全 文 ：ISSN 1006 － 7167
CN 31 － 1707 /T
实 验 室 研 究 与 探 索
ＲESEAＲCH AND EXPLOＲATION IN LABOＲATOＲY
第 35 卷 第 9 期
2016 年 9 月
Vol． 35 No． 9
Sep． 2016
探讨翻白草黄酮对 T2DM大鼠胰岛 β细胞保护的作用
刘志勇， 丛茜玉， 王晓敏
(江西中医药大学 科研处，江西 南昌 330004)
摘 要:为探讨翻白草黄酮修复 T2DM糖尿病大鼠胰岛 β细胞的部分机制，建立了
T2DM大鼠模型，连续翻白草黄酮 4 周后，模型动物的血糖和胰岛素下降;胰腺组织
的 SOD和 GSH-Px活性均升高，而 MDA 的含量升高;胰岛 β 细胞凋亡指数降低，
Bax蛋白表达下降且 Bcl-2 蛋白显著升高。表明翻白草黄酮具有抗氧化和清除自
由基的能力，减弱氧化应激对 T2DM胰岛 β细胞的损伤，通过抑制胰岛 β细胞的凋
亡从而恢复胰岛功能。
关键词:翻白草黄酮;氧化应激;胰岛 β细胞;凋亡
中图分类号:Ｒ 284． 1 文献标志码:A
文章编号:1006 － 7167(2016)09 － 0038 － 03
Protection of Flavonoids from Potentilla Discolor Bunge on the
Pancreatic Islet Beta Cells of Type 2 Diabetes Mellitus Ｒats
LIU Zhi-yong， CONG Qian-yu， WANG Xiao-min
(Department of Scientific Ｒesearch，Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine，Nanchang 330004，China)
Abstract:To observe the effects of flavonoids from Potentilla Discolor Bunge (FPDB)on pancreatic islet beta cells
oxidative stress and apoptosis in type 2 diabetes mellitusmellitus rat，Male Sprague-Dawley rats were selected to build a
model of type 2 diabetes mellitus (T2DM)rats． After successive administration for 4 weeks，FBG and FINS in T2DM
rats treated with FPDB were decreased significantly． SOD and GSH-Px level of high-dose group and metformin group
were increased． MDA level was decreased． The cells apoptosis index was decreased． While the expressions of Bcl-2
were increased，Bax was decreased in the high-dose group． The effect of FPDB in treating T2DM was probably adjusted
the dyperfunction of glucose，its mechanism was probably related to increasing antioxidant capacity of T2DM rats，
reducing the pancreatic islet beta cells damage caused by oxidative stress，inhibiting pancreatic islet beta cells apoptosis．
Key words:flavonoids from potentilla discolor bunge;oxidative stress;pancreatic islet beta cells
收稿日期:2016 － 03 － 19
基金项目:江西省科技计划指导性项目(2014ZBBG70013) ;江西省
教育厅科技项目(GJJ150866) ;江西卫计委中医药项目(2015AZＲ0048)
作者简介:刘志勇(1977 －) ，男，江西东乡人，副教授，主要研究方
