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Hypoglycemic effect of extracts from Dendrobium officinale roots on type 2 diabetic model mice
Mi Wenjia1,Chen Suhong2,Lv Guiyuan1,Li Yan1,Zhan Yueli2
(1 Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou 310053;2 Wenzhou Medical University,Wenzhou 325035)
Objective:It has been shown that the effect of nourishing yin and clearing heat from traditional medicinal stem of Dendrobium offici-
nale (D. officinale)were closely related with the prevention and treatment of diabetes relations. Now huge non-medicinal root were wasted,
resulting in a large waste of resources. Therefore,the hypoglycemic effect of extract from D. officinale roots on type 2 diabetic model mice
which fed with enrich-diet and streptozotocin was investigated,and to provide pharmacology basis for fully utilization of D. officinale roots.
Methods:Type 2 diabetic model was established by feeding eight-week high sucrose & fat diet and abdominal injecting of streptozotocin
(STZ)twice. After 10 w of modeling,they were orally administrated with extract in different solvents (EW,EA and EB)of D. officinale
roots of single dose of 5 g /kg,twice daily,lasted for 10 weeks. During the experiment,sign,weight,food and water intake were measured.
Fasting blood glucose (FBG)was determined in the 6th,8th and 10th weeks. Oral glucose tolerance test (OGTT)was measured in the 8th
week. The indexes such as glycosylated hemoglobin (HbA1c) ,insulin (INS)and insulin receptor-beta (ISR-β)were measured and the in-
sulin sensitivity index (ISI)was calculated in the 10th week. Results:⑴Compared with model group,three extracts could improve the sign
and reduce the water and food intake of model mice,and the extract EB was more obvious. ⑵Compared with model group,extract EB could
obviously lower FBG of model mice (p < 0. 05) ,and the value respectively were by model group (19. 7 ± 4. 7)mmol /L down to (15. 1 ± 4.
6)mmol /L,by(19. 5 ± 4. 7)mmol /L down to (15. 1 ± 4. 5)mmol /L,by (19. 3 ± 5. 9)mmol /L down to (13. 3 ± 5. 5)mmol /L in the
6th,8th and 10th weeks. During the OGTT,extract EB could effectively reduce the blood glucose levels of three time points and the area un-
der curve (p < 0. 05 ~ 0. 01)and extract EA could decrease serum glucose levels 2 h after glucose administration (p < 0. 05)in the 8th
week. ⑶Further study found that extract EB could markedly reduce the HbA1c (p < 0. 01)and increase the ISI (p < 0. 05)of mice. Con-
clusion:The study demonstrates that the extracts from D. officinale roots can improve type 2 diabetic model mice,and extract EB has an obvi-
ous and stable hypoglycemic effect,together with effectively improving sign,quality of life and oral glucose tolerance of mice. It provides a
new idea for rational utilization of D. officinale roots and comprehensive development of resources. Its hypoglycemic mechanism may be related
to increasing sensitivity of insulin receptor site to insulin into improve insulin resistance.
