慢性间歇性低压低氧对糖尿病小鼠糖代谢关键酶基因表达和启动子区甲基化的影响

来源：环境与职业医学杂志 2024年第8期北京时间：

作者：隋春红, 何岩涛, 徐亚维, 纪朋艳, 常影, 张东芳, 赵东海, 金连海, 王程,

摘要：背景慢性间歇性低压低氧（CIHH）能有效改善2型糖尿病（T2DM）。其过程是否与糖代谢关键酶基因启动子区域DNA甲基化这一表观遗传学调控机制有关尚待明确。目的研究CIHH对T2DM小鼠糖代谢关键酶基因表达和启动子区甲基化的影响，探讨CIHH调节糖代谢的可能机制。方法40只C57BL/6J雄性小鼠随机分为常压常氧对照（NN/CON）组、慢性间歇性低压低氧干预对照（CIHH/CON）组、常压常氧糖尿病模型（NN/DM）组、慢性间歇性低压低氧干预糖尿病模型（CIHH/DM）组。高脂高糖饲料喂养NN/DM组和CIHH/DM组小鼠7周后，连续5 d按每天40 mg·kg−1（以体重计）剂量腹腔注射50 mmol·L−1链脲佐菌素（STZ）建立T2DM小鼠模型。CIHH/DM组和CIHH/CON组小鼠每天按模拟5000 m海拔低压低氧干预6 h，NN/DM组和NN/CON组小鼠一直处于常压常氧环境中，连续4周，期间检测血糖变化。CIHH干预实验后评估小鼠葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性，测定小鼠肝中糖酵解关键酶葡萄糖激酶（GK）、丙酮酸激酶（PK）和糖异生关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）、葡萄糖-6-磷酸酶（G6P）的酶活力、基因mRNA相对表达水平和启动子区域DNA甲基化水平。结果与NN/DM组相比，CIHH/DM组小鼠在CIHH干预第25天后血糖降低（P<0.05）。NN/DM组和CIHH/DM组小鼠均呈现糖尿病性耐量曲线，但CIHH/DM组曲线下面积（AUC）低于NN/DM组（P<0.05）。与NN/DM组相比，CIHH/DM组小鼠血清胰岛素含量和胰岛素抵抗指数（HOMA-IRI）降低（P<0.05），肝GK和PK酶活力升高且基因mRNA表达上调（P<0.05），PEPCK和G6P酶活力下降且基因mRNA表达下调（P<0.05）。各组小鼠肝GK、PK、PEPCK和G6P基因启动子区域DNA平均甲基化水平的差异无统计学意义，且与mRNA表达的关联性也无统计学意义。结论CIHH干预可降低T2DM小鼠血糖，改善葡萄糖耐受性和缓解胰岛素抵抗，协调调控糖代谢关键酶活力及其基因mRNA表达，但上述现象与这些糖代谢关键酶基因的启动子区域DNA甲基化水平无关。

关键词：慢性间歇性低压低氧干预, 糖尿病, 葡萄糖代谢, 关键酶, DNA甲基化,