麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠降血糖的作用

吳萬征，蘇薇薇，王永剛，彭維，吳忠，李沛波

(1. 廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，廣東 湛江 524001；2. 中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510275)

麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠降血糖的作用

吳萬征1，蘇薇薇2，王永剛2，彭維2，吳忠2，李沛波2

(1. 廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，廣東 湛江 524001；2. 中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510275)

為觀察麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的降血糖作用，將40只db/db小鼠隨機(jī)分為5組：模型對(duì)照組，陽性對(duì)照鹽酸二甲雙胍組，麥冬寡糖低、中、高劑量組，另設(shè)野生型db/m小鼠為正常對(duì)照組，分別灌胃給予相應(yīng)藥物或溶媒，連續(xù)8周。8周給藥結(jié)束后，稱量小鼠體質(zhì)量，測(cè)定24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量；給藥4周、8周后，分別檢測(cè)小鼠空腹血糖值(FBG)，并于給藥8周后進(jìn)行口服糖耐量實(shí)驗(yàn)；最后，取小鼠血清，檢測(cè)糖化血清蛋白(GSP)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)及血尿素氮(BUN)和血肌酐(Scr)含量。結(jié)果顯示，麥冬寡糖能顯著減輕自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的體質(zhì)量，降低空腹血糖值，減少口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)的曲線下面積并降低GSP含量；麥冬寡糖也能抑制24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、BUN和Scr含量的增加，顯著降低血清TG、TC、HDL-C和LDL-C含量。綜上所述，麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠表現(xiàn)的肥胖、高血糖癥、血脂異常、腎損傷均有較好的改善作用。

麥冬寡糖；2型糖尿??；db/db小鼠；降血糖作用

麥冬為百合科植物麥冬Ophiopogonjaponicas(L.f) Ker-Gawl.的干燥塊根，有養(yǎng)陰生津之功，主要用于津傷口渴和內(nèi)熱消渴等[1]?！侗静菡x》記載[2]：“凡消谷能食，無非胃火極旺，必以甘寒大劑清胃解渴，麥冬固在必需之列者也”。有研究表明，麥冬對(duì)四氧嘧啶[3]、鏈脲佐菌素[4-5]誘導(dǎo)的高血糖動(dòng)物和OLETF大鼠[6]具有顯著的降血糖作用。本課題組的前期研究表明：麥冬提取物對(duì)實(shí)驗(yàn)2型糖尿病大鼠具有顯著保護(hù)作用[7]；麥冬寡糖對(duì)誘導(dǎo)性2型糖尿病大鼠具有顯著降血糖、抑制腎損害等作用[8]，體外實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)α-葡萄糖苷酶活性具有顯著抑制作用[9]，且相對(duì)分子質(zhì)量范圍為500～1 500的麥冬寡糖具有更顯著抑制α-葡萄糖苷酶活性[10]。本實(shí)驗(yàn)以與人類2型糖尿病發(fā)病機(jī)制較為相似的自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠為動(dòng)物模型，觀察麥冬寡糖對(duì)2型糖尿病的降血糖作用，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 藥物與試劑

麥冬寡糖，由中山大學(xué)廣州現(xiàn)代中藥質(zhì)量研究開發(fā)中心提供，其制備方法為：取麥冬(產(chǎn)自湖北，購于廣州清平藥材市場(chǎng)雷美花藥材店)藥材適量，剪碎，加10倍量φ=95%乙醇，回流2 h，過濾，棄濾液，揮干乙醇，加10倍量蒸餾水，水浴提取2次，濾過，合并濾液，減壓濃縮至密度為1.2 g/mL，加乙醇至醇φ為80%，靜置12 h，沉淀，分別以無水乙醇、無水乙醚、丙酮洗滌，55 ℃烘干，即得麥冬粗提取物；取麥冬粗提取物，溶于適量蒸餾水中，以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心，除去沉淀，Sephadex G-75層析柱(3 cm×80 cm)上樣，以蒸餾水洗脫，流速為0.5 mL/min。每管5 mL，自動(dòng)部分收集器收集，合并洗脫峰，冷凍干燥，得到純化后的總麥冬寡糖，經(jīng)硫酸-蒽酮法測(cè)定w(總寡糖)為97.64%，經(jīng)MALDI-TOF-MASS進(jìn)樣檢測(cè)，該麥冬寡糖的相對(duì)分子質(zhì)量范圍在500～2 500之間。鹽酸二甲雙胍片(上海信誼藥廠有限公司)；小鼠白蛋白ELISA試劑盒和小鼠尿蛋白ELISA檢測(cè)試劑盒(上海江萊生物科技有限公司)；糖化血清蛋白(GSP)檢測(cè)試劑盒(南京威特曼生物科技有限公司)。

