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匙羹藤干预db/db小鼠胰岛素抵抗及脂肪组织ADPN、TNF-α mRNA表达的实验研究



全 文 :第 33 卷 第 9 期
2 0 1 5 年 9 月
中 华 中 医 药 学 刊
CHINESE ARCHIVES OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Vol. 33 No. 9
Sep. 2 0 1 5





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DOI:10. 13193 / j. issn. 1673-7717. 2015. 09. 046
匙羹藤干预 db /db小鼠胰岛素抵抗及
脂肪组织 ADPN、TNF - α mRNA表达的实验研究
李娟娥1,王磊2,秦灵灵2,孙文2,刘铜华2
(1.陕西省人民医院,陕西 西安 710068;2.北京中医药大学,北京 100029)
摘 要:目的:观察匙羹藤(Gymnema sylvestre,GS)对自发性 2 型糖尿 db /db小鼠空腹血糖(FBG)、血脂(TG、
TC、LDL、HDL)、血清胰岛素(Fins)及脂联素(ADPN)、TNF - α mRNA表达的影响,探讨 GS 对胰岛素抵抗的作用
及对 ADPN、TNF - α基因表达的关系。方法:将 SPF级 27 只 db /db小鼠随机分 3 组(n = 9) :模型组、GS组、吡格
列酮组;并选 8 只 db / + m鼠为正常组。连续灌胃给药 4 周后检测 FBG、Fins、血脂、FFA,并用 RT - PCR 检测脂
肪组织中 ADPN、TNF - α mRNA的表达。结果:模型组和治疗组的体质量、FBG、Fins、TG、CHOL、LDL、FFA 水平
和 TNF - α的 mRNA表达明显高于正常组,而 ISI指数和 ADPN mRNA的表达低于正常组;与模型组相比,匙羹藤
组 db /db小鼠的 FBG、Fins、TC、LDL - C水平降低,提高 ISI指数,上调 ADPN mRNA的表达。结论:匙羹藤可改善
糖脂代谢紊乱,增加胰岛素的敏感性,其机制可能与改善脂肪细胞因子 TNF - α和 ADPN的表达有关。
关键词:匙羹藤;糖尿病;胰岛素抵抗;脂联素;TNF - α
中图分类号:R285. 5 文献标志码:A 文章编号:1673-7717(2015)09-2210-03
Effects of Gymnema Sylvestre on Insulin Resistanceand
Expressions of Adiponectinand TNF - α mRNA in db /db Mice
LI Juan'e1,WANG Lie2,QIN Lingling2,SUN Wen2,LIU Tonghua2
(1. Shaanxi Provincial People's Hospital,Xi'an710068,Shaanxi,China;
2. Beijing University of Chinese Medicine,Beijing100029,China)
Abstract:Objective:To study the effects of Gymnema sylvestre(GS)on Fasting plasma glucose(FBG) ,TG,TC,LDL,
HDL,Fins and expressions of adiponectin(ADPN)and tumor necrosis factor - α(TNF - α)mRNA of db /db mice and to
explore the mechanisms on insulin resistance and the relations with expressions of ADPN and TNF - α mRNA. Methods:
27 db /db mice were randomlydivided according to body weight into models (DM) ,Gymnema sylvestre group (GS) ,Pio-
glitazone group(PIO)and 8 normal db / + m mice as normal control group (NC). FPG levels of all mice were tested at
every weekendand at the end of the experiment,all animals were tested FPG and Fins for evaluating insulin sensitivity in-
dex (ISI). The expressions of ADPN and TNF - α mRNA were determined by Real - time PCR. Results:Compared to-
model group,the levels of FBG,Fins,TC and LDL - Cwere decreased in GS group and Pioglitazone group. GS up - regu-
lated the expressions of ADPN mRNA in adipose tissue. Conclusion:GS can effectively decrease blood glucose and body
weight,partially improve dyslipidemia and might ameliorate insulin sensitivity in db /db mice.