向:中药防治糖尿病研究。
Tel．:13879169296;E-mail:Liuzhiyong116@ 163． com
通信作者:王晓敏(1972 －) ，女，江西余干人，教授，主要研究方向:
中药防治内分泌疾病研究。
Tel．:0791-87118926;E-mail:wangxm2001@ 163． com
0 引 言
糖尿病是严重危害人类健康的常见慢性疾病，我
国糖尿病患者数量已居世界第一位［1］，中医药防治糖
尿病具有疗效好、副作用小的优势。翻白草为蔷薇科
植物，临床上治疗糖尿病取得良好的疗效。本课题组
前期研究结果表明其有效部位———黄酮类化合物具有
降血糖作用［2-3］，现从氧化应激的角度探讨翻白草黄酮
对 T2DM大鼠胰岛 β 细胞影响，进一步探讨其抗糖尿
病的部分作用机制。
第 9 期 刘志勇，等:探讨翻白草黄酮对 T2DM大鼠胰岛 β细胞保护的作用
1 材 料
(1)动物。清洁级雄性 SD 大鼠 50 只，体重(200
± 20)g，由湖南斯莱克斯实验动物有限公司提供。
(2)药材与试剂。翻白草采自江西井冈山地区，
由江西中医药大学中药鉴定教研室张寿文教授鉴定为
Potentilla Discolor Bunge。翻白草黄酮(由江西中医药
大学中药化学学科组制备，黄酮含量约为 62． 5%)。
链脲佐菌素(simga公司);葡萄糖试剂盒(中生北控生
物科技股份有限公司) ;SOD、GSH-Px 和 MDA 检测试
剂盒(南京建成生物工程有限公司)。TUNEL 试剂盒
(美国 Promega公司);鼠多克隆抗体(美国 Santa Cruz
公司)。
(3)仪器。 － 80°冰箱(日本 SANYO)，全套生物
组织自动脱水机、石蜡包埋机、摊烤片机(湖北孝感亚
光医用电子技术有限公司) ，ＲM2235 型切片机(德国
Leica公司)，BX-41 型显微镜 (日本 OLYMPUS) ，JS-
380 自动凝胶分析仪(上海培清科技有限公司)。
2 方 法
(1)动物模型建立方法和给药。SD 大鼠给予高
脂高糖乳剂灌胃(20%猪油、10%胆固醇、2%胆酸钠、
30%蔗糖、0． 1%甲巯咪唑)1 mL /100 g·d，4 周后，腹
腔注射链脲佐菌素(30 mg /kg)，3 d 后测定空腹血糖，
筛选血糖 ＞ 11． 1 mmol /L 大鼠 40 只［4］。空白对照组
和模型组每日以 2 mL饮用水灌胃;翻白草黄酮剂量组
(54、27 mg /kg);阳性对照组(盐酸二甲双胍悬浊液
20． 8 mg /kg) ，共 4 周。
(2)血糖、胰岛素水平。血糖(酶法) ;胰岛素 (放
免法)。
(3)胰腺组织 SOD、GSH-Px 活性和 MDA 含量。
切取一半胰腺组织匀浆后，按照试剂盒说明书操作测
定胰腺组织 SOD、GSH-Px活性和胰腺组织MDA含量。
(4)胰岛 β 细胞的凋亡率。采用 TUNEL 法检测
胰岛 β细胞的凋亡，具体操作步骤按照说明书进行。
结果判定:细胞核呈棕黄色者为阳性细胞(即凋亡细
胞);未发生凋亡的细胞核呈蓝色。每张切片至少观察
200个细胞，记录凋亡细胞数，计算凋亡指数(apoptosis
index，AI) (%)=凋亡细胞数 /200 ×100%。
(5)胰岛 β细胞凋亡相关 Bax 和 Bcl-2 蛋白的表
达。另一半胰腺组织固定包埋后，进行免疫组化染色，
采用 SP法染色，DAB显色。Bax一抗(1∶ 150)，Bcl-2 一
抗(1∶ 100) ，JS-380凝胶图像分析仪拍照，每张随机选择
5个视野，用平均光密度表示蛋白表达的相对含量。
(6)统计学分析。实验数据以均数 ±标准差(珋x ±
s)表示，采用 SPSS16． 0 软件包处理，组间比较采用单
因素方差分析，P ＜ 0． 05 有统计学意义。
3 结 果
3． 1 对 T2DM大鼠的血糖、胰岛素的影响
模型组大鼠血糖和胰岛素水平均升高，与空白对
照组比较有显著性差异(P ＜ 0． 05)。翻白草黄酮组和
阳性对照组血糖均下降，与模型组比较有显著性差异
(P ＜ 0． 05)。翻白草高黄酮组和阳性对照组胰岛素降
低，与模型组比较有显著性差异(P ＜ 0． 05)，见表 1。
表 1 翻白草黄酮对 T2DM大鼠血糖和胰岛素的
影响(珔x ± s，n =10)
组别
剂量 /
(mg·kg －1·d －1)
血糖 /
(mmol·L －1)
胰岛素 /
(mmol·L －1)
空白对照组 － 6． 64 ± 0． 481) 26． 32 ± 5． 121)
模型组 － 14． 34 ± 2． 76 45． 65 ± 7． 93
