低剂量辐射调节肠道菌群改善2型糖尿病小鼠雄性生殖损伤的作用

摘要

目的 探讨低剂量辐射（low dose radiation,LDR）对糖尿病小鼠肠道菌群的影响，以及缓解糖尿病生殖损伤作用及机制。方法 利用高脂饮食喂养联合链尿佐菌素（streptozotocin,STZ）注射联合建立2型糖尿病（type 2 diabetes,T2DM）小鼠模型。80只雄性的C57BL/6小鼠分为正常对照组（Con）、低剂量照射组（LDR）、2型糖尿病模型组（T2DM）和2型糖尿病模型+低剂量组（T2DM+LDR）。高脂饲料饲养4个月，STZ 30 mg/kg腹腔注射建立糖尿病模。14次的隔日0.075 Gy LDR后，采用16S rDNA测序检测对肠道菌群丰度和组成的影响；HE染色检测睾丸组织的损伤；Western Blotting检测Toll样受体（toll-like receptors,TLRs）4、MyD88和NF-κB表达；实时定量PCR检测睾丸组织中TLR4、MyD88、NF-κB、TNF-α和IL-1的表达。结果 与Con组相比，T2DM组小鼠体重和血糖水平明显增加（P<0.05），且小鼠胰岛β细胞损伤，睾丸曲精小管增厚，表现出炎症反应；与T2DM组比较，LDR+T2DM组上述指标明显缓解（P<0.05）。16S rDNA测序结果显示，T2DM和LDR+T2DM组共有308和225个特征操作分类单元，提示LDR可以降低T2DM肠道菌群构成。T2DM小鼠中杆菌的丰度降低，而脱硫弧菌丰度则明显升高，LDR可以缓解上述T2DM杆菌降低和脱硫弧菌的升高。WB结果显示，T2DM组小鼠睾丸组织中TLR4、MyD88和pNF-κB p65蛋白表达增加，而LDR+T2DM组上述蛋白表达降低。mRNA结果显示，TLR4、MyD88和NF-κB表达与蛋白表达相似，与Con组相比，T2DM组TNF-α和IL-1明显增加（P<0.05），与T2DM组相比，LDR+T2DM组TNF-α和IL-1明显降低（P<0.05）。结论 LDR可降低脱硫弧菌的升高，抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路而降低炎症，进而缓解糖尿病睾丸损伤。

关键词

2型糖尿病 / 低剂量辐射 / 肠道菌群 / 雄性生殖 / Toll样受体4