Key words:Gymnema sylvestre;diabetes mellitus;insulin resistance;adiponectin;TNF - α
收稿日期:2015 - 04 - 15
基金项目:北京市教委共建项目(2011) ;北京中医药大学创新团队
项目(2011 - CXTD - 19)
作者简介:李娟娥(1980 -) ,女,甘肃白银人,主治医师,博士,研究
方向:中医药对糖尿病及其并发症的防治。
通讯作者:刘铜华(1963 -),男,江西南昌人,教授,博士研究生导师,博
士,研究方向:中医药对糖尿病及其并发症的防治。
匙羹藤(Gymnema sylvestre,GS)为萝摩科匙羹藤属植
物,又称武靴藤、羊角藤、金刚藤。分布于印度、越南、马来
西亚、印度尼西亚等亚洲热带地区及南非等非洲地区;我国
约有 9 种,分布于广东、广西、云南、福建和台湾等省区。
GS性凉,味微苦,具祛风止痛、解毒消肿之功效。印度民间
用于糖尿病、哮喘、眼疾、毒蛇咬伤、痈疖肿毒等症。近年来
研究发现其具有降血糖和降血脂的作用,但目前大多数研
究都停留在药效学方面,缺少对其作用机制的研究。本文
通过 GS提取物对自发性 2 型糖尿病 db /db 小鼠糖脂代谢
及脂肪组织中脂联素(Adiponectin,ADPN)、TNF - α(tumor
necrosis factor - α)mRNA表达的实验研究,探讨 GS 防治 2
型糖尿病胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)的机制影响。
1 材料
1. 1 实验动物
SPF级自发性糖尿病 db/db(BKS. Cg -m + / + Leprdb / J)
肥胖小鼠 27只(周龄 6 ~8周),体质量(40 ±10)g;对照组为同
周龄同系别野生型 BKS. Cg - m(+ / +)/ J小鼠 10只,体质量
(20 ±5)g;均为雄性。购自南京大学模式动物研究所。质量合
格证号:SC ×K(苏)2005 -0002。实验动物均单笼喂养于 SPF
级动物实验中心。饲养温度:(23 ±2)℃,湿度:(55 ±10)%,每
日 12 h光照维持。动物自由饮水进食,饲料由中国医学科学
院协和动物研究所提供。
1. 2 药物与试剂
匙羹藤提取物由北京中医药大学药学院提供,方法
为加水煎煮 3 次,加水量分别为 10、10、8 倍量,煎煮时
间分别为 1. 5、1. 5、1 h,滤过,合并,浓缩至稠膏,70 ℃
真空干燥,粉碎,过 80 目筛。得率为 6. 06%。盐酸吡格
列酮片:北京太洋药业有限公司,H20040267。血脂四
0122
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项、FFA、胰岛素(放免)试剂盒:尚柏生物医学技术有限
公司(北京) ;RNA 抽提试剂盒、oligo - (dT)、M - MLV
Reverse TranscriPtase购自北京尚柏生物医学(北京)有
限公司;Ribonuclease Inhibitor购自 Takara(D2310A)。
1. 3 仪器
西安核仪厂 xh6080 放免仪;酶标仪 multiskan mk3
型(Labsystems dragon) ;全自动生化分析仪 40FR;德国
罗康全血糖仪及配套试纸。Line - gene 荧光定量 PCR
检测系统:杭州博日科技有限公司;台式高速冷冻离心
机 TGL - 16:湘仪 DYY - 7C 型电泳仪;北京六一仪器厂
DYCP - 31D 型水平式电泳槽;北京宾达英创科技有限
公司紫外分析仪;紫外分光光度计 UV - 2000:尤尼柯
(上海)仪器有限公司;上海一恒科技有限公司电热恒温
培养箱 HDP - 9052 型。
2 方法
2. 1 给药方法
给药剂量:吡格列酮组 5. 85 mg·kg -1·d -1(按成人
最大剂量 45 mg·kg -1·d -1换算) ;GS 组(15 g·kg -1·
d -1) ,中药剂量以生药计。正常组和模型组予同体积生理