Key words Dendrobium officinale roots(铁皮石斛根) ;Dendrobium resources;type 2 diabetes model;mice;hypoglycemic effect;com-
prehensive development
西藏绿萝花石油醚提取物对 STZ糖尿病大鼠糖脂代谢及糖尿病肾病的影响*
张晓英,张致英,贺 学,孙亚楠,盛业萌
(西藏民族学院 医学院 高原环境与疾病相关基因研究实验室,咸阳 712082)
摘 要 目的:西藏绿萝花乙醇提取物中,除乙酸乙酯和正丁醇萃取相外,石油醚萃取相也具有较强的 α-葡萄糖苷酶抑制作
用,该萃取相在降低餐后高血糖的同时是否影响糖尿病其他症状以及糖尿病肾病还值得进一步探讨。方法:本研究采用 SD大鼠腹
921中药药理与临床 2015;31(1)
* 基金项目:2011 年西藏自治区科技厅第二批自然科学基金项目
腔注射 STZ并长期给予高蔗糖饲料,形成稳定的 1 型糖尿病模型,以 50mg /kg、200mg /kg、500mg /kg 剂量绿萝花提取物石油醚相高
蔗糖饲料喂养,研究对糖尿病大鼠血糖、血脂、炎症因子、糖尿病肾病的影响。结果:研究发现,与模型组相比,50mg /kg 绿萝花提取
物石油醚相处理组即可使血糖、糖化血清蛋白、尿糖降低;甘油三酯及胆固醇水平也明显降低,且成剂量依赖性。血肌酐、血尿素
氮、尿 NAG酶显著下降,炎症介质 IL-6 的水平也明显降低。肾脏病理切片结果显示:与模型组相比,50mg /kg绿萝花提取物石油醚
相处理组肾小球损伤减轻,肾小管肿胀好转,空泡减少。免疫组化结果显示:模型组大鼠肾脏组织染色阳性区域光密度值明显升
高,TGF-β过度表达,50 mg /kg绿萝花提取物石油醚相处理组 TGF-β表达降低,且成剂量依赖性。结论:绿萝花提取物石油醚相可
通过抑制 α-葡萄糖苷酶活性降低餐后血糖,且可以降低糖尿病大鼠的血脂、血肌酐、血尿素氮等,对肾脏起保护作用,其机制可能与
抑制炎症因子 IL-6 以及 TGF-β的表达有关。
关键词 绿萝花石油醚提取物;α-葡萄糖苷酶;糖尿病肾病;IL-6;TGF-β
绿萝花于当地居民通过泡水饮用的方式来治疗糖尿病、高
血脂等慢性疾病。竺琴等[1]报道:西藏绿萝花乙醇提取物的乙
酸乙酯萃取部分有较强的 α-葡萄糖苷酶抑制及抗氧化作用。
罗小文等[2]研究发现:西藏绿萝花具有明显的降血糖活性,尤
以乙酸乙酯和正丁醇部分较佳。α-葡萄糖苷酶抑制剂可抑制小
肠黏膜 α-葡萄糖苷酶的活性,延缓葡萄糖在肠道的吸收,从而
有效降低餐后高血糖[3]。此外,有研究报道[4]长期服用 α-葡萄
糖苷酶抑制剂还能够改善糖脂代谢、延迟或防治肾、视网膜、神
经病变。
本课题前期研究发现[5],除绿萝花乙酸乙酯和正丁醇萃取
相具有 α-葡萄糖苷酶抑制及降血糖作用外,绿萝花提取物石油
醚萃取相对 α-葡萄糖苷酶也有较强的抑制作用,但关于该萃取
相能否对糖尿病大鼠糖脂代谢、炎症状态以及糖尿病肾病产生
影响,国内外鲜有报道。
1 材料与方法
1. 1 试验药物 绿萝花(购于西藏拉萨,经作者鉴定为绿萝
花)干花 166. 67g,粉碎,2L 70%乙醇浸泡过夜,超声波辅助搅拌
处理 2h,过滤,同样条件重复一次,合并滤液,用旋转蒸发器减
压浓缩上述浸提液,去除乙醇回收浓缩液,分别用石油醚、乙酸
乙酯、正丁醇依次萃取(等体积分三次萃取)浓缩液,再分别用
旋转蒸发仪浓缩,并真空干燥,得到各部分的浸膏,正丁醇相浸
膏 0. 51g,乙酸乙酯相浸膏 0. 3g,石油醚相浸膏 0. 43g。阿卡波
糖片(拜糖苹) ,购于德国拜耳公司,批号:BJ12892。
1. 2 动物 SD大鼠,雄性,130g左右,购于南方医科大学动物
中心,动物生产许可证号:SCXK(粤)2011-0015。
1. 3 试剂 链脲菌素 STZ(美国 Sigma 公司) ;葡萄糖氧化酶
试剂盒、甘油三脂试剂盒、胆固醇试剂盒、游离脂肪酸试剂盒
(上海抚生实业有限公司)、糖化血清蛋白(GSP)测试盒(南京
建成生物工程研究所)、肌酐测定试剂盒、尿素氮测定试剂盒
(南京建成生物工程研究所)、尿液 NAG 测定试剂盒(南京建成
生物工程研究所)、大鼠 IL-6 Elisa 试剂盒(武汉华美生物工程
有限公司)、TGF-β抗体(北京博奥森生物技术有限公司)Chem-
Mate TM DAKO Envision TM Detection Kit(DAKO)。
1. 4 仪器 酶标仪(iMARK 美国)、显微镜及拍照系统(Olym-