1.2 設(shè)備與儀器

7160全自動(dòng)生化分析儀，日本日立公司；強(qiáng)生One-Touch 穩(wěn)豪型血糖儀，美國強(qiáng)生公司；Model 550型酶標(biāo)儀，美國BIO-RAD公司。

1.3 動(dòng)物

7周齡SPF級(jí)db/db小鼠40只(雌雄各半)，db/m小鼠8只(雌雄各半)，購自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，動(dòng)物質(zhì)量許可證：SCXK(滬) 2012-0005。

1.4 分組與給藥

將db/db小鼠按血糖值隨機(jī)分為模型對(duì)照組、陽性藥物(鹽酸二甲雙胍)組、麥冬寡糖低、中、高劑量組，每組8只；將db/m小鼠8只設(shè)為正常對(duì)照組。陽性藥物組按劑量250 mg/kg灌胃給予鹽酸二甲雙胍，麥冬寡糖低、中、高劑量組分別按劑量160、320和640 mg/kg灌胃給予麥冬寡糖；模型對(duì)照組和正常對(duì)照組灌胃給予等體積蒸餾水，灌胃給藥容積均為10 mL/kg；每日1次，連續(xù)灌胃8周。

1.5 觀察指標(biāo)及檢測(cè)方法

所有小鼠于給藥前、給藥8周后稱量并記錄體質(zhì)量；灌胃給藥8周后，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束前1 d，用代謝籠收集24 h 尿液，采用試劑盒測(cè)定24 h尿蛋白總量和24 h尿白蛋白總量；于給藥前、給藥4周和8周后，小鼠禁食不禁水10 h后，尾部取血，用血糖測(cè)定儀進(jìn)行空腹血糖值的測(cè)定；第8周測(cè)定空腹血糖值后，各組均按2.0 g/kg體質(zhì)量的劑量灌胃給予葡萄糖，分別于給予葡萄糖后0.5、2 h測(cè)定血糖值，并計(jì)算血糖-時(shí)間曲線下的面積(AUC)；最后將各組小鼠用w=2%的戊巴比妥鈉溶液按25 mL/kg的劑量進(jìn)行麻醉，腹主動(dòng)脈采血，3 000 r/min離心10 min，制得血清，采用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血清中總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、血尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)的含量；采用試劑盒檢測(cè)GSP含量。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 麥冬寡糖對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響

由表1可見，給藥前，模型對(duì)照組和各給藥組db/db小鼠的體質(zhì)量無明顯差異(組間比較，P均>0.05)，但均顯著大于正常對(duì)照組db/m小鼠的體質(zhì)量(P均<0.01)。給藥8周后，麥冬寡糖中、高劑量組小鼠的體質(zhì)量顯著低于模型對(duì)照組(P<0.05或0.01)。說明麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠體質(zhì)量的控制具有顯著作用。

2.2 麥冬寡糖對(duì)小鼠空腹血糖及糖耐量的影響

由表2可見，給藥前，模型對(duì)照組和各給藥組db/db小鼠的空腹血糖值均顯著高于正常對(duì)照組db/m小鼠的血糖值(P均<0.01)。給藥4周后，麥冬寡糖中、高劑量組小鼠的血糖值顯著低于模型對(duì)照組(P<0.05或0.01)；給藥8周后，麥冬寡糖低、中、高劑量組小鼠的血糖值顯著低于模型對(duì)照組(P<0.01)，說明麥冬寡糖能顯著降低自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的血糖。由表3可見，給藥8周后，麥冬寡糖低、中、高劑量組小鼠的AUC值顯著低于模型對(duì)照組(P<0.05或0.01)，說明麥冬寡糖能顯著改善自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的糖耐量。