盐水。各组均按 1 mL·100 g -1·d -1(但不超过 5 mL)的
体积给药。给药方式:灌服中药混悬液。给药时间:每日
4pm给药。为期 4 周。
2. 2 取材
末次给药后禁食不禁水 12 h,随机选取小鼠并按 10
mL /kg体质量腹腔注射 1%戊巴比妥钠麻醉,腹主动脉取
血,静置 3 h后 3000 r /min离血清,- 20℃保存。迅速剥离
附睾周围脂肪组织,投入液氮,进行相关检测。
2. 3 观察指标及检测方法
2. 3. 1 血清指标 FBG 用德国罗康全血糖仪及配套试纸
测定,血清胰岛素用放免法测定,血脂四项(TC、TG、LDL -
C、HDL - C)及 FFA全自动生化仪测定,严格按照试剂盒说
明书步骤测定。
2. 3. 2 胰岛素敏感指数(ISI) 采用李光伟法[1],ISI = 1 /
空腹血糖(FBG)×空腹血清胰岛素(FFINS) ,取自然对数。
2. 3. 3 脂肪组织 ADPN、TNF - αmRNA 表达采用 RT -
PCR法 按 RNA提取试剂盒说明提取脂肪细胞 RNA,按
照逆转录试剂盒说明书进行 RT - PCR,GAPDH 为内参,
引物由北京尚柏生物公司提供,基因引物序列为:GAP-
DH(XM _ 001477574) ,上 游:5 ' - TGGAGAAACCTG
CCAAGT - 3 ',下游:5 ' - GTTGCTGTTGAAGTCGCA - 3 ',
产物长度 122 bP;TNF - α(NM_0136 93) ,上游:5 ' - C
GTAGCAAACCACCAAGTG - 3',下游:5 ' - ATAGCAAATC
GGCTGACG - 3 ',产物长度 204bP;AdiPonectin(NM _
009605)上游:5 ' - CATTATGACGGCAGCACTG - 3 ',下
游:5'- TCCTGATACTGGTCGTAGGTG - 3',产物长度 149
bP。反应条件:95 ℃预孵育性 5 min后,进行 95 ℃变性
30 s,55 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 30 s,4 ℃终止,共 32 个
循环。反应结束后取 10 μL PCR 产物,用 1%的琼脂糖
90 V 电压跑 20 min,凝胶成像分析系统进行分析,以目
的基因的积分光密度值与 GAPDH 积分光密度值之比来
表示其相对含量。
2. 4 统计学分析
应用 SPSS 13. 0 统计软件包分析。数据采用(珋x ± s)表
示,组间比较采用单因素方差分析。
3 结果
3. 1 对 db /db小鼠体质量的影响
与正常组 db / +小鼠比较,db /db 小鼠明显肥胖,体质
量增加显著;与模型组相比,治疗组中吡格列酮在治疗 1 周
后体质量开始缓慢升高,第 4 周时有统计学差异(P <
0. 05) ;匙羹藤组第 2 周开始降低(P < 0. 05) ,第 4 周与模
型组相比有显著性差异(P < 0. 01)。见表 1。
表 1 对 db /db小鼠体质量的影响(n = 8,珋x ± s)
组别 第 0 周 第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4 周
db / + 21. 08 ± 0. 62 21. 95 ± 0. 79 22. 24 ± 0. 70 23. 51 ± 1. 04 23. 43 ± 1. 01
模型组 34. 58 ± 3. 59** 39. 00 ± 2. 34** 41. 35 ± 2. 39** 42. 35 ± 2. 20** 43. 11 ± 2. 22**
吡格列酮 34. 43 ± 2. 45 38. 65 ± 2. 25 41. 39 ± 2. 25 42. 58 ± 2. 46 47. 01 ± 2. 76 ▲
匙羹藤 33. 99 ± 2. 44 37. 48 ± 2. 36 38. 43 ± 2. 88▲ 39. 44 ± 3. 16▲ 39. 28 ± 3. 80 ☆
