黃秋葵醇提物對(duì)2型糖尿病小鼠胰島素抵抗的影響

吳勇梅，韋玉燕，梁 韜

0 引言

2型糖尿病(T2DM)是一種可由自身缺陷因素、過(guò)量飲食、肥胖或運(yùn)動(dòng)不足等原因造成的胰島素作用和分泌障礙的內(nèi)分泌代謝性疾病。糖尿病患者中，T2DM占90%，且隨著T2DM的發(fā)病率呈升高的趨勢(shì)，其已成為嚴(yán)重影響人類(lèi)健康的重要公共衛(wèi)生問(wèn)題[1]。T2DM患者中，70%伴有脂質(zhì)功能代謝紊亂并有胰島素抵抗[2]。目前，臨床上T2DM的主要治療手段為通過(guò)口服藥物或皮下注射胰島素控制機(jī)體血糖，減弱因高血糖所致的器官受損。中藥及天然藥物在治療糖尿病及改善IR方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和潛力[3]，故通過(guò)開(kāi)發(fā)對(duì)糖尿病有治療作用的中藥有著重要的意義及廣闊的市場(chǎng)前景。

黃秋葵[Abelmoschusesculentus(Linn.)Moench]是錦葵科一年生草本植物。其營(yíng)養(yǎng)豐富部位為果實(shí)，后者含有豐富的蛋白質(zhì)、游離氨基酸、礦物質(zhì)、果膠和多糖等物質(zhì)，具有降血糖、降血脂、抗疲勞等藥理作用[4-5]。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)、高脂飲食喂養(yǎng)制作T2DM小鼠，探討黃秋葵醇提物對(duì)胰島素抵抗的干預(yù)作用，為發(fā)掘抗糖尿病藥物提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料

1.1 動(dòng)物 KM小鼠，SPF級(jí)，雌雄各半，體重18～22 g，由廣西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，使用許可證號(hào)：SCXK(桂) 2013-0023。

1.2 藥物、試劑及儀器 STZ (Sigma公司)；二甲雙胍(北京京豐制藥有限公司)；碘[125I]胰島素放射免疫分析試劑盒(北京北方生物技術(shù)研究所)；腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、白介素-6 (IL-6)、瘦素(Leptin)、脂聯(lián)素(APN)、游離脂肪酸(FFA)的ELISA試劑盒(晶美生物工程有限公司)；兔抗人PPARα多克隆抗體、PEPCK多克隆抗體(北京維亞生物技術(shù)有限公司)；羅氏卓越型血糖儀(ACCU-CHEK Performa)；DFM-96型多管放射免疫計(jì)數(shù)器(眾成機(jī)電技術(shù)公司)；9602A-酶標(biāo)儀(北京艾普生物設(shè)備有限公司)；垂直電泳儀(BIO-RAD公司)；轉(zhuǎn)膜及顯影設(shè)備(BIO-RAD公司)。

2 方法

2.1 建立T2DM小鼠模型[6]需造模的小鼠尾靜脈注射STZ (60 mg/kg)前12 h禁食不禁水，注射后給予高脂飼料進(jìn)行喂養(yǎng)。6周后，檢測(cè)小鼠空腹血糖(FBG)，F(xiàn)BG≥11.0 mmol/L則為T(mén)2DM小鼠模型。正常組小鼠普通飼料喂養(yǎng)。

2.2 分組及給藥 將T2DM小鼠隨機(jī)分為模型組，二甲雙胍0.7 g/kg組，黃秋葵醇提物0.2、0.4、0.8 g/kg組，每組10只。二甲雙胍組、黃秋葵醇提物各組給藥方式均為灌胃(ig)給藥，連續(xù)給藥14 d，每日1次。另設(shè)空白組小鼠10只?？瞻捉M和模型組灌胃給予等體積生理鹽水。

2.3 觀測(cè)指標(biāo) 末次給藥前禁食不禁水12 h，ig給藥1 h后檢測(cè)FBG，摘眼球法取血，分離血清。放射免疫法測(cè)定血清中FNS。采用ELISA法檢測(cè)小鼠血清中APN、FFA、TNF-α、Leptin、IL-6的含量，用Western blot法檢測(cè)小鼠肝臟組織中PPARα、PEPCK蛋白的表達(dá)。

3 結(jié)果

3.1 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠FBG、FNS、ISI的影響 與模型組比較，正常組小鼠FBG遠(yuǎn)低于模型組，F(xiàn)NS高于模型組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；經(jīng)二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預(yù)后，各組小鼠FBG降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但仍高于正常組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；FNS較模型組升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，ISI有所增加。見(jiàn)表1。

3.2 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠血清中Leptin、APN、FFA的影響 模型組血清中Leptin、FFA的含量高于正常組，APN低于正常組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。經(jīng)二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預(yù)后，各給藥組小鼠血清中Leptin、FFA的含量低于模型組，APN含量高于模型組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

