黃芪多糖對糖尿病小鼠血清胰島素樣生長因子—1的影響

劉毅　江騰春　李志樑　傅強

【摘要】 目的：研究黃芪多糖（APS）對糖尿病（DM）模型小鼠血清胰島素樣生長因子-1（IGF-1）的影響及其治療糖尿病的作用機制。方法：將60只昆明小鼠隨機分為空白組、APS組和對照組，每組20只。其中APS組和對照組采用高脂飲食喂養(yǎng)加小劑量鏈脲佐菌素（STZ）腹腔注射法誘導(dǎo)成DM小鼠模型。造模完成后，APS組給予APS藥劑灌胃治療，對照組予以等體積的生理鹽水灌胃治療，兩組治療均持續(xù)8周。采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平的變化，觀察APS對DM小鼠模型的作用。結(jié)果：治療后，APS組DM小鼠血清ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平與治療前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；治療后，APS組中DM小鼠血清IGF-1水平明顯升高，與治療前比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：短期APS治療能提高DM小鼠血清IGF-1水平，并伴隨著ICAM-1、VCAM-1等炎性指標(biāo)的血清水平降低。

【關(guān)鍵詞】 黃芪多糖； 胰島素樣生長因子-1； 糖尿??； 動脈粥樣硬化

The Impact of Astragalus Polysaccharides on Serum Levels of Insulin-Like Growth Factor-1 in Diabetic Mice/LIU Yi， JIANG Teng-chun，LI Zhi-liang，et al.//Medical Innovation of China，2016，13（06）：015-017

【Abstract】 Objective：To study the influence of astragalus polysaccharides（APS） on insulin-like growth factor（IGF-1） in diabetic mice.Method：A total of 60 mice were randomly divided into three groups， blank group，APS group and control group，each group had 20 cases.The APS group and the control group were fed with diets high in saturated fat and peritoneal injected small dose of Streptozotocin for DM mice model.After modeling， the APS group was intragastrically administrated to APS for 8 weeks， while physiological saline was used as control. The change of the serum level of IGF-1， ICAM-1， VCAM-1 and MCP-1 were observed by enzyme-linked immunosorbent （ELISA），and these indicators were used to evaluate the function of APS. Result： After treatment， the serum level of ICAM-1， VCAM-1 and MCP-1 were significantly declined， while the serum level of IGF-1 increased significantly， these changes were significant differences compared with the control group （P<0.05）. Conclusion： Short-term treatment of APS can improve the level of serum IGF-1 in DM mice， accompanied by the decline of inflammatory indexes such as ICAM-1，VCAM-1.

【Key words】 Astragalus polysaccharides； IGF-1； Diabetes mellitus； Artherosclerosis

First-authors address：Guangzhou Conghua Hospital of Traditional Chinese Medicine，Guangzhou 510900，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.06.005

糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）是嚴(yán)重危害人體健康的慢性代謝性疾病，其血管并發(fā)癥不僅嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量，更是導(dǎo)致DM患者死亡的主要原因。既往有研究顯示DM合并大血管并發(fā)癥是導(dǎo)致DM患者心腦血管終點事件的主要原因之一，而DM合并大血管病變的病理學(xué)基礎(chǔ)主要為動脈粥樣硬化（Artherosclerosis，AS）[1]。AS是一個緩慢進展且由多方面因素參與的病理過程，機體血清胰島素樣生長因子-1（IGF-1）濃度失調(diào)在AS的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用，而血管炎癥反應(yīng)與AS的發(fā)病機制也密切相關(guān)[2]。黃芪是一味傳統(tǒng)扶正補氣類中藥，黃芪多糖（astragalus polysaccharides，APS）是中藥黃芪發(fā)揮藥理作用的主要活性成分之一，已有研究報道APS具有抗氧化應(yīng)激、抗炎、降低血脂、抗AS等功能，具有潛在防治DM及其血管并發(fā)癥作用[3-4]。本研究運用APS治療高脂飲食喂養(yǎng)加小劑量鏈脲佐菌素（STZ）注射誘導(dǎo)的DM小鼠，擬觀察APS對DM狀態(tài)下血清IGF-1水平及相關(guān)血管炎性指標(biāo)的影響，并探討其作用機制，為APS應(yīng)用于防治DM及其血管并發(fā)癥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 昆明種小鼠60只，雄性，7周齡，SPF級，飼養(yǎng)環(huán)境符合醫(yī)學(xué)實驗動物環(huán)境設(shè)施要求，小鼠及SPF級飼料由廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心提供。