pus)。
1. 5 方法 大鼠禁食 12h,腹腔注射 STZ(链脲菌素)溶液 65
mg /kg,正常对照组大鼠腹腔注射不含链脲菌素的柠檬酸缓冲
液。72h尾静脉取血测血糖,取血糖超过 16. 7 mmol /L 的大鼠
进行实验分组。正常对照组正常饲料喂养,模型组以高蔗糖饲
料(蔗糖与基础饲料 1:1)喂养,阿卡波糖组 30 mg /kg高蔗糖饲
料,其余三组分别含绿萝花提取物石油醚相的高蔗糖饲料(50
mg /kg、200mg /kg、500mg /kg)。
1. 5. 1 给药后 3 周后取血,采用葡萄糖氧化酶试剂盒测定血糖
值(大鼠不禁食) ,糖化血清蛋白(GSP)、甘油三酯、胆固醇、血
清肌酐、尿素氮相应试剂盒测定。
1. 5. 2 尿液测定和尿糖测定 给药 4 周后,将大鼠至于代谢笼
中,自由饮水及进食,收集 6h 尿液,量取尿液体积,离心后取上
清待测。
1. 5. 3 尿液 NAG酶(N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶)活性测定:
给药 4 周后,试剂盒测定。
1. 5. 4 血清中 IL-6:给药 4 周后,ELISA试剂盒检测。
1. 5. 5 实验 4 周后处死动物肾脏用 10%甲醛固定,石蜡包埋,
常规切片,HE染色,光镜观察大鼠肾脏病理变化。
1. 5. 6 肾脏组织 TGF-β 检测:免疫组化检测,使用 Image Pro
Plus 5. 0 高清病理图像分析软件进行半定量分析,每只大鼠高
倍镜下随机选取 10 个视野,测定其光密度值用以表达染色阳性
区 TGF-β的表达程度。
2 结果
2. 1 绿萝花提取物石油醚萃取相对糖尿病大鼠血糖及尿糖的
影响
表 1 绿萝花提取物石油醚萃取相对 STZ高血糖大鼠血糖、糖化血
清蛋白、尿糖的影响(珋x ± s,n = 5)
组别
剂量
(mg /kg)
血糖
(mmol /L)
糖化血红蛋白
(mmol /L)
尿糖
(mg /ml)
正常对照 6. 61 ± 0. 11** 6. 68 ± 0. 07** 55. 90 ± 2. 83**
模型对照 30. 57 ± 0. 16 33. 70 ± 0. 26 1000. 00 ± 0. 00
阿卡波糖 30 13. 24 ± 0. 34** 23. 25 ± 0. 37** 596. 73 ± 12. 14**
石油醚萃取相 50 18. 66 ± 0. 30* 25. 46 ± 0. 23* 605. 01 ± 21. 09**
石油醚萃取相 200 17. 11 ± 0. 31* 23. 31 ± 0. 18** 475. 02 ± 15. 38**
石油醚萃取相 500 15. 68 ± 0. 27** 21. 61 ± 0. 45** 381. 18 ± 10. 63**
与模型组相比 * P﹤ 0. 05,** P﹤ 0. 01(下同)
2. 2 绿萝花提取物石油醚萃取相对糖尿病大鼠血脂的影响
表 2 绿萝花提取物石油醚萃取相对 STZ高血糖大鼠甘油三酯、胆
固醇的影响(珋x ± s,n = 5)
组别
剂量
(mg /kg)
甘油三酯
(mmol /L)
胆固醇
(mmol /L)
正常对照 1. 15 ± 0. 05** 2. 16 ± 0. 16**
模型对照 2. 67 ± 0. 12 2. 83 ± 0. 11
阿卡波糖 30 2. 25 ± 0. 08* 2. 58 ± 0. 12*
石油醚萃取相 50 2. 10 ± 0. 07* 2. 60 ± 0. 12*
石油醚萃取相 200 1. 86 ± 0. 08** 2. 32 ± 0. 11**
石油醚萃取相 500 1. 77 ± 0. 11** 2. 20 ± 0. 14**
2. 3 绿萝花提取物石油醚萃取相对糖尿病肾病的影响
031 中药药理与临床 2015;31(1)
DOI:10.13412/j.cnki.zyyl.2015.01.041
表 3 绿萝花提取物石油醚萃取相对 STZ高血糖大鼠血清肌酐、尿
素氮、NAG酶以及肾体指数影响(珋x ± s,n = 5)
组别
剂量
(mg /kg)
血清肌酐
(mmol /L)
尿素氮
(mmol /L)
尿 NAG酶
(U /L)
空白对照 52. 0 ± 2. 2** 6. 30 ± 0. 29** 24. 01 ± 0. 18**
模型对照 82. 0 ± 2. 2 10. 61 ± 0. 32 53. 50 ± 1. 64
