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新型委陵菜黄酮衍生物对四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠血糖血脂的影响



全 文 :文章编号 1006-8147(2014)03-0169-03
基金项目国家自然科学基金面上项目(81373297);天津市自然科
学基金重点项目(12JCZDJC25900)
作者简介梁艳(1988-),女,硕士在读,研究方向:中药药理与药物化
学;通信作者:乔卫,E-mail:qiaowei@tijmu.edu.cn。
新型委陵菜黄酮衍生物对四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠
血糖血脂的影响
梁艳 1,段宏泉 1,秦楠 2,周雯 1,靳美娜 1,乔卫 1
(1.天津医科大学药学院,天津市临床药物关键技术重点实验室,天津 300070;2.天津医科大学基础医学研
究中心,天津 300070)
摘要 目的:研究 4个新型委陵菜黄酮衍生物对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠血糖血脂水平的影响。方法:用四氧嘧啶制备糖尿
病小鼠模型,研究不同结构的新型委陵菜黄酮衍生物 A~D分别给予不同剂量灌胃给药(10、30 mg·kg-1)对糖尿病小鼠血糖、血
脂的影响。结果:4个新型委陵菜黄酮衍生物均可显著降低糖尿病小鼠的血糖和血清甘油三酯水平。除衍生物 B外,其它各给药
组均能明显降低糖尿病小鼠的血清总胆固醇水平。结论:新型委陵菜黄酮衍生物对四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠均具有较好的降
血糖和降血脂作用,衍生物 D是更具有进一步研究价值的抗糖尿病候选化合物。
关键词 新型委陵菜黄酮衍生物;四氧嘧啶;血糖;血脂;小鼠
中图分类号 R587.1 文献标志码 A
Antihyperglycemic and antihyperlipidemic effects of the novel flavonoid derivatives of potentilla chinensis
on alloxan diabetic mice
LIANG Yan1, DUAN Hong-quan1, QIN Nan2, ZHOU Wen1, JIN Mei-na1, QIAO Wei1
(1. School of Pharmacy, Tianjin Medical University,Tianjin Key Laboratory on Technologies Enabling Development of Clinical
Therapeutics and Diagnostics,Tianjin 300070,China;2. Research Center of Basic Medical Sciences,Tianjin Medical University,Tianjin
300070,China)
Abstract Objective: To study the antihyperglycemic and antihyperlipidemic effects of novel flavonoid derivatives of potentilla chinensis
on alloxan diabetic mice.Methods: The diabetic mice were induced by ALX in KM mice. The effects of blood glucose and blood lipid were
investigated after administration of the different dosages (10,30 mg·kg-1) of the derivatives(A~D). Results: Derivatives (A,C,D) could not
only decrease the blood glucose levels but also decrease the levels of cholesterol and triglyceride in serum of diabetic mice. Derivative B,
however, could only decrease the blood glucose and the levels of CHO in serum. Conclusion: The new type potentilla chinensis’flavonoid
derivatives have significant effects on diabetic mice with derivative D having more potential.
