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《沈阳农业大学》 2017年
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基于菊苣菊粉调节JNK和p38 MAPK信号通路对Ⅱ型糖尿病血糖作用机制的研究

宁崇  
【摘要】:菊苣菊粉(Chicory inulin,CI)是一种水溶性食物纤维,不能被人体消化,也是一种天然存在的多聚果糖,这种多聚果糖具有降血糖、降血脂以及提高免疫力等作用。以往的研究表明,菊苣菊粉能够促进胰岛分泌胰岛素,并通过影响糖代谢酶的活性抑制糖异生,从而产生降血糖的作用,但其干预Ⅱ型糖尿病的具体作用机制尚未完全阐明,因此本研究通过对Ⅱ型糖尿病模型大鼠口服菊苣菊粉,探讨其对Ⅱ型糖尿病模型大鼠的血糖、体重及糖脂代谢的影响,并通过体内和体外试验探究菊苣菊粉通过调节JNK和p38 MAPK信号通路对Ⅱ型糖尿病大鼠血糖的改善作用,揭示菊苣菊粉对Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用的机制,为应用菊苣菊粉适合Ⅱ型糖尿病人群的食品开发提供相关的理论依据。本论文具体主要研究内容及结论如下:腹腔注射45 mg/kg链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ),结合高脂饮食喂养构建T2DM大鼠模型,正常对照组大鼠静脉注射等体积生理盐水,常规饲料喂养。造模成功后随机分为6组:正常对照组(Control组)、模型组(T2DM组)、菊苣菊粉低剂量组(2.5g/kg CI组)、菊苣菊粉中剂量组(5g/kgCI组)、菊苣菊粉高剂量组(10g/kgCI组)、二甲双胍对照组(Metformin组)。连续灌胃给药8周,除正常对照组,剩余组大鼠采用高脂饮食喂养。8周给药期结束后,检测各组大鼠血糖浓度,测量记录大鼠体重。结果显示,与正常组大鼠相比,Ⅱ型糖尿病模型大鼠血糖浓度显著升高(p0.01),且Ⅱ型糖尿病模型大鼠体重均小于正常组大鼠(p0.01);说明菊苣菊粉可以降低Ⅱ型糖尿病模型大鼠血糖浓度,同时有效增加Ⅱ型糖尿病模型大鼠体重。研究菊苣菊粉对Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代谢能力的影响,检测各组大鼠血红蛋白(Hemoglobin,HB)、糖化血红蛋白(Hemoglobin A1c,HbA1c)、胰岛素(Insulin,INS)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、总胆固醇(Total cholesterol,TC)、游离脂肪酸(Nonesterified fatty acid,NEFA)等血脂代谢指标含量。结果显示,Ⅱ型糖尿病模型大鼠高脂喂养8周后血清中HB、HbA1c、INS、TG、TC、NEFA含量均显著性上升(p0.05),给药8周后,药物干预组HB、HbA1c、INS、TG、TC、NEFA含量均表现不同程度下降。说明菊苣菊粉能够改善Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代谢紊乱。为了阐明菊苣菊粉改善糖尿病的分子机制,本研究通过Western blot法检测与糖脂代谢有关的JNK和p38 MAPK信号通路相关蛋白IRS、JNK及p38在肝脏和肌肉组织中的活化情况。结果显示,菊苣菊粉可以有效活化骨骼肌和肝脏组织中IRS信号,抑制JNK和p38 MAPK信号通路,并且菊苣菊粉这种干预作用具有一定的浓度依赖性。为进一步验证菊苣菊粉可以在体外通过调节JNK和p38 MAPK通路改善Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖,采用MTT法检测不同浓度菊苣菊粉对小鼠成肌细胞C2Cl2和人肝癌细胞HepG2生长活性的影响,结果显示,在0~2.0mg/mL范围内,菊苣菊粉对C2C12和HepG2细胞生长均无显著性影响。通过荧光标记葡萄糖类似物法检测菊苣菊粉对C2C12和HepG2葡萄糖摄取能力的影响。结果显示,随着菊苣菊粉浓度的升高,C2C12和HepG2葡萄糖摄取能力也随之增强。同时Western blot结果显示,菊苣菊粉在体外亦能通过下调C2C12和HepG2细胞的JNK和p38 MAPK信号活性发挥作用。此外,为了进一步阐明JNK和p38 MAPK信号与菊苣菊粉在调控葡萄糖代谢中的作用,通过分别使用JNK信号抑制剂SP600125和p38 MAPK信号抑制剂SB203580处理,采用荧光标记葡萄糖类似物法检测细胞糖摄取能力的变化,结果显示,抑制JNK和p38 MAPK信号时可协同菊苣菊粉进一步增强细胞葡萄糖摄取能力。以上试验结果说明,菊苣菊粉可以降低Ⅱ型糖尿病模型大鼠的血糖、HB、HbA1c、INS、TG、TC、NEFA的浓度,改善Ⅱ型糖尿病大鼠血脂代谢功能,并有效增加Ⅱ型糖尿病模型大鼠的体重;同时菊苣菊粉能有效活化IRS信号,并通过抑制JNK和p38 MAPK信号通路增强细胞葡萄糖摄取能力,进而对Ⅱ型糖尿病大鼠的血糖起到改善作用。
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TS201.4

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