阿卡波糖 30 61. 2 ± 1. 1** 7. 51 ± 0. 26** 42. 11 ± 1. 14**
石油醚萃取相 50 73. 7 ± 1. 6* 8. 01 ± 0. 17* 45. 35 ± 1. 72*
石油醚萃取相 200 61. 8 ± 1. 7** 7. 88 ± 0. 13* 43. 34 ± 0. 89*
石油醚萃取相 500 58. 2 ± 1. 5** 7. 04 ± 0. 12** 41. 35 ± 0. 94**
2. 4 绿萝花提取物石油醚萃取相对糖尿病大鼠血清 IL-6、肾脏
TGF-β的影响
表 4 绿萝花提取物石油醚萃取相对 STZ高血糖大鼠血清 IL-6、肾
脏组织 TGF-β表达的影响(珋x ± s,n = 5)
组别 剂量(mg /kg) IL-6(ng / ml) TGF-β(光密度值)
正常对照 10. 6 ± 0. 4** 0. 15 ± 0. 03**
模型对照 15. 5 ± 0. 4 0. 88 ± 0. 14
阿卡波糖 30 11. 1 ± 0. 4** 0. 42 ± 0. 05**
石油醚萃取相 50 13. 3 ± 0. 6* 0. 63 ± 0. 04*
石油醚萃取相 200 12. 5 ± 0. 3* 0. 37 ± 0. 06**
石油醚萃取相 500 11. 6 ± 0. 6** 0. 28 ± 0. 03**
2. 5 绿萝花提取物石油醚萃取相对 STZ 糖尿病大鼠肾脏病理
及 TGF-β的影响
图 1 绿萝花提取物石油醚萃取相对 STZ糖尿病大鼠肾脏影响(HE染色 × 100)
A:对照组;B:模型组;C:阿卡波糖组(30 mg /kg) ;D:绿萝花石油醚相(50 mg /kg) ;E:绿萝花石油醚相(200 mg /kg) ;F:绿萝花石油醚相(500 mg /kg)
图 2 绿萝花提取物石油醚萃取相对 STZ糖尿病大鼠肾脏 TGF-β影响(× 100)
A:对照组;B:模型组;C:阿卡波糖组(30mg /kg) ;D:绿萝花石油醚相(50mg /kg) ;E:绿萝花石油醚相(200mg /kg) ;F:绿萝花石油醚相(500mg /kg)
3 讨论
西藏绿萝花包含多种药用植物成分,如:黄酮类物质、多糖、
挥发油以及微量元素等[6]。曾艺玲[7]等采用超临界 CO2 萃取
工艺提取绿萝花的脂溶性成分,用四氧嘧啶诱导的糖尿病大鼠
模型对萃取物进行降血糖研究,结果表明:绿萝花超临界萃取
物对实验性糖尿病大鼠有显著降血糖作用。陈家鹏[8]等采取
超声波提取法提取黄酮类化合物与还原糖物质,在得到纯度较
高的黄酮类化合物和还原糖后,对其含量进行测定。绿萝花中
总黄酮的含量为 0. 994%。罗小文等研究发现:绿萝花的乙酸
乙酯和正丁醇部位均能不同程度降低上述不同糖尿病动物模
型的空腹血糖,而对正常小鼠空腹血糖无明显影响。竺琴等采
用微波提取工艺,功率为 450W、液料比为 20、提取时间为 12min
的条件时,为最佳提取条件,在对绿萝花提取物的各个部分在体
外对 α-葡萄糖苷酶抑制作用的研究中发现乙酸乙酯萃取部分
有较强的 α-葡萄糖苷酶抑制及抗氧化作用;正丁醇萃取部分有
131中药药理与临床 2015;31(1)
较强的抗氧化作用。
本实验采用 SD 大鼠腹腔注射 STZ 并长期给予高蔗糖饲
料,形成血糖稳定的 1 型糖尿病模型。研究发现:绿萝花提取
物石油醚相可以较好的降低 STZ 糖尿病大鼠的非禁食后的血
糖值,高剂量组降低最为明显。糖化血清蛋白可以反应 2 ~ 3 周
内平均血糖水平,是反映药物短期血糖控制情况的一个指标。
本实验中糖尿病大鼠在口服绿萝花提取物石油醚相 4 周后,其
糖化血清蛋白﹙ GSP﹚水平明显降低,与药物剂量的增加成正
相关。此外,在给药四周后,笔者考察了糖尿病大鼠的尿糖水
平,与血糖结果一致,绿萝花提取物石油醚相可显著降低糖尿
病大鼠的尿糖水平。
糖尿病血脂异常是大血管病变的主要危险因素之一,且合
并脂质异常的糖尿病患者冠心病的发病率比非糖尿病人群高。
有研究报道[9]:阿卡波糖在降低血糖的同时也具有明显的降血
脂作用,其机制可能是通过改善血糖控制,提高胰岛素敏感性
而达到的。笔者的研究也发现绿萝花提取物石油醚相也可降
低糖尿病大鼠的胆固醇和甘油三脂的水平。
糖尿病肾病是糖尿病常见的慢性微血管并发症之一,早期
表现为肾小球内高压力、高灌注、高滤过,进而肾小球毛细血管
基底膜增厚和系膜基质增多,最后出现肾小球硬化。糖尿病肾
病的发病机制复杂,目前认为是一种与遗传相关的多因素疾