注:与 db / +相比,**P < 0. 01;与模型组相比,▲P < 0. 05,☆P < 0. 01。
表 2 空腹血糖水平(n = 8,珋x ± s)
组别 第 0 周 第 1 周 第 2 周 第 3 周 第 4 周
db / + 7. 06 ± 0. 77 8. 33 ± 0. 60 8. 04 ± 0. 69 7. 66 ± 0. 63 8. 42 ± 0. 33
模型组 23. 40 ± 2. 28** 22. 71 ± 3. 61** 26. 09 ± 2. 99** 26. 31 ± 2. 50** 28. 61 ± 2. 90**
吡格列酮 22. 04 ± 2. 71 19. 24 ± 2. 85 21. 81 ± 2. 91 21. 48 ± 3. 24▲ 20. 79 ± 4. 05☆
匙羹藤 22. 53 ± 2. 79 20. 38 ± 2. 60 22. 79 ± 2. 65 23. 04 ± 2. 19▲ 22. 65 ± 3. 32▲
注:与 db / +相比,**P < 0. 01;与模型组相比,▲P < 0. 05,☆P < 0. 01。
3. 2 对 db /db小鼠 FBG的影响
表 2 说明,模型组小鼠 FBG 明显高于正常组(P <
0. 001) ;与模型组相比,吡格列酮组治疗 3 周后可降低 db /
db小鼠的 FBG(P < 0. 05) ,以治疗 4 周时最为显著(P <
0. 01) ,匙羹藤组在治疗 3 周后即有统计学意义(P <
0. 05)。
3. 3 对 db /db小鼠 Fins,ISI的影响
表 3 说明,各组 db /db小鼠空腹血清 Ins水平比正常组
显著升高,ISI指数显著降低;与模型组相比,匙羹藤组 Ins
水平没有变化,但能提高 db /db小鼠 ISI指数(P < 0. 01)。
表 3 空腹血清 Ins和 ISI水平(n = 8,珋x ± s)
组别 Ins ISI
db / + 0. 90 ± 0. 08 - 2. 01 ± 0. 12
模型组 1. 44 ± 0. 29** - 3. 70 ± 0. 26**
吡格列酮 1. 09 ± 0. 16☆ - 3. 10 ± 0. 28☆
匙羹藤 1. 21 ± 0. 29 - 3. 26 ± 0. 34☆
注:与 db / +相比,**P < 0. 01;与模型组相比,▲P < 0. 05,
☆P < 0. 01。
3. 4 对 db /db小鼠小鼠血脂及 FFA的影响
与正常组相比,db /db小鼠血脂中 TC、TG、LDL 水平
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表 4 血脂及 FFA水平(n = 8,珋x ± s)
组别 TC TG LDL HDL FFA
db / + 2. 06 ± 0. 18 1. 06 ± 0. 28 1. 25 ± 0. 11 1. 22 ± 0. 32 53. 55 ± 10. 37
模型组 3. 16 ± 0. 49** 2. 42 ± 0. 25** 1. 91 ± 0. 32** 0. 68 ± 0. 12** 96. 36 ± 15. 54**
吡格列酮 2. 59 ± 0. 28 1. 74 ± 0. 41▲ 1. 76 ± 0. 18 0. 95 ± 0. 23 75. 25 ± 5. 48☆
匙羹藤组 2. 50 ± 0. 58▲ 2. 29 ± 0. 44 1. 65 ± 0. 35☆ 0. 86 ± 0. 22 83. 62 ± 8. 80
注:与 db / +相比,**P < 0. 01;与模型组相比,☆P < 0. 05,▲P < 0. 01。
和血清 FFA显著升高,而 HDL 水平降低(P < 0. 01) ;与模
型组相比,吡格列酮组 TG、FFA明显下降(P < 0. 05) ,匙羹
藤组 TC、LDL - C水平降低(P < 0. 05)。治疗 4 周后,与模
型组相比,匙羹藤组血清 FFA 水平仅有下降趋势,没有统
计学差异(P > 0. 05)。见表 4。