阳性对照组 20． 8 8． 68 ± 2． 551) 35． 27 ± 4． 781)
翻白草黄酮组 27 12． 93 ± 3． 16 37． 87 ± 4． 06
54 10． 75 ± 3． 821) 32． 70 ± 6． 911)
注:1)与模型组比较有显著差异，P ＜ 0． 05
3． 2 对 T2DM大鼠胰腺组织 SOD、GSH-Px和 MDA
的影响
与模型组比较，翻白草黄酮高剂量组和阳性对照
组 T2DM大鼠胰腺组织中 SOD和 GSH-Px活性均明显
升高(P ＜ 0． 05)，MDA 的含量显著降低(P ＜
0． 05) ;翻白草黄酮低剂量组胰腺 SOD和 GSH-Px活性
升高，MDA 含量下降，但差异均无统计学意义(P ＞
0． 05) ，见表 2。
表 2 翻白草黄酮对 T2DM大鼠胰腺组织 SOD、GSH-Px和MDA的影响(珔x ± s，n =10)
组别
剂量 /
(mg·kg －1·d －1)
SOD /
(U·mg·prot － 1)
GSH-Px /
(U·mg·prot － 1)
MDA /
(nmol·mg·prot － 1)
空白对照组 － 48． 27 ± 5． 98(1) 61． 60 ± 6． 87 3． 31 ± 0． 79
模型组 － 34． 97 ± 4． 18 47． 81 ± 5． 04(1) 5． 43 ± 0． 95(1)
阳性对照组 20． 8 38． 14 ± 4． 21(1) 49． 15 ± 4． 81 5． 15 ± 0． 61(1)
翻白草黄酮组 27 36． 10 ± 3． 82 48． 40 ± 7． 66 5． 24 ± 1． 00
54 41． 44 ± 4． 80(1) 60． 15 ± 6． 21(1) 3． 40 ± 0． 51(1)
注:(1)与模型组比较有显著差异，P ＜ 0． 05
93
实 验 室 研 究 与 探 索 第 35 卷
3． 3 对 T2DM 大鼠胰腺组织凋亡和相关凋亡蛋白的
影响
翻白草黄酮高剂量组、阳性对照组胰岛 β 细胞凋
亡指数均显著低于模型组(P ＜ 0． 05)，翻白草黄酮低
剂量组胰岛 β细胞凋亡指数也低于模型组，但不具有
统计学意义(P ＞ 0． 05)。翻白草黄酮高剂量组胰岛
β细胞 Bax蛋白显著低于模型组(P ＜ 0． 05) ，而 Bcl-
2 蛋白显著高于模型组(P ＜ 0． 05)。翻白草黄酮低
剂量组 Bax 蛋白降低且 Bcl-2 蛋白有所升高，但不具
有统计学意义(P ＞ 0． 05)，见表 3。
表 3 翻白草黄酮对 T2DM大鼠胰岛 β细胞凋亡和相关凋亡蛋白的影响(珔x ± s，n =10)
组别
剂量 /
(mg·kg －1·d －1)
AI /% DBax DBcl-2
空白对照组 － 6． 21 ± 1． 14(1) 0． 76 ± 0． 18(1) 1． 05 ± 0． 22(1)
模型组 － 11． 06 ± 1． 49 0． 96 ± 0． 14 0． 95 ± 0． 20
阳性对照组 20． 8 10． 45 ± 1． 90 0． 90 ± 0． 09 1． 00 ± 0． 14
翻白草黄酮组 27 10． 34 ± 1． 38 0． 94 ± 0． 18 1． 01 ± 0． 19
54 6． 70 ± 1． 07(1) 0． 85 ± 0． 20(1) 1． 02 ± 0． 23(1)
注:(1)与模型组比较有显著差异，P ＜ 0． 05
4 结 语
氧化应激是机体氧自由基生成和清除的失衡，过
量氧自由基升高引起细胞和机体损伤［5］。糖代谢紊
乱导致体内葡萄糖自身氧化、蛋白非酶糖化增加，从而
体内产生大量活性氧［6］。而且糖尿病患者的一氧化
氮合酶衍生一氧化氮生物利用度降低，自身抗氧化应
激的能力降低，氧化应激的产物羰基化蛋白和 MDA
水平增加，从而产生广泛组织的损伤，降低胰岛素敏感
性，产生明显的氧化应激损伤［7］。MDA是脂质在自由
基作用下产生氧化应激反应的产物，且具有细胞毒性，
通常用来评价机体氧化应激损伤程度。SOD 是生物
体内清除自由基的首要物质，与 GSH-Px、CAT 协同清
除机体内的各种氧自由基，以减轻或阻断脂质的过氧
化反应，保护细胞，使其免受氧化损伤［8］。本研究中
模型组大鼠的胰腺组织 MDA 明显升高，SOD、GSH-Px
显著下降，提示 T2DM 大鼠胰腺组织中产生明显的氧
化应激，可能造成胰岛损伤，引起胰岛功能下降。
糖尿病时胰岛 β 细胞的破坏和细胞凋亡增加，造
成胰岛 β 细胞数量减少和功能下降。长期高糖和高
脂产生大量活性氧自由基，引起胰岛 β 细胞的氧化应