病,高血糖尤其是餐后高血糖是糖尿病各种并发症发生的重要
危险因素[10],但有效的血糖控制并不能完全阻止各种并发症的
发展。已有研究证实:多元醇通路的激活、氧化应激、炎症、蛋白
质非酶糖化、细胞因子﹙ TGF-β﹚表达失衡以及由此引起的肾
脏血流动力学异常在糖尿病肾病的发展中发挥重要作用。
本实验发现绿萝花提取物石油醚相除可降低血糖、血脂
外,对糖尿病大鼠肾脏具有一定的保护作用。肾脏组织病理学
检查如图 1 所示:光镜下正常对照组肾组织未见明显改变。模
型组肾小球体积明显增大,毛细血管袢扩张,肾小囊变窄,系膜
细胞增生,系膜基质增多,肾小球肿胀,部分肾小管上皮细胞空
泡变性。绿萝花提取物石油醚相处理组肾脏组织病变程度较模
型组显著减轻,病变范围变小,肾小球基底膜增生减轻,肾小管
肿胀减轻,空泡减少,且随着药物剂量的增加,肾脏组织病变程
度减轻。
血清肌酐、尿素氮含量是反应肾脏功能的重要指标,由表 3
可见,STZ糖尿病大鼠血清肌酐、尿素氮水平明显高于对照组,
说明已出现糖尿病肾损伤,绿萝花提取物石油醚相可以降低血
清肌酐、尿素氮水平,且随着药物剂量的增加,效果更加显著。
NAG酶(N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶)是一种位于肾单位近曲
小管溶酶体内的酸性水解酶,当近曲小管受损时,尿中 NAG 的
含量显著升高。大量研究已证实 [11],NAG 酶对肾小管损伤诊
断的敏感性和特异性较高。由表 3 可见,STZ 糖尿病大鼠尿
NAG酶含量远高于正常大鼠,说明模型组存在肾小管损伤。绿
萝花提取物石油醚相可明显降低尿 NAG 酶含量,以上结果提
示:绿萝花的提取物一定程度上缓解了糖尿病肾损伤。
IL-6 是体内炎症反应和一系列病理生理过程的重要介质,
它主要由单核巨噬细胞产生,是具有多项生物学效应的细胞因
子。IL-6 能调节肾小球系膜细胞的有丝分裂,促进该细胞增殖
并产生和释放前列腺素,引起肾小球微血管改变,在糖尿病肾
病早期和中期肾小球滤过率增高中起重要作用[12]。为此,笔者
采用 ELISA试剂盒检测大鼠血清 IL-6 水平,结果绿萝花提取物
石油醚相可显著降低 STZ糖尿病大鼠血清 IL-6 的水平。
TGF-β属于一类相关蛋白超家族,包括 TGF-β 异构体、活
化素、抑制素、骨形态发生蛋白等,参与细胞的生长、分化、凋亡,
组织损伤修复,调控细胞外基质的合成与降解。高血糖是导致
TGF-β升高的主要因素。有研究表明[13]:TGF-β通过抑制细胞
分化、促进细胞外机制合成,导致肾小球肥大、肾小球硬化,最终
引起糖尿病肾病。有报道称 STZ诱导大鼠发生糖尿病 24h后即
可检测到肾皮质 TGF-β 表达升高。本研究采用免疫组化检测
肾脏组织中 TGF-β,结果如图 2 显示:与正常组相比,模型组大
鼠肾脏组织染色阳性区域光密度值明显升高,TGF-β过度表达。
绿萝花提取物石油醚相处理组大鼠肾脏组织染色阳性区光密
度值下降,TGF-β表达降低,且随着药物剂量的增加,TGF-β 的
表达随之降低。
通过上述一系列的实验,我们发现西藏绿萝花提取物石油
醚相可通过抑制 α-葡萄糖苷酶作用降低糖尿病大鼠餐后血糖、
糖化血清蛋白、尿糖。此外,亦可降低糖尿病大鼠的血脂、血肌
酐、血尿素氮,对肾脏发挥保护作用,初探其机制可能与抑制炎
症因子 IL-6 以及 TGF-β的表达有关,且由于该萃取相作用途径
较为广泛,故推测绿萝花提取物石油醚萃取相中不是单一成分,
可能包含有:黄酮类物质、多糖以及挥发油等以及其他未知的成
分,由于未开展色谱分析实验,对于其成分只是预测,关于其更
为确切的研究还需进一步实验证实。
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Zhang Xiaoying,Zhang Zhiying,He Xue,Sun Yanan,Sheng Yemeng
(Medical college of Xizang university for nationalities,High altitude disease-related genetic research laboratory,Xianyang Shaanxi 712082)
Objective:Except for ethyl acetate and N-butanol phase of Tibet Scindapsus aureus extracts,petroleum ether extract phase also have a
