内源性糖皮质激素存在固有昼夜节律,而临床应用合成糖皮质激素时该特性常被忽视。本研究探究合成糖皮质激素倍他米松同相位(内源性激素高峰时)与异相位(内源性激素低谷时)给药对小鼠糖代谢的影响,结果显示,异相位给药可诱导雌雄小鼠均出现高胰岛素血症,显著降低晨间胰岛素敏感性;同相位给药的代谢副作用则显著更轻微。EchoMRI 体成分分析仪实现体成分精准量化,为给药时机介导的代谢表型差异提供核心数据支撑,提示糖皮质激素的研究与应用需重视昼夜节律的调控作用。
图1:论文封面概要
选取 8~10 周龄 C57BL/6J 雌雄小鼠,分为对照组、倍他米松异相位给药组(ZT2 时注射)、同相位给药组(ZT10 时注射),每日持续给药 14~30 天。采用 EchoMRI-100 体成分分析仪于 ZT3(晨间)、ZT11(晚间)检测小鼠体重、瘦体重及脂肪量;通过口服葡萄糖耐量试验(OGTT)、胰岛素耐量试验(ITT)评估糖代谢稳态;检测血浆胰岛素、C 肽等生化指标;分析组织葡萄糖摄取能力及代谢相关基因的表达水平。
EchoMRI-100 体成分分析仪应用EchoMRI-100 体成分分析仪为本研究提供关键量化支撑,可在小鼠清醒、无创状态下快速测定体重、瘦体重、脂肪量等核心指标,有效规避麻醉应激对实验结果的干扰。该技术精准捕捉不同给药时机、不同检测时间点的体成分动态变化,明确倍他米松对体成分的影响与用药时机、检测时间的关联性,是解析节律相关代谢表型的核心技术手段。
体成分研究结果倍他米松两种给药方式均能同等程度抑制雌雄小鼠的体重增长与瘦体重增加,且该抑制效应不受检测时间的影响;两组小鼠的脂肪量均无显著变化,提示倍他米松给药引发的体成分差异主要集中于瘦体重的增长抑制,且与给药时机无明显关联。

图 2(原文 Fig.1A):直观展示异相位与同相位给药均显著抑制雄性小鼠体重增长,两组间无明显差异。
研究结果异相位给药(ZT2)在干预第 14 天即显著升高雌雄小鼠血浆胰岛素与 C 肽水平,提升 HOMA-IR 指数,晨间 ITT 结果显示小鼠胰岛素敏感性几乎完全丧失;同相位给药(ZT10)仅轻度降低小鼠胰岛素敏感性。晚间检测时,两种给药方式对胰岛素敏感性的抑制效应无显著差异;OGTT 结果显示,倍他米松对血糖代谢的影响高度依赖检测时间,晚间给药组的血糖清除速率更快。此外,两种给药方式均未对小鼠血脂、骨代谢及肌肉功能相关指标产生显著影响。
图 3(原文 Fig.2A):异相位给药组雄性小鼠血浆胰岛素水平显著高于对照组与同相位给药组。
倍他米松的代谢副作用具有显著时间依赖性,异相位给药(内源性糖皮质激素低谷时)对糖代谢的干扰更显著,易诱发高胰岛素血症与胰岛素抵抗,而同相位给药的应用安全性更高。EchoMRI 精准证实,倍他米松给药时机对体成分的影响主要体现在瘦体重增长抑制,且该变化与糖代谢紊乱密切相关。本研究提示,临床使用糖皮质激素时需充分考虑昼夜节律特征,通过优化给药时机减少代谢副作用,同时相关研究中应重视检测时间的一致性,以保证实验结果的准确性。
图 4(原文 Fig.4E):直观显示晨间 ITT 中,异相位给药组小鼠血糖无明显下降,胰岛素敏感性完全丧失
原文出处DOI:10.1016/j.lfs.2024.123080