2.3 麥冬寡糖對(duì)小鼠GSP的影響

由表4可見，與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組小鼠的GSP明顯增加(P<0.01)；與模型對(duì)照組比較，麥冬寡糖低、中、高劑量能顯著降低GSP的質(zhì)量濃度(P<0.05或0.01)。說明麥冬寡糖能有效、持續(xù)控制自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的血糖水平。

表1 麥冬寡糖對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響Table 1 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on body weights of db/db mice (±s，n=8)

1) 與正常對(duì)照組比較，#P<0.05，##P<0.01；與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01。

表2 麥冬寡糖對(duì)小鼠空腹血糖的影響Table 2 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on fasting blood glucose level in db/db mice (±s，n=8)

1)與正常對(duì)照組比較，#P<0.05，##P<0.01；與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01。

表3 麥冬寡糖對(duì)小鼠糖耐量的影響Table 3 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on glucose tolerance in db/db mice (±s，n=8)

1) 與正常對(duì)照組比較，#P<0.05，##P<0.01；與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01。

1) 與正常對(duì)照組比較，#P<0.05，##P<0.01；與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01。

2.4 麥冬寡糖對(duì)小鼠腎功能的影響

由表5可見，與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組小鼠的24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、血清BUN和Scr濃度明顯增加(P均<0.01)；與模型對(duì)照組比較，麥冬寡糖中、高劑量能顯著降低24 h尿蛋白量(P<0.05或0.01)，麥冬寡糖低、中、高劑量能顯著降低24 h尿白蛋白量、血清BUN和Scr濃度(P<0.05或0.01)。說明麥冬寡糖能顯著抑制自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的腎功能損害。

表5 麥冬寡糖對(duì)小鼠腎功能的影響Table 5 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on renal function in db/db mice (±s，n=8)

1) 與正常對(duì)照組比較，#P<0.05，##P<0.01；與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01。

2.5 麥冬寡糖對(duì)小鼠血脂的影響

由表6可見，與正常對(duì)照組比較，模型對(duì)照組小鼠的血清TG、TC、HDL-C和LDL-C濃度均顯著升高(P均<0.01)；與模型對(duì)照組比較，麥冬寡糖中、高劑量能顯著降低TC和LDL-C濃度(P<0.05或0.01)，麥冬寡糖高劑量能顯著降低TG和HDL-C濃度(P<0.05)。說明麥冬寡糖能改善自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的血脂異常。

表6 麥冬寡糖對(duì)小鼠血脂的影響Table 6 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on serum lipid levels in db/db mice (±s，n=8)

1) 與正常對(duì)照組比較，#P<0.05，##P<0.01；與模型對(duì)照組比較，*P<0.05，**P<0.01。

3 討 論

糖尿病是當(dāng)前威脅全球人類健康的最重要的非傳染性疾病之一，已成為全球重要慢性病議題。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟(IDF)發(fā)布的2015年世界糖尿病地圖資料顯示[11]：全球20～79歲的人中有約4.15億人患糖尿病，另外有3.18億人糖耐量受損，有很高糖尿病風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)計(jì)到2040年這一年齡段中罹患糖尿病的人數(shù)將會(huì)上升到6.42億；2015年全球糖尿病成年患者最多的前10個(gè)國家中，中國列為第1位，高達(dá)1.096億人。在我國患病人群中，以2型糖尿病為主，占90%以上[12]。近年來，抗糖尿病藥物的研究與開發(fā)受到越來越多的關(guān)注，尤其是從傳統(tǒng)中草藥或天然藥物中去篩選安全、有效的活性成分成為一條重要途徑。