strong inhibitory effect on α-glucosidase and decrease the postprandial hyperglycemia,Whether or not the phase have a beneficial effect on
other symptoms of diabetes and diabetic nephropathy has not been reported. Methods:In this study,by intraperitoneal injection STZ and
long-term high-sucrose diet for SD rats to formate a stable model of type 1 diabetes,taken 50mg /kg,200mg /kg,500mg /kg different doses of
Scindapsus aureus petroleum ether extract phase fed,to discover the drugs influence on blood glucose,blood lipids,inflammatory factors,dia-
betic nephropathy. Results:Compared with the model group,the 50mg /kg Tibet Scindapsus aureus extracts petroleum ether phase treatment
groups blood glucose,glucosylated serum protein,urine glucose decreased,as well as triglyceride and cholesterol. Moreover,serum creati-
nine,blood urea nitrogen,urinary NAG enzyme significantly decreased. The inflammatory mediators IL-6 is also decreaed obviously. Renal
pathology results show that compared with the model group,the mice in the group treatment by 50mg /kg Scindapsus aureus petroleum ether
extract phase show symptoms of Glomerular injury mitigation,tubulus renalis swelling improvement and the number of cavitation reduce. The
results of Immunohistochemistry show:In the model group of rats kidney tissue,optical density regions staining increased significantly ,and
TGF-β overexpressed. The dose of 50mg /kg Tibet Scindapsus aureus extrac petroleum ether phase treatment decreased expression of TGF-β,
and a dose-dependent manner. Conclusion:Tibet Scindapsus aureus extrac petroleum ether phase can reduce postprandial blood glucose by
inhibiting α-glucosidase activity,and reduce blood lipids in diabetic rats,serum creatinine,blood urea nitrogen blood urea nitrogen to pro-
tect kidneys,the mechanism may be related to the inhibition of inflammatory cytokines expression of IL-6 and TGF-β related.