Key words novel flavonoid derivatives of potentilla chinensis;alloxan;blood glucose;blood lipid;mice
委陵菜在民间代茶饮治疗糖尿病取得了较好
的疗效。本课题组前期研究表明委陵菜抗糖尿病的
主要有效成分是委陵菜黄酮,即山奈酚-3-O-β-D-
(6-O-trans-p-桂皮酰基)葡萄糖苷,具有降血糖、调
节脂代谢作用 [1-2]。进一步对委陵菜黄酮的体内代谢
研究表明,该化合物进入体内后会快速分解成 4-羟
基肉桂酸和山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷。为了提高
委陵菜黄酮在体内的代谢稳定性,同时尽可能地保
留其药效基团,本课题组对委陵菜黄酮的结构进行
了简单的改造,去掉葡萄糖片段,将肉桂酰基片段
与山奈酚片段以相对稳定的醚键形式进行连接,合
成了一系列委陵菜黄酮衍生物。前期研究结果表
明,化合物 3-O-[(E)-4-(4-异丙基苯基)-3-烯-2-酮
丁基]山奈酚(A)、3-O-[(E)-4-(4-叔丁基苯基)-3-
烯-2-酮丁基]山奈酚(B)、3-O-[(E)-4-(4-甲氧基苯
基)-3-烯-2-酮丁基]山奈酚(C)、3-O-[(E)-4-(4-氯
苯基)-3-烯-2-酮丁基]山奈酚(D)可以显著提高胰
岛素抵抗的肝细胞(HepG2细胞)对葡萄糖的消耗,
在体外活性筛选中显示出一定的抗糖尿病活性 [3]。
本文在前期研究的基础上以四氧嘧啶诱导糖尿病
小鼠模型评价新型委陵菜黄酮衍生物 A~D对糖尿
病小鼠血糖血脂的影响,进一步评价其宏观药效,
以期发现结构新颖的抗糖尿病药物候选化合物。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 动物 健康雄性昆明小鼠,(18±2)g,由中国
论 著
天津医科大学学报
Journal of Tianjin Medical University
第 20卷 3期
2014年 5月
Vol. 20, No. 3
May. 2014 169
表 1 新型委陵菜黄酮衍生物对糖尿病小鼠体质量的影响(x±s, g)
Tab 1 Effects of the novel flavonoid derivatives of potentilla
chinensis on mice weight(x±s, g)
组别
剂量
(mg·kg-1)
n 给药前 给药 7 d 给药 15 d
正常组 - 10 24.37±1.71 29.89±1.06 34.06±1.79
模型组 - 10 22.92±1.25a 24.87±2.10a 26.31±1.61a
A低剂量组 010 10 22.25±1.37a 24.97±1.97a 28.01±2.78a
A高剂量组 030 10 22.84±1.69a 25.79±2.65a 26.93±0.54a
B低剂量组 010 10 23.51±2.17a 24.64±2.26a 26.62±2.20a
B高剂量组 030 10 22.43±0.81a 25.42±1.95a 26.83±3.11a
C低剂量组 010 09 23.94±1.28a 26.68±1.91a 27.62±3.27a
C高剂量组 030 07 23.23±3.11a 25.66±4.89a 27.92±6.40a
D低剂量组 010 10 21.47±2.39a 22.87±2.21a 24.31±2.36a
D高剂量组 030 10 23.02±1.81a 25.60±2.99a 27.07±4.05a
二甲双胍组 250 10 22.39±1.51a 24.81±2.19a 26.54±1.79a
经方差分析,两两比较:与正常组比较,aP<0.01
组别
剂量
(mg·kg-1)
n 给药前 给药 7 d 给药 15 d
正常组 - 10 7.0±0.8 6.5±1.2 7.3±1.2
模型组 - 10 27.3±2.9a 29.2±2.9a 31.5±2.1a
A低剂量组 10 10 26.5±4.3a 17.9±5.6ac 24.5±4.8ab
A高剂量组 30 10 26.8±4.6a 21.6±2.2ac 24.8±4.8ab
B低剂量组 10 10 26.9±4.5a 18.7±5.9ac 29.2±2.2a
B高剂量组 30 10 26.7±3.7a 19.4±6.8ac 21.0±5.2ac
C低剂量组 10 9 26.4±4.6a 26.3±2.9a 13.9±7.2acefg
C高剂量组 30 7 26.7±4.3a 22.8±6.3ab 18.8±6.4ace
