大黃素對2型糖尿病小鼠血糖、胰島素水平的影響及機制探討

宋 冰，劉學政

(1遼寧醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院，遼寧錦州121000;2遼寧醫(yī)學院)

大黃素化學名為6-甲基-1，3，8-三羥基蒽醌，是從大黃屬中藥中分離后得到的主要有效單體?，F(xiàn)代藥理研究認為大黃具有糾正血脂代謝紊亂、抗炎、改善微循環(huán)、調節(jié)免疫等作用［1～3］，但其是否有降血糖作用及其機制為何均不清楚。2011年1～3月，我們觀察了大黃素對2型糖尿病KKAy小鼠血糖及胰島素信號傳導途徑的影響?，F(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物分組與處理 SPF級自發(fā)性2型糖尿病KKAy小鼠40只，10周齡，體質量(35±2)g，均為雌性，自由攝食、飲水。動物室內設置12 h晝夜循環(huán)，并維持室溫在(22±2)℃。用含10%蔗糖、10%脂肪的KKAy小鼠專用高能量飼料喂養(yǎng)。血糖均≥13.9 mmol/L。隨機分為模型組，低、中、高劑量大黃素治療組及吡格列酮治療組，各8只。模型組灌服20 ml/(kg·d)無菌水;低、中、高劑量大黃素治療組分別給予12.5、25、50 mg/kg大黃素灌胃;吡格列酮治療組予1.95 mg/(kg·d)吡格列酮灌胃。均用藥8周。

1.2 血糖、血清胰島素檢測及胰島素敏感指數(shù)(ISI)計算方法 8周后用美國強生血糖儀及配套試紙測定各組小鼠空腹血糖(FPG)，用放射免疫法分析法測定空腹血清胰島素(FINS)，ISI=1/(FPG×FINS)，取自然對數(shù)正態(tài)化后進行分析。

1.3 肌肉及脂肪組織磷酸肌醇3-激酶(PI3-K)及葡萄糖轉運蛋白(GluT)4基因的檢測方法 采用RT-PCR法。按Trizol試劑使用說明書標注的操作步驟提取組織中總RNA，然后按照RT-PCR試劑盒說明書操作分別檢測PI3-K及GluT4基因的表達。各基因引物序列為:β-actin:正義:5'-ATCATGTTTGAGACCTTCAACA-3'， 反 義: 5'-CATCTCTTGCTCGAAGTCCA-3'，產物長度308 bp;GluT4:正義:5'-ACTGGCACTTCCACTGAACTCTTG-3'，反 義:5'-TTTCTGCTCCCTATCCGTTCTT-3'，產物長度388 bp;PI-3K，正義:5'-GTTGCTCTACCCAGTGTCCAAATACCAG-3'，反義:5'-TTTCTGCTCCCTATCCGTTCTT-3'，產物長度200 bp。實時定量PCR擴增條件:96℃預變性2min后，96℃變性45 s，59℃退火45 s，70℃延伸45 s，70℃延伸5min，共35個循環(huán)。結果以PI3-K、GluT4與β-actin的Ct值之比表示。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS15.0統(tǒng)計軟件。計量資料以±s表示，組間比較用方差分析。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

各組小鼠 FPG、FINS、ISI見表1。由表1可見與模型組比較，低、中、高劑量大黃素治療組和吡格列酮治療組小鼠的FPG、FINS、ISI均明顯降低(P均＜0.05)，且呈劑量依賴性 。高劑量大黃素治療組組FINS、ISI均高于吡格列酮治療組(P均＜0.05)。各組小鼠肌肉及脂肪組織中PI3-K及GluT4 mRNA見表2。由表2可見，與模型組相比，低、中、高劑量大黃素治療組及吡格列酮治療組小鼠的PI3-K、GluT4 mRNA明顯增高(P均＜0.05)。

表1 各組小鼠 FPG、FINS、ISI(±s)

表1 各組小鼠 FPG、FINS、ISI(±s)

組別 n FPG(mmol/L)FINS(mU/L)ISI模型組8 8.60 ±0.33 54.13 ±6.23 1.83 ±0.14低劑量大黃素治療組 8 6.65 ±0.17 21.86 ±2.33 1.18 ±0.12中劑量大黃素治療組 8 5.65 ±0.30 25.41 ±2.06 1.39 ±0.11高劑量大黃素治療組 8 5.65 ±0.30 30.18 ±2.02 1.67 ±0.09吡格列酮治療組8 5.57 ±0.32 19.82 ±2.13 1.26 ±0.13

表2 各組小鼠PI3-K及GluT4 mRNA(±s)

表2 各組小鼠PI3-K及GluT4 mRNA(±s)

組別 n PI3-K mRNA GluT4 mRNA模型組8 1.08 ±0.27 0.17 ±0.07低劑量大黃素治療組 8 2.16 ±1.29 0.39 ±0.15中劑量大黃素治療組 8 3.35 ±1.19 0.48 ±0.18高劑量大黃素治療組 8 4.38 ±1.26 0.61 ±0.19吡格列酮治療組8 5.43 ±1.51 0.59 ±0.13

3 討論

胰島素主要是靠其與靶細胞膜表面的胰島素受體結合，然后通過受體后信號的轉導，調節(jié)代謝和基因的表達而實現(xiàn)其生理功能。胰島素對代謝功能的調節(jié)主要通過胰島素受體底物(IRS)/PI3-K信號轉導途徑完成的。胰島素信號傳遞受阻或者減弱是導致胰島素抵抗的根本原因。目前，其發(fā)生主要以受體后水平的變化最為多見［4，5］。常見的受體后水平缺陷有GluT、IRSs或PI3-K異常等。胰島素與靶細胞表面的受體結合后，與其上的胰島素受體α亞單位相結合，并激活其β亞單位的內在激酶的活性，而導致胰島素受體的自磷酸化。磷酸化的胰島素受體與PI3-K的P85調節(jié)亞單位結合，催化p110進而激活PI3-K，使蛋白激酶B的絲氨酸殘基磷酸化，最終導致GluT4從胞內移位至胞膜進而促進葡萄糖的利用。眾多研究表明，GluT4表達和活性的下降而引起的骨骼肌和脂肪細胞對葡萄糖攝取、利用的減少是胰島素抵抗產生的重要分子基礎［6～10］。

本研究結果提示，10周齡KKAy糖尿病小鼠存在典型的胰島素抵抗，大黃素治療后可以降低血糖、血脂和炎癥因子生成，改善胰島素抵抗。同時，大黃素能夠上調PI3-K、GluT4 mRNA表達，表明大黃素具有良好的降血糖、降低胰島素水平和提高胰島素敏感度作用，其機制可能與PI3-K、GluT4基因有關。

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