Key word Scindapsus aureus(绿萝花) ;α-glucosidase;diabetic;nephropathy;IL-6;TGF-β
白花蛇舌草通过 Wnt信号通路抑制结肠肿瘤干细胞分化*
史玉荣1,徐海波1**,石梦莹1,卢小路1,曾 南1,周丽娟2,王德健1,叶晓林1,方 皓1,张茂佳1
(1 成都中医药大学药学院,中药资源系统研究与开发利用省部共建国家重点实验室培育基地,成都 611137;
2四川省中医药科学院中医研究所,成都 610014)
摘 要 目的:研究白花蛇舌草对结肠肿瘤干细胞(CSC)分化的影响,从 Wnt 信号通路阐明其作用机制。方法:制备白花蛇
舌草乙醇提取物,从人结肠肿瘤组织中消化、分拣出结肠 CSC。用干细胞球形成试验研究白花蛇舌草对结肠 CSC活性的影响,用含
胎牛血清的 DMEM/F-12 培养基诱导 CSC分化,并研究白花蛇舌草对结肠 CSC分化的影响,以及对结肠 CSC中 CK20 和 CD133 mR-
NA水平的影响,用软琼脂克隆形成试验研究白花蛇舌草对结肠 CSC体外转化的影响,用 qRT-PCR 研究白花蛇舌草对结肠 CSC 中
Wnt信号通路基因 β-catenin和 TCF4 表达的影响。结果:终浓度为 125 μg /ml、250 μg /ml和 500 μg /ml的白花蛇舌草乙醇提取物可
以剂量依赖性地抑制结肠 CSC球形成,抑制结肠 CSC分化,下调结肠 CSC中 CK20 和 CD133 mRNA水平,抑制结肠 CSC体外转化,
并降低结肠 CSC中 β-catenin和 TCF4 mRNA水平。结论:白花蛇舌草可以抑制结肠 CSC分化,其机制在于抑制 Wnt 信号通路的活
性。
关键词 白花蛇舌草;肿瘤干细胞;分化;Wnt信号通路
肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)是机体内极小部分能够
在病理条件下不对称分化成肿瘤的细胞,它具有干细胞的一般
共性,更有致癌性的特点。CSC不但与肿瘤发生直接相关,而且
是肿瘤复发、转移、产生抗药性的重要因素。新近研究表明,
Wnt信号通路在 CSC分化成肿瘤的过程中起有重要作用[1],阐
明 CSC分化的机制,研究以 Wnt 信号通路为作用靶点的药物,
对于抑制 CSC分化、并防治肿瘤具有重要意义。
白花蛇舌草(Hedyotis diffusa Willd)临床上广泛地用于各种
肿瘤的治疗[2 ~ 4],本文从患者的结肠肿瘤组织中消化、分拣出结
肠 CSC,研究白花蛇舌草对结肠 CSC 分化的影响,以期从 Wnt
信号通路阐明其抑制 CSC分化的机制。
331中药药理与临床 2015;31(1)
* 基金项目:国家自然科学基金面上项目(81173598) ,人社部留学人员科技活动择优资助项目(2011508) ,教育部高等学校博士学科点基金
(20115132120010) ,教育部留学回国人员科研启动基金(2013693) ,四川省科技厅中药药理四川省青年基金科技创新研究团队(2014TD0007) ,四
川省教育厅重点科技项目(12ZA038)。 **通讯作者