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翻白草黄酮对2型糖尿病胰岛素抵抗大鼠保护作用



全 文 :版社,2004:25.
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·实验研究·
翻白草黄酮对 2 型糖尿病胰岛素抵抗大鼠保护作用
程昊 李俊
【摘要】 目的 通过观察翻白草(PDB)黄酮对 2 型糖尿病(T2-DM)胰岛素抵抗(IR)大鼠的空腹血
糖(FPG)、血清胰岛素水平(INS)、胰岛素敏感指数(ISI)、血清过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶
(GSH-Px)、丙二醛(MDA)活性的影响,探讨翻白草黄酮对 2 型糖尿病胰岛素抵抗大鼠的保护作用。方
法 采用高脂高糖饲料喂养 6 周后加链脲佐菌素腹腔注射(40 mg /kg)复制 2 型糖尿病胰岛素抵抗大鼠
模型,造模成功后动物再随机分为模型组、翻白草黄酮低剂量组(80 mg /kg)、翻白草黄酮中剂量组(160
mg /kg)、翻白草黄酮高剂量组(320 mg /kg)和二甲双胍(DMBG)组,连续给药 12 周。结果 与模型组比
较,翻白草黄酮能够降低 2 型糖尿病胰岛素抵抗大鼠空腹血糖,提高空腹胰岛素水平和胰岛素敏感指数,
提高血清过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活力,降低血清丙二醛含量。结论 翻白草黄酮是通过降
低血糖、改善胰岛素抵抗、提高抗氧化应激功能来实现对 2 型糖尿病胰岛素抵抗的保护作用。
作者单位:330006 南昌,江西中医学院
翻白草 (Potentilla Discolor Bunge