D低剂量组 10 10 27.2±3.9a 26.1±2.1ad 24.9±1.2ac
D高剂量组 30 10 26.2±4.8a 17.6±7.9acd 24.0±4.8ab
二甲双胍组 250 10 25.9±4.6a 21.7±4.2ac 25.5±6.2ab
经方差分析,两两比较:与正常组比较,aP<0.01;与模型组比较,
bP<0.05,cP<0.01;给药7d衍生物D高低剂量组之间比较,dP<0.01;
给药15d衍生物C高、低剂量组与自身给药前经 t检验比较,eP<0.01;
给药15d衍生物D低剂量组与各给药组比较,fP<0.01;给药15d衍
生物D高剂量组与各给药组比较,gP<0.01
表 2 委陵菜黄酮衍生物对糖尿病小鼠空腹血糖的影响(x±s, mmol·L-1)
Tab 2 Effects of the novel flavonoid derivatives of potentilla
chinensis on mice blood glucose(x±s, mmol·L-1)
人民解放军军事医学科学院实验动物中心提供,许
可证号 SCXK(军)2009-001。
1.1.2 药品与试剂 新型委陵菜黄酮衍生物 A~D
(天津医科大学药学院段宏泉教授课题组提供);盐
酸二甲双胍片 (天津太平洋制药有限公司,
111211);四氧嘧啶(Sigma 公司,BCBC9107);甘油
三酯(TG)试剂盒(北京北化康泰临床试剂有限公
司,20120104);总胆固醇(CHO)试剂盒(北京北化
康泰临床试剂有限公司,20120220);甲醇、二氯甲
烷均为分析纯(天津基准化学试剂有限公司,
20111220)。
1.1.3 仪器 血糖仪及血糖试纸[强生(中国)医疗
器材有限公司,One Touch Ultra];Anke TGL-16G 台
式离心机(上海安亭科学仪器厂);FA1004电子天
平(上海舜禹恒平科学仪器有限公司);KQ-500B型
超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);U-3300
紫外可见分光光度计(日本日立)。
1.2 方法
1.2.1 糖尿病小鼠动物模型的建立 小鼠适应性
喂养 1周,禁食不禁水 12 h后,尾静脉注射新鲜配
制的四氧嘧啶溶液 80 mg·kg-1,72 h后,尾尖取血,测
定禁食不禁水 12 h后空腹血糖值(FBG)[2,4],FBG≥
14.0 mmol/L者为造模成功小鼠。
1.2.2 动物分组及给药 取糖尿病模型小鼠 100
只,根据血糖值、体质量按随机表法分 10组,模型
对照组给予蒸馏水(10 mL·kg-1),给药组分别给予
新型委陵菜黄酮衍生物 A、B、C、D(10、30 mg·kg-1),
盐酸二甲双胍(250 mg·kg-1)。另设正常对照组。各组
连续灌胃给药 15 d。
1.2.3 检测指标 第 7、15天给药前,禁食不禁水
12 h,尾尖取血,测定 FBG。末次给药后 1 h,眼内眦
取血,血液静置 30min后,离心 15min(5 000 r·min-1),
取血清。按照 TG和 CHO试剂盒方法测定血清中
TG和 CHO的浓度。
1.3 统计学处理 数据用 x±s表示,采用 SPSS17.0
统计软件进行单因素方差分析。
2 结果
2.1 对糖尿病小鼠体质量的影响 从表 1中可以
看出,造模后,模型组小鼠体质量与正常组相比显
著减轻,且至给药 15 d,模型组小鼠体质量与正常
组比较均有显著性差异(P<0.01)。给药 15 d后,各
给药组与模型组小鼠相比体质量无显著性差异。
2.2 对糖尿病小鼠血糖的影响 由表 2可看出,给
药 7 d后,除委陵菜黄酮衍生物 C低剂量组、D低剂
量组与模型组相比 FBG无显著性差异,其余各组差
异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01),且委陵菜黄酮
衍生物 D的降糖效果呈现一定的剂量相关性(P<
0.01)。给药 15 d后,仅委陵菜黄酮衍生物 B低剂量
组与模型组比较 FBG无显著性差异,其余各组差异
均有统计学意义(P<0.05,P<0.01);委陵菜黄酮衍生
物 C高、低剂量组与其相应初始血糖比较有明显的
降糖作用(P<0.05,P<0.01);委陵菜黄酮衍生物 D各
给药组降糖效果均弱于 C 低剂量组(P<0.01,P<
0.01),与其他各给药组相当。
第 20卷天津医科大学学报170
2.3 对糖尿病小鼠血脂的影响 由表 3可看出,给
药 15 d后,委陵菜黄酮衍生物各给药组与模型组比
较,小鼠血清 TG含量明显下降,差异有统计学意义