3. 5 对小鼠脂肪组织 TNF - α、Adiponectin mRNA 表达的
影响
与模型组相比,吡格列酮和匙羹藤提取物提高了 Adi-
ponectin mRNA 表达水平(P < 0. 05) ,而匙羹藤对 TNF - α
mRNA表达水平影响不明显。见表 5。
表 5 脂肪组织中 adiponectin和 TNF - α mRNA
表达水平(n = 8,珋x ± s)
组别 Adiponectin TNF - α
db / + 6. 31 ± 0. 44 2. 74 ± 0. 42
模型组 3. 81 ± 0. 35** 5. 49 ± 0. 49**
吡格列酮 5. 84 ± 0. 62☆ 3. 11 ± 0. 55☆
匙羹藤组 5. 02 ± 1. 15▲ 4. 92 ± 0. 38
注:与 db / +相比,**P < 0. 01;与模型组相比,☆P < 0. 05,▲
P < 0. 01。
4 讨论
胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)是 2 型糖尿病的发
病基础,指胰岛素作用的靶器官、组织对其生物学效应的反
应性降低或丧失,从而产生一系列的病理和临床表现。目
前脂肪组织被广泛认为是一复杂、活跃的内分泌器官,在
IR的发生中起着重要作用。在代谢状态改变及受外来刺
激时脂肪组织可分泌多种脂肪细胞因子,包括脂联素(adi-
ponectin)、瘦素(1eptin)、抵抗素(resistin)、内脂素(visfa-
tin)、网膜素(retinal)、脂肪细胞蛋白酶(adipsin)、纤溶酶原
激活抑制因子 - 1(PAI - 1)、肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)
等。其中 ADPN是当今最明确和最重要的一个抗 IR 作用
的脂肪细胞因子,由白色脂肪组织分泌,是脂肪组织特异性
的血浆蛋白[2],对人和动物的胰岛素靶组织的糖和脂代谢
起着重要的调节作用,在肥胖 ob /ob小鼠和肥胖人群中,脂
肪组织脂联素 mRNA表达水平降低[3]。TNF - α主要由激
活的巨噬细胞、脂肪细胞[4]和肌肉细胞[5]合成分泌的一种
具有多种功能的细胞因子,脂肪组织是产生内源性 TNF -
α的主要来源,与血浆胰岛素水平、葡萄糖代谢及脂质代谢
密切相关[6]。db /db小鼠是由于 db 基因突变导致瘦素受
体缺失的自发性肥胖 2 型糖尿病小鼠,表现为严重的胰岛
素抵抗和进行性的胰岛素缺乏[7],该小鼠多年来作为预防
肥胖、高血糖和 IR的干预治疗模型。
匙羹藤是目前实验研究证实具有治疗糖尿病的单味中
药[8 -11],降血糖的活性成分主要是一系列的三萜皂苷类化
合物—匙羹藤酸(Gymnemic acid,GA) ,在叶中的含量为
3. 9% ~9. 6%[12]、牛弥菜醇 A(Conduritol A)[13]等。GS及其
有效成分防治糖尿病的可能机制主要有[14]:(1)促进胰岛素
的分泌;(2)保护胰岛 β细胞;(3)增加葡萄糖的利用,增加
胰岛素介导葡萄糖摄取;(4)抑制肠道葡萄糖的吸收等。在
我国,GS广泛分布于南方各省区,藏量大,但还未受到我国
学者的广泛关注。对 GS 降血糖的研究大多停留在药效学
的水平上,其降糖机制和活性成分还不是十分透彻,尤其是
对于胰岛素抵抗方面的研究却很少,故本实验以胰岛素抵抗
为研究切入点对其抗糖尿病的作用机制进行深入研究。
本实验结果显示,匙羹藤能明显降低自发性 2 型糖尿
病 db /db小鼠体质量、FBG、TG 和 LDL 水平,并且提高了
ISI指数,证实了匙羹藤具有改善 2 型糖尿病糖脂代谢紊乱
的作用,并可能在一定程度上增加了胰岛素的敏感性。匙
羹藤提取物能上调脂肪组织脂联素 mRNA 的表达,可能与
降低体质量有关,但不排除与增加胰岛素敏感性有关,故在
另篇研究中(待发表)将报道匙羹藤对骨骼肌组织中葡萄
糖转运信号通路的影响,进一步阐明改善胰岛素抵抗的分
子生物学机制。
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