1.2 實驗試劑及儀器 實驗所需試劑、耗材及儀器包括：注射用黃芪多糖，250 mg/瓶，國藥準(zhǔn)字Z20040086，天津賽諾制藥有限公司；鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ），規(guī)格為1 g/瓶，購自美國Sigma公司；IGF-1檢測試劑盒購自美國R&D公司，細(xì)胞間黏附分子1（ICAM-1）及血管細(xì)胞黏附分子1（VCAM-1）檢測試劑盒購自美國Life Technologies公司，單核細(xì)胞趨化因子-1（MCP-1）檢測試劑盒購自上?？婆d生物科技公司；10、100、200 ?L吸頭以及1.5 mL Eppendor管購自美國AXYGEN公司，Biohit微量移液器購自芬蘭百得公司；全血葡萄糖測試條、血糖儀（型號：Optium Xceed）均購自美國Abbott Diabetes Care公司。

1.2 方法

1.2.1 實驗分組及DM模型建立 在60只昆明小鼠里隨機選取20只作為空白組，給予普通飼料（60%碳水化合物、22%蛋白質(zhì)、10%豆油脂肪及8%包括纖維素在內(nèi)的其他成分）喂養(yǎng)；其余40只小鼠隔夜禁食12 h，次日按照160 mg/kg的劑量，溶解STZ并通過小鼠腹腔注射，注射后予以高脂飲食（普通飼料49.5%、豬油10%、蔗糖20%、豬膽鹽0.5%、膽固醇1%）喂養(yǎng)，在注射STZ的72 h后再次禁食12 h，后取外周血測量空腹血糖（FBG），以連續(xù)3 d FBG≥11.1 mmol/L為DM模型構(gòu)建成功的判斷標(biāo)準(zhǔn)。將造模成功的40只小鼠隨機分為APS組和對照組，兩組均繼續(xù)予高脂飲食飼養(yǎng)，APS組予APS 700 mg/（kg·d）灌胃治療，對照組僅予以等體積的生理鹽水灌胃治療，兩組治療共持續(xù)8周[5]。本研究的實驗環(huán)境室溫設(shè)置在24～25 ℃左右，而相對濕度則設(shè)置在50%～60%區(qū)間內(nèi)，小鼠自由進食飼料、飲水。在研究期間每日密切觀察并記錄小鼠毛發(fā)、活動狀態(tài)等一般情況。

1.2.2 血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平的測定 空白組中小鼠以及APS組、對照組中小鼠于DM造模成功后，經(jīng)斷尾取外周血，將收集的外周血經(jīng)稀釋、離心后取上清液分裝并編號，置于-80 ℃超低溫冰箱凍存，待集中使用ELISA試劑盒測定其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1值，具體操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進行。APS組、對照組中小鼠在完成8周的灌胃治療后通過摘眼球采取外周血，分離血清凍存，后集中使用ELISA試劑盒測定其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1值水平并與治療前進行比較。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 本研究采用SPSS 18.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以（x±s）表示，比較采用t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 小鼠DM模型的制作及其一般情況 本研究中制模成功率約為95.0%，未制模成功的重新制作模型。造模成功的DM小鼠較空白組小鼠毛發(fā)干枯、雜亂、脫落，活動明顯減少，喜蜷臥；APS組中DM小鼠經(jīng)APS治療后，小鼠精神好轉(zhuǎn)，毛發(fā)光整、有色澤，活動增多；而對照組中DM小鼠經(jīng)治療后，小鼠一般情況并未得到明顯改善。

2.2 APS對DM小鼠IGF-1及血管炎性指標(biāo)的影響 研究結(jié)果示，APS組及對照組中小鼠在研究治療前，兩組小鼠血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平與對照組比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。APS組中小鼠經(jīng)8周治療后，其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平與治療前比較均有明顯改變，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；對照組組中小鼠經(jīng)8周治療后，其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平與治療前比較無明顯變化（P<0.05），見表1。

