234)

胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)是神经生长、发育、修复过程中一种重要的生长因子^〔1〕。糖尿病患者循环中IGF-Ⅰ减少，伴神经病变时减少更显著。STZ糖尿病大鼠循环IGF-Ⅰ水平减低，神经组织中IGF-Ⅰ的表达降低。在动物实验中，给予重组人胰岛素样生长因子-Ⅰ(rhIGF-Ⅰ)能在不改变高血糖状态的情况下，延缓甚至逆转糖尿病神经病变^〔2-4〕。牛初乳短链胰岛素样生长因子-Ⅰ(Bc-tIGF-Ⅰ)和普通IGF-Ⅰ相比，其N端缺少3个氨基酸：Gly-Pro-Glu。已从人脑，牛初乳及猪的胎盘中提取出此种物质。由于N端缺少3个氨基酸，Bc-tIGF-Ⅰ和IGF-Ⅰ结合蛋白的亲和力很低，游离浓度相对较高，而只有游离的IGF-Ⅰ才能发挥生物学作用。在细胞培养实验中，他促进细胞增生的活性较普通IGF-Ⅰ约大10倍^〔5〕。本研究旨在明确小剂量Bc-tIGF-Ⅰ、rhIGF-Ⅰ对糖尿病周围神经病变的影响，并探讨其可能的作用机制。

材料和方法

一、STZ糖尿病大鼠模型的建立

采用健康雄性Wistar大鼠，2月龄，体重180～220克。留取正常对照组(NC)，其余大鼠禁食过夜后，按55 mg/kg，左下腹腔内一次性注射1%STZ溶液(用pH 4.5的0.1 mol/L柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液在冰浴中新鲜配制)。用强生ONE TOUCHⅡ血糖仪测定尾尖血血糖，稳定7天后，血糖≥13.5 mmol/L的大鼠判定为糖尿病大鼠。

二、实验动物分组

1.正常对照组(NC组)10只：生理盐水3 ml^．kg^-1．d^-1腹腔内注射。

2.成模后糖尿病对照组(DM组)12只：生理盐水3 ml^．kg^-1．d^-1腹腔内注射。

3.糖尿病Bc-tIGF-Ⅰ(中科院生理所惠赠)治疗组(Bc-tIGF-Ⅰ组)12只：Bc-tIGF-Ⅰ 750 ng^．kg^-1．d^-1腹腔内注射。

4.糖尿病rhIGF-Ⅰ(美国Protech公司)治疗组(rhIGF-Ⅰ组)12只：rhIGF-Ⅰ 750 ng^．kg^-1．d^-1腹腔内注射。

以上处理共11周。

三、方法

1.神经电生理测定及电镜观察：治疗11周，大鼠用1%戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔注射麻醉，仰卧位固定后，用PHASIO神经、肌肉电生理测定仪(意大利ESAOTE公司)测定右后肢坐骨神经运动神经传导速度(MNCV)及H反射。

大鼠用1%戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔注射麻醉，右侧颈总动脉插入动脉导管，从导管中取血标本，室温(约10℃左右)静置5小时，5000 转/分，离心15分钟，分离血清，-20℃保存备用。

按透射电镜观察取样要求留取坐骨神经标本，3%戊二醛固定，进行神经超微结构观察。另取腓肠神经2～3 cm，10%中性甲醛固定，作病理观察。

神经病理定量图像分析：取一侧腓肠神经，10%中性甲醛固定48小时，石蜡包埋，连续切片，厚度4 μm，HE染色，过碘酸Schiff髓鞘染色，Bielshowsky轴索染色，用计算机病理图像分析系统进行定量分析，包括神经束面积、有髓鞘神经纤维密度等。

2.血清胰岛素、C肽及IGF-Ⅰ的测定：均用放射免疫法。

四、统计学处理

数据均采用±s表示，分析采用双侧t检验。

结果

一、实验中大鼠的一般情况

在研究过程中，5只糖尿病大鼠死亡。研究结束时(11周)，正常对照组10只；糖尿病对照组9只；rhIGF-Ⅰ组10只，Bc-tIGF-Ⅰ组12只。

4组大鼠成模前体重分别为：NC组(202.5±6.8)g、DM组(205.8±19.1)g、rhIGF-Ⅰ组(208.8±12.3)g、Bc-tIGF-Ⅰ组(208.8±18.8)g，各组间差异无显著性(P＞0.05)。11周后，NC组(357.1±12.3)g、DM组(214.0±27.6)g、rhIGF-Ⅰ组(210.8±24.8)g、Bc-tIGF-Ⅰ组(220.4±24.0)g，糖尿病各组间体重差异无显著性(P＞0.05)；但均显著低于NC组(P＜0.001)。

二、血糖水平的变化

实验初糖尿病各组血糖水平：DM组(25.8±3.2)mmol/L、rhIGF-Ⅰ组(23.6±2.6)mmol/L、Bc-tIGF-Ⅰ组(23.2±3.2)mmol/L，各组间差异无显著性(P＞0.05)；实验结束时，DM组(24.5±2.8)mmol/L、rhIGF-Ⅰ组(22.6±2.8)mmol/L、Bc-tIGF-Ⅰ组(19.8±4.6)mmol/L，Bc-tIGF-Ⅰ组血糖较DM组、rhIGF-Ⅰ组及治疗前显著降低(P＜0.05)；DM组、rhIGF-Ⅰ组间差异无显著性(P＞0.05)。实验初和实验结束时NC组血糖分别为：(3.8±0.3)mmol/L、(3.7±0.2)mmol/L，均显著低于糖尿病各组(P＜0.001)。

三、血清胰岛素、C肽及IGF-Ⅰ水平的变化

糖尿病各组血清胰岛素、C肽及IGF-Ⅰ水平明显低于NC组(P＜0.01)，糖尿病各治疗组胰岛素、C肽水平与DM组差异无显著性(P＞0.05)。Bc-tIGF-Ⅰ组血清IGF-Ⅰ水平较DM组高(P＜0.05)，rhIGF-Ⅰ组IGF-Ⅰ水平较DM组略高但差异无显著性(P＞0.05)(表1)。

四、MNCV、动作电位及H反射潜伏期(表2)

糖尿病各组MNCV、动作电位较NC组差(P＜0.05)。Bc-tIGF-Ⅰ组MNCV、动作电位较DM组明显改善(P＜0.05)，rhIGF-Ⅰ组MNCV、动作电位与DM组差异无显著性(P＞0.05)。

糖尿病各组H反