激，诱导胰岛 β 细胞凋亡［9］。研究表明，氧化应激可
减少胰岛 β细胞内 PDX-1mＲNA 的表达，使胰岛 β 细
胞分泌胰岛素和 C 肽下降，降低胰岛 β 细胞功能，造
成血糖升高和胰岛素抵抗［10］。而细胞凋亡是由促凋
亡和抗凋亡蛋白共同调节。Bcl-2 蛋白能通过抗氧化
作用，减少氧自由基的产生和脂质过氧化物的形成，而
促凋亡基因 Bax、Bid、Bik 表达，能增加 Bcl-xl 等抗凋
亡基因的表达［11］。本研究中模型组大鼠的胰岛 β 细
胞凋亡率升高，Bcl-2 蛋白表达下降和 Bax 蛋白表达升
高，提示 T2DM 大鼠胰岛 β 细胞凋亡增加，引起胰岛
功能下降，从而造成血糖升高。
翻白草中的化合物主要有黄酮类、三萜类和酚酸
类化合物，如槲皮素、山奈酚，没食子酸、延胡索酸、原
儿茶酸、柚皮素等［12］。植株各部分均含黄酮类化合
物，且其总黄酮量含量高。黄酮为苦味成分，中医认为
“苦”能清燥热，其可能是其缓解“消渴”之症状的物质
基础之一。从翻白草已分离的黄酮成分组分看，分子
结构中 B环具有邻位羟基的黄酮所占比例高，而黄酮
化合物骨架上的羟基是具有抗氧化活性基团，且 B 环
上具有邻位羟基或间位的羟基抗氧化活性强［13］。黄
酮类化合物可通过刺激胰岛素释放、抑制 α-糖苷酶、
增加外周对糖的利用、增加胰岛素敏感性等机制而发
挥降低血糖的作用［14］。黄酮类化合物还能通过降血
脂，改善血流变，抑制醛糖还原酶活性，抑制蛋白质非
酶糖基化［15］等方面治疗糖尿病。本实验结果显示，给
予翻白草黄酮灌胃 4 周后，翻白草黄酮高剂量组的胰
腺组织中 SOD 和 GSH-Px 活性均明显高于模型组(P
＜ 0． 05)，MDA的含量显著低于模型组(P ＜ 0． 05) ，
提示翻白草黄酮能增强 T2DM 大鼠的抗氧化能力，减
弱胰岛 β 细胞氧化应激损伤。本实验结果还显示，翻
白草黄酮高剂量组的胰岛 β 细胞凋亡指数显著低于
模型组(P ＜ 0． 05) ，地锦草高剂量组胰岛 β 细胞的
Bax蛋白显著低于模型组(P ＜ 0． 05) ，且 Bcl-2 蛋白
显著高于模型组(P ＜ 0． 05)。以上结果提示翻白草
黄酮可明显降低 T2DM 大鼠的血糖，其机制可能与增
强 T2DM大鼠的抗氧化能力，减弱氧化应激对糖尿病
小鼠胰岛 β细胞的损伤，与抑制胰岛 β 细胞的凋亡有
关，其具体机制有待于进一步深入研究。
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(下转第 62 页)
04
实 验 室 研 究 与 探 索 第 35 卷
如表 1 所示。测量程序人机系统人体界面友好、操作
简单、测量迅捷、维护方便［13-14］。
表 1 同心度测量结果 mm
序号 影像仪 实验平台 差值
1 0． 011 0． 013 ﹢ 0． 002
2 0． 006 0． 008 ﹢ 0． 002
3 0． 012 0． 008 ﹣ 0． 004
4 0． 007 0． 010 ﹢ 0． 003
5 0． 016 0． 013 ﹣ 0． 003
6 0． 009 0． 014 ﹢ 0． 005
7 0． 015 0． 012 ﹣ 0． 003
8 0． 004 0． 009 ﹢ 0． 005
9 0． 018 0． 015 ﹣ 0． 003
10 0． 006 0． 010 ﹢ 0． 004
两种方法的测量结果均全部合格。由于两者测量
时定位基准不同，影像仪以端面为基准，实验平台以外
圆柱面为基准，数据结果作为参考，只须判断结果保持
一致。因此，自制实验平台可以填补学校实验设备的
空白。
4 结 语
本文基于计算机视觉技术与 LabVIEW软件，结合
生产实际需求，选择合适的硬件设备，设计了同心度实
验平台。实验结果表明，平台能实现零件同心度的测
量，满足了教学实验需求，为学生提供了实践、实验机
会，加深了对概念的理解，同时又锻炼了学生实际动手
能力，能够激发学生对本专业以外知识领域的探索欲
望;也是教师提高自身科研能力、促进科教融合的机
会。测量程序系统人机界面友好、操作简单、测量迅
捷、维护方便［13］。实验平台更为实验室增添了新设
备、新技术，是高校自制实验设备的有益补充［14］。平
台满足检测的实时性与准确性要求，还可用于实际生
产中，大大提高生产效率，降低人力成本。
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(上接第 40 页)
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