中药苦瓜、地骨皮、翻白草提取物干预2型糖尿病胰岛素抵抗的研究

【摘要】：目的 观察中药苦瓜、地骨皮、翻白草提取物对2型糖尿病胰岛素抵抗动物模型糖脂代谢的影响,并研究肝脏和骨骼肌组织中胰岛素PI3K/Akt信号通路和AMPK信号通路的相关蛋白表达,探讨三种中药提取物干预2型糖尿病胰岛素抵抗的分子机制。 方法 1.采用雄性3周龄Wistar大鼠80只,按照随机数字表法随机选取10只作为对照组,予标准饲料喂养,其余70只高脂喂养16周后,腹腔注射小剂量STZ (35mg·kg-1·bw-1)诱发2型糖尿病胰岛素抵抗Wistar大鼠模型,将造模成功的大鼠(共63只),随机选出56只分为8组,即苦瓜提取物高、低剂量组、翻白草翻白草提取物高、低剂量组、地骨皮提取物高、低剂量组、西药对照组,每组各7只,余下造模成功大鼠7只设为模型组。另取从正常饮食组随机取7只作为对照。以噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂吡格列酮(4.05mg·kg-1·bw-1)作为西药对照、苦瓜、翻白草、地骨皮提取物高剂量组(400mg·kg-1·bw-1)和低剂量组(200mg·kg-1·bw-1),灌胃给药,正常组及模型组按10ml·kg-1·bw-1灌服无菌水。药物干预4周后,进行高胰岛素—正糖钳夹实验(Hyperinsulinemic-Euglycemic Clamp)评价三种中药对IR的干预效果,检测各组动物空腹血糖(Fasting Blood Glucose, FBG)、口服糖耐量(Oral Glucose Tolerance Test, OGTT)、空腹血清胰岛素(Fasting Serum Insulin, FINS)及胰岛素敏感指数(Insulin Sensitive Index, ISI)、血清甘油三酯(TG)、血清总胆固醇(TC)、血清游离脂肪酸(FFA)、血清低密度脂蛋白(LDL-C)和血清高密度脂蛋白(HDL-C);采用Western Blot检测各组大鼠肝脏组织中AMPK、Akt蛋白及其磷酸化水平；采用RT-PCR检测肝脏组织AMPKα1-mRNA、AMPKα2-mRNA基因转录水平。 2.采用雄性6周龄BKS.Cg-m +/+ Leprdb/J (db/db)小鼠48只,按照随机数字表法分组,分为苦瓜、翻白草、地骨皮提取物高、低剂量组、西药对照组、每组6只,模型组6只。C57BL/KsJ(+/-)小鼠6只为正常对照组。以噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂吡格列酮(1.2g.kg-1.bw-1)作为西药对照、苦瓜、翻白草、地骨皮提取物高剂量组(4g.kg-1.bw-1)和低剂量组(2g.kg-1.bw-1),灌胃给药,正常组及模型组按1ml·kg-1·bw-1灌服无菌水。药物干预4周后,检测各组动物空腹血糖(FBG)、口服糖耐量(OGTT)、空腹血清胰岛素(FINS)及胰岛素敏感指数(ISI)、血清甘油三酯(TG)、血清总胆固醇(TC)、血清游离脂肪酸(FFA)、血清低密度脂蛋白(LDL-C)和血清高密度脂蛋白(HDL-C);采用Western Blot检测各组小鼠骨骼肌组织中AMPK、Akt、AS160蛋白及其磷酸化水平；采用RT-PCR检测骨骼肌组织中GLUT4-mRNA基因转录水平。 结果 1苦瓜、地骨皮、翻白草提取物对2型糖尿病IR大鼠的干预作用 1.1大鼠糖钳实验的结果显示：治疗4周后,与模型组相比,吡格列酮组、苦瓜、翻白草、地骨皮提取物高剂量组的葡萄糖输注率明显升高(P0.05),低剂量组有升高趋势,说明各组大鼠治疗后胰岛素敏感性增加。 1.2大鼠血生化指标显示：与模型组比较,中药苦瓜、翻白草、地骨皮提取物干预4周后,显著改善大鼠OGTT、降低FBG、升高FINS,显著降低TC、TG、LDL-C并升高HDL-C水平(P0.05)。 1.3大鼠肝脏HE染色结果显示：与正常组相比,模型组可见轻度的肝细胞脂肪变性,光镜下脂肪变性的肝细胞沿中央静脉呈向心性分布,胞浆内周边可见许多小的脂滴空泡,细胞核位置无明显改变,肝小叶结构完整。苦瓜、地骨皮、翻白草提取物干预4周后肝细胞脂肪变形明显减轻,个别可见到局灶性的肝细胞胞浆周边细小的脂滴空泡,细胞核位置无明显改变,肝小叶结构完整。 1.4大鼠肝脏的Western Blotting结果显示：与模型组相比,中药苦瓜、地骨皮、翻白草提取物高、低剂量组都能上调大鼠的肝脏组织中P-AMPK、P-Akt (Ser 473)、P-AS160蛋白的表达(P0.05),三种中药的上述功效与噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂吡格列酮组相比,无显著差异。 1.5大鼠肝脏RT-PCR结果显示：与模型组相比,中药苦瓜、地骨皮、翻白草提取物高、低剂量组都能上调肝脏组织中AMPKα1-mRNA和AMPKα2-mRNA的表达含量(P0.05)。 2苦瓜、地骨皮、翻白草提取物对BKS.Cg-m +/+ Leprdb/J (db/db)小鼠的干预作用 2.1小鼠血生化指标显示：与模型组比较,中药苦瓜、翻白草、地骨皮提取物干预4周后,都能显著改善大鼠OGTT、降低FBG、升高FINS,显著降低TC、TG、LDL-C并升高HDL-C水平(P0.05)。 2.2小鼠骨骼肌的Western Blotting结果显示：与模型组相比,中药苦瓜、地骨皮、翻白草提取物高、低剂量组都能上调小鼠骨骼肌组织中P-AMPK、P-Akt (Ser 473)、P-AS160蛋白的表达(P0.05),三种中药的上述功效与噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂吡格列酮组相比,无显著差异。 2.3小鼠骨骼肌RT-PCR结果显示：与模型组相比,中药苦瓜、地骨皮、翻白草提取物高、低剂量组都能上调骨骼肌组织中GLUT 4-mRNA的表达含量(P0.05)。 结论 中药苦瓜、地骨皮、翻白草提取物可以改善长期高脂喂养加小剂量STz诱导的IR大鼠模型以及IR小鼠模型BKS.Cg-m +/+ Leprdb/J(db/db)小鼠的胰岛素抵抗。苦瓜、地骨皮、翻白草提取物改善IR的机制是激活AMPK,活化的AMPK促进GLUT4转位,加快葡萄糖利用。同时,三味中药激活PI3k/Akt途径,活化的Akt进一步激活AS160,加强GLUT4转运,进而改善胰岛素抵抗。

【关键词】：苦瓜 地骨皮 翻白草 胰岛素抵抗 AMPK通路 PI3K/Akt通路
【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R285.5
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