3 討論

糖尿?。―M）作為一種嚴(yán)重危害人體健康的慢性疾病，近年來其發(fā)病率逐年增高。DM的血管并發(fā)癥是其常見的并發(fā)癥，且嚴(yán)重影響著DM患者的生活質(zhì)量。DM患者出現(xiàn)大血管并發(fā)癥的主要病理基礎(chǔ)為AS，因AS而引發(fā)的心腦血管病變是導(dǎo)致DM患者死亡的主要原因之一[6]。

IGF-1是一種受生長激素調(diào)節(jié)的單鏈多肽，與其受體和多種結(jié)合蛋白通稱為IGF-1軸。IGF-1可以通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)降低生長激素（GH）來上調(diào)胰島素受體以維持IGF-1軸的穩(wěn)定[1]。AS的形成是由于血管內(nèi)皮功能受損、非特異性炎癥反應(yīng)以及脂代謝異常等多因素共同作用的結(jié)果，而這些都與IGF軸失調(diào)導(dǎo)致的IGF-1水平低下關(guān)系密切[7-8]。在DM病理狀況下可發(fā)生始于血管內(nèi)皮細(xì)胞受損的，由細(xì)胞免疫介導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)作為一種代償性反應(yīng)，最初具有防御意義的保護性反應(yīng)，但是隨著病程的推移，當(dāng)炎癥反應(yīng)過度，并逐漸演變?yōu)槁匝装Y時，則可形成病理性斑塊，促進AS病程的發(fā)展。既往有研究示ICAM-1及VCAM-1等炎癥因子的過度表達(dá)在DM的大血管病變的進展過程中起重要作用[9-10]。

DM在中醫(yī)上屬于消渴的范疇，多以陰虛為本，繼而可衍生出氣虛、血瘀等諸多變證。黃芪是一味傳統(tǒng)的扶正補氣類中藥，已有相關(guān)報道表明其對治療心肌炎、心力衰竭及糖尿病腎病等具有確切作用[11-13]。黃芪的主要活性成分包含多糖、皂苷、黃酮等活性成分，其中APS是其重要組成部分。既往研究證實APS具有抗AS、抗炎、降血脂以及調(diào)控血糖等作用，并且能夠改善DM患者的內(nèi)皮功能，提示APS可通過抑制AS的發(fā)生發(fā)展、降低血清炎性因子水平以及血管內(nèi)皮損傷的修復(fù)參與防治DM的血管并發(fā)癥[3-4，14-15]。

本研究采用高脂飲食喂養(yǎng)加小劑量鏈脲佐菌素（STZ）注射誘導(dǎo)的DM小鼠為研究對象，進一步觀察APS對DM狀態(tài)下血清IGF-1水平及相關(guān)血管炎性指標(biāo)的影響，并探討其作用機制。實驗結(jié)果證實，經(jīng)APS治療8周后，APS組DM小鼠的血清IGF-1水平明顯改善，且血清炎性標(biāo)記物ICAM-1、VCAM-1及MCP-1的水平顯著降低。提示APS具有提高血清IGF-1水平，同時APS可以降低血管炎性因子的血清水平。APS可參與抑制AS的形成與發(fā)展，其作用機制可能是通過IGF-1介導(dǎo)的，包括抑制血管炎性反應(yīng)等多向性的血管保護與修復(fù)作用。

綜上所述，APS可提高DM模型小鼠的血清IGF-1水平，同時降低DM小鼠的血清炎性標(biāo)記物水平。提示APS參與改善DM機體IGF-1水平失調(diào)，以及修復(fù)因血管炎性改變損傷的內(nèi)皮功能，這可能是它防治DM病理狀態(tài)下AS發(fā)生、發(fā)展的機制之一。但該影響是否為APS對IGF-1軸的直接作用，還是APS通過作用于胰島素信號通路上其他分子而間接影響IGF-1表達(dá)，其確切機制仍待進一步研究。

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（收稿日期：2015-10-03） （本文編輯：蔡元元）