已有研究表明，麥冬寡糖對(duì)高脂喂養(yǎng)聯(lián)合低劑量鏈脲菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠具有顯著降血糖、抑制腎損害等作用[8]；體外實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)α-葡萄糖苷酶活性具有顯著抑制作用[9]，且相對(duì)分子質(zhì)量范圍為500～1 500的麥冬寡糖具有更顯著抑制α-葡萄糖苷酶活性[10]。db/db小鼠是Leptin受體基因缺陷導(dǎo)致的先天肥胖性2型糖尿病小鼠，由于其Leptin受體基因失去功能，在出生后2周內(nèi)就發(fā)生高胰島素血癥，8周后就發(fā)展為嚴(yán)重的高血糖癥[13-14]。由于其能較好地模擬人類2型糖尿病的高血糖、高血脂、胰島素抵抗等多種癥狀，因此，是研究人類2型糖尿病良好的動(dòng)物模型[15]。故本文以自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠為動(dòng)物模型，主要從體質(zhì)量、血糖、血脂和腎功能等方面觀察麥冬寡糖抗2型糖尿病的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，麥冬寡糖能顯著減輕自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的體質(zhì)量，降低空腹血糖、減少口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)的曲線下面積并降低GSP的濃度，能抑制24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、BUN和Scr濃度的增加，顯著降低血清TG、TC、HDL-C和LDL-C濃度。說明麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠表現(xiàn)的肥胖、高血糖癥、血脂異常、腎損傷均有較好的改善作用。該研究為麥冬寡糖在抗2型糖尿病健康產(chǎn)品開發(fā)方面的應(yīng)用提供了藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

[1] 國家藥典委員會(huì). 中華人民共和國藥典一部[M]．2015版. 北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015：155-156．

Chinese Pharmacopoeia Commission. Pharmacopoeia of the People’s Republic of China[M]． Beijing: China Medical Science Press, 2015. VolⅠ, 155-156.

[2] 張山雷. 本草正義[M]． 福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2006：118．

ZHANG S L. Orthodox interpretation of the Materia Medica[M]． Fuzhou：Fujian Science and Technology Press，2006：118.

[3] 毛訊. 麥冬多糖對(duì)糖尿病小鼠的作用研究[J]. 中醫(yī)臨床研究，2013，5(17)：4-6．

MAO X. Study on the effect of diabetic mice with polysaccharide in ophiopogon japonicus[[J]．Clinical Journal of Chinese Medicine，2013，5(17)：4-6.

[4] 陸小元. 麥冬多糖對(duì)2 型糖尿病大鼠腎臟的保護(hù)作用[J]. 實(shí)用臨床醫(yī)藥雜志，2012，16(24)：11-14．

LU X Y. Effect of ophiopogon-polysaccharide on protection of the kidney in type 2 diabetic rats[J]．Journal of Clinical Medicine in Practice，2012，16(24)：11-14.

[5] 何陵湘. 麥冬多糖降血糖作用的藥效學(xué)觀察[J]. 中國實(shí)用醫(yī)藥，2007，2(16)：48-50．

HE L X. Hypoglycemic pharmacodynamics of polysaccharide of Ophiopogonis japonicus[J]．China Practical Medicine，2007，2(16)：48-50.

[6] 沙建平，馬紅英，陳曉文，等. 麥冬對(duì)糖尿病大鼠胰島β細(xì)胞的保護(hù)作用[J]. 成都中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，37(3)：23-24．

SHA J P，MA H Y，CHEN X W，et al. Influence of ophiopogonis radix on β cell in pancreatic islet of diabetic rats[J]．Journal of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，2014，37(3)：23-24.

[7] 李晶，蘇薇薇，王永剛，等. 麥冬提取物對(duì)實(shí)驗(yàn)性2型糖尿病大鼠的保護(hù)作用[J]. 中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2017，56(3)：24-29．

LI J，SU W W，WANG Y G，et al．Protective effects of Ophiopogonis japonicas extract in experimental type 2 diabetic rats[J]．Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni，2017，56(3)：24-29．

[8] LI P B，LIN W L，WANG Y G，et al．Antidiabetic activities of oligosaccharides ofOphiopogonisjaponicusin experimental type 2 diabetic rats[J]．International Journal of Biological Macromolecules，2012，51(5)：749-755．

[9] 許定舟，蘇薇薇，王永剛，等. 麥冬寡糖的提取純化及抑制α-葡萄糖苷酶活性的研究[J]． 中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2017，14(4)：20-22．

XU D Z，SU W W，WANG Y G，et al．Extraction, purification and α-glucosidase inhibitory activity of oligosaccharide from Ophiopogonis japonicas[J]． China Medical Herald，2017，14(4)：20-22．

[10] 許定舟，蘇薇薇，王永剛，等. 不同分子量麥冬寡糖體外抑制α-葡萄糖苷酶活性的初步研究[J]． 中國熱帶醫(yī)學(xué)，2017，17(2)：126-129．