(P<0.05,P<0.01),B、D各给药组 TG降低效果与二
甲双胍相当(P >0.05),且 B、D组小鼠 TG值接近正
常组水平(P >0.05)。A、C各给药组与模型组比较,
实验小鼠血清 CHO含量下降,差异有统计学意义
(P<0.05,P<0.01);与模型组相比较 D高、低剂量组
均可以明显降低血清 CHO 含量(P<0.01),且 D 组
降 CHO效果与二甲双胍组相当(P>0.05);B各给药
组与模型组相比较无明显的降血清 CHO作用(P>
0.05)。实验结果表明新型委陵菜黄酮衍生物 A、C、
D均有良好的降 TG和 CHO的作用,B仅有良好的
降 TG作用。
3 讨论
四氧嘧啶是一种胰岛素 β-细胞毒素,它可以选
择性损伤多种实验动物的胰岛 β细胞而引起胰岛
素依赖型糖尿病[5]。四氧嘧啶糖尿病模型是目前最
常用的Ⅰ型糖尿病动物模型之一,模型血糖水平稳
定且维持时间长,有明显的糖尿病症状,且模型复
制时间短,操作简单,成本较低,是评价糖尿病药物
疗效及安全性的常用制模方法[6]。
课题组前期研究表明,新型委陵菜黄酮衍生物
A~D具有一定的体外抗糖尿病活性,本实验用四氧
嘧啶诱导糖尿病小鼠模型进行体内实验,以期筛选
出更具有进一步研究价值的抗糖尿病候选化合物。
实验结果显示,分别给予新型委陵菜黄酮衍生物 A、
B、C、D后,四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠的血糖、血脂
较模型组都有不同程度的降低,表明新型委陵菜黄
酮衍生物 A、B、C、D均具有一定的抗糖尿病作用。
衍生物 A虽在给药 7、15 d降血糖作用较好,但无明
显量效关系,降低血清总胆固醇作用良好,但其低
剂量降甘油三酯作用较弱。衍生物 B虽在给药 7 d
时显现出较好的降血糖作用,给药 15 d后其低剂量
组无明显降血糖作用表明降糖作用持续时间较短;
对糖尿病小鼠血清中总胆固醇无明显降低作用,且
该组小鼠较其余各组比较毛色黯淡、状态较差,显
现一定的不良反应。衍生物 C虽在给药 15 d后表现
出良好的降血糖、降血脂作用,但其高、低剂量组小
鼠在给药期间死亡率分别达 30%、10%,显现出较强
毒性。衍生物 D虽在给药 15 d时降糖作用弱于 C
低剂量组,但其降糖作用与其他各组相当,且起效
较快,7 d即有量效关系显现,给药 15 d其调节血脂
效果明显,使小鼠甘油三酯与总胆固醇值与正常组
相当,实验期间未见小鼠出现明显不良反应,后期
对衍生物 D的验证性实验亦表明其与模型组相比
有明显的降血糖、降血脂作用。
综上所述,本研究表明新型委陵菜黄酮衍生物
D对四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠具有较好的降血糖、
降血脂作用,是较衍生物 A、B、C更具有进一步研究
价值的抗糖尿病候选化合物。
参考文献:
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(2014-01-09收稿)
表 3 新型委陵菜黄酮衍生物对糖尿病小鼠血清中 TG和 CHO含量
的影响(x±s, mmol·L-1)
Tab 3 Effects of the novel flavonoid derivatives of potentilla
chinensis on mice blood lipid(x±s, mmol·L-1)
组别
剂量
(mg·kg-1)
n TG CHO
正常组 - 10 0.44±0.05 2.71±0.51
模型组 - 10 1.88±1.01b 3.12±0.48
A低剂量组 10 10 1.09±0.48ade 2.41±0.45c
A高剂量组 30 10 0.69±0.30d 2.32±0.35d
B低剂量组 10 10 0.71±0.51d 2.84±0.49
B高剂量组 30 10 0.45±0.27d 2.74±0.76
C低剂量组 10 9 0.70±0.41d 2.50±0.34c
C高剂量组 30 7 1.19±0.72ace 2.49±0.34c
D低剂量组 10 10 0.30±0.06d 2.34±0.59d
D高剂量组 30 10 0.54±0.46d 2.24±0.34d
二甲双胍组 250 10 0.56±0.26d 2.57±0.47c
经方差分析,两两比较:与正常组比较,aP<0.05,bP<0.01;与模
型组比较,cP<0.05,dP<0.01;与二甲双胍组比较,eP<0.05
第 3期 梁 艳,等.新型委陵菜黄酮衍生物对四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠血糖血脂的影响 171