3.3 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠血清中炎癥因子TNF-α、IL-6的影響 正常組小鼠TNF-α、IL-6水平低于模型組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；經(jīng)二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預(yù)后，各給藥組小鼠血清中TNF-α、IL-6低于模型組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表3。

3.4 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠肝臟中PPARα、PEPCK蛋白表達(dá)的影響 與模型組相比，經(jīng)二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預(yù)后，各給藥組小鼠肝臟組織中PPARγ表達(dá)明顯增加，PEPCK蛋白表達(dá)明顯減少，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表4、圖1。

表1 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠FBG、FNS、ISI的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

表2 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠血清中的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

表3 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠血清中炎癥因子的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

表4 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠肝臟中PPARα、PEPCK蛋白表達(dá)的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

圖1 黃秋葵醇提物對(duì)T2DM小鼠肝臟中PPARα、PEPCK蛋白表達(dá)的影響

注：1.正常組，2.模型組，3.二甲雙胍組，4.黃秋葵醇提物0.2 g/kg組，5.黃秋葵醇提物0.4 g/kg組，6.黃秋葵醇提物0.8 g/kg

4 討論

糖尿病是一種終身性、全身性的代謝性疾病，其發(fā)病主要是由多種病因引起的胰島功能紊亂，是繼心血管和腫瘤疾病之后的第3類(lèi)非感染性疾病[7-8]。糖尿病患者大部分是T2DM患者，而IR是T2DM的主要病理基礎(chǔ)。IR情況下，因血液中的葡萄糖無(wú)法正常被利用而代償性分泌胰島素以維持機(jī)體內(nèi)的血糖穩(wěn)定，而隨著B(niǎo)細(xì)胞分泌功能的逐漸失代償，機(jī)體血糖升高最終導(dǎo)致糖尿病。IR是代謝綜合征的基本特征，不僅影響機(jī)體血糖的穩(wěn)定，還會(huì)引起機(jī)體脂肪和蛋白質(zhì)的代謝紊亂[9-10]。

目前，治療T2DM的方法以口服藥物控制血糖為主，皮下注射胰島素為輔。中藥及天然藥物在治療糖尿病及改善IR方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和潛力。隨著中醫(yī)藥現(xiàn)代化水平及天然藥物提取分離純化工藝的不斷提高，利用分子生物學(xué)的科技手段對(duì)中藥及天然抗糖尿病藥物的研究開(kāi)發(fā)具有十分重要的意義[11]。

IR的機(jī)制主要包括胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)減弱或受阻、糖脂代謝及能量代謝紊亂等。炎癥反應(yīng)是一種常見(jiàn)的生理反應(yīng)，是肥胖和膜島素抵抗的中間橋梁,在一定程度上解釋了肥胖患者機(jī)體胰島素抵抗水平較高的原因[12]。低度慢性炎癥反應(yīng)參與了糖尿病的發(fā)生發(fā)展,而且持續(xù)的炎癥反應(yīng)會(huì)降低脂肪細(xì)胞儲(chǔ)存能量的能力,與機(jī)體胰島素抵抗有密切關(guān)系[13]。

PPARγ是配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子PPAR超家族成員的亞型，是正常脂肪細(xì)胞分化、增殖及脂肪酸的攝取和儲(chǔ)存所必需的因子[14]。PPARγ可通過(guò)瘦素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及脂聯(lián)素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化來(lái)調(diào)節(jié)FFA、TNF-α等細(xì)胞因子，提高機(jī)體外周組織對(duì)胰島素的敏感性以調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)部的糖脂代謝平衡。胰島素抵抗相關(guān)蛋白PEPCK是PPARγ的下游蛋白，是糖異生途徑的關(guān)鍵酶，其在機(jī)體中的表達(dá)量決定著糖異生的速度[15]。脂肪的加速分解，使血清及肝臟的FFA含量增加，通過(guò)Randle循環(huán)，競(jìng)爭(zhēng)性抑制葡萄糖氧化，進(jìn)而使乙酰輔酶A產(chǎn)生增加，從而激活PEPCK蛋白的活性，導(dǎo)致肝糖異生的增加。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，黃秋葵醇提物給藥組小鼠的血糖明顯下降，ISI、APN含量上升，血清中TNF-α、IL-6、Leptin、FFA的含量均有所下降，肝臟組織中PPARα的表達(dá)增加，PEPCK的蛋白表達(dá)減少。結(jié)果表明，黃秋葵醇提物具有一定的降血糖作用，可緩解機(jī)體內(nèi)的胰島素抵抗情況。這可能與黃秋葵醇提物通過(guò)調(diào)節(jié)胰島素抵抗相關(guān)蛋白PPARγ、PEPCK的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)糖尿病小鼠的炎癥因子TNF-α、IL-6及脂肪因子Leptin、APN、FFA的含量有關(guān)，從而緩解胰島素抵抗。