XU D Z，SU W W，WANG Y G，et al．Inhibitory effect of Ophiopogonis japonicas oligosaccharides at different molecular weights on α-glucosidase activity in vitro[J]． China Tropical Medicine，2017，17(2)：126-129．

[11] IDF DIABETES ATLAS 7TH EDITION. Accessed 1 December 2015. Available at: http://www.diabetesatlas.org/．

[12] 中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì).中國2型糖尿病防治指南(2013年版)[J]．中國醫(yī)學(xué)前沿雜志(電子版)，2015，7(3)：26-89.

Chinese Diabetes Society of Chinese Medical Association. 2013 China guideline for type 2 diabetes[J]． Chinese Journal of The Frontiers of Medical Science (Electronic Version)，2015，7(3)：26-89.

[13] 劉芳，楊華，周文江，等. 誘發(fā)性2型糖尿病小鼠模型與自發(fā)性db/db小鼠特性的比較[J]． 中國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)報(bào)，2014，22(6)：54-59.

LIU F，YANG H，ZHOU W J，et al．Comparison of the characteristics of induced and spontaneous db/db mouse models of type 2 diabetes mellitus[J]． Acta Laboratorium Animalis Scientia Sinica，2014，22(6)：54-59.

[14] 呂晶晶，王彩霞，魏娜，等. 自發(fā)性2型糖尿病小鼠db/db的生物學(xué)特性[J]．沈陽藥科大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，30(6)：455-459.

LV J J，WANG C X，WEI N，et al．Study on biological characteristics of spontaneous type 2 diabetic db/db mice[J]． Journal of Shenyang Pharmaceutical University，2013，30(6)：455-459.

[15] SULLIVAN M A, HARCOURT B E, XU P, et al. Impairment of liver glycogen storage in the db/db animal model of type 2 diabetes: a potential target for future therapeutics? [J]. Curr Drug Targets，2015，16(10)：1088-1093.

ThehypoglycemiceffectofOphiopogonisjaponicusoligosaccharideondb/dbdiabeticmice

WUWanzheng1，SUWeiwei2，WANGYonggang2，PENGWei2，WUZhong2，LIPeibo2

(1.Affiliated Hospital of Guangdong Medical University, Zhanjiang 524000,China; 2. College of Life Sciences, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275，China)

In order to investigate the hypoglycemic effect ofOphiopogonisjaponicusoligosaccharide on type 2 diabetes mellitus，the db/db diabetic mice were intragastrically administered withOphiopogonisjaponicusoligosaccharide for 8 weeks．The body weight and general physical signs were observed during the treatment．The fasting blood glucose levels were determined after 4 and 8 weeks of administration．The changes in 24 h urinary albumin excretion and 24 h urine protein amounts, glycosylated serum protein(GSP), total cholesterol(TC), triglyceride(TG), high density lipoprotein cholesterol(HDL-C) and low density lipoprotein cholesterol(LDL-C), urea nitrogen and creatinine levels in serum were measured after 8 weeks of treatment．Results showed thatOphiopogonisjaponicusoligosaccharide could significantly lower the body weights, blood glucose levels and the AUCs during oral glucose tolerance test, and inhibited the changes of 24 h urinary albumin excretion and 24 h urine protein amounts, GSP, TC, TG, HDL-C and LDL-C, urea nitrogen and creatinine levels in serum of db/db diabetic mice by comparison with db/m mice. In conclusion,Ophiopogonisjaponicusoligosaccharide exerts remarkable hypoglycemic and protective effects in db/db mice, thus showing its potential for use in the treatment of type 2 diabetes mellitus.

Ophiopogonisjaponicusoligosaccharide；type 2 diabetes mellitus；db/db mice；hypoglycemic effect

10.13471/j.cnki.acta.snus.2017.06.020

2017-07-03

廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(201704020119)；廣東省重大科技專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2013A022100022)

吳萬征(1963年生)，男；研究方向中藥學(xué)；E-mail：1724329633@ qq.com

李沛波(1973年生)，男；研究方向中藥藥理學(xué)；E-mail：lipb73@126.com

R96

A

0529-6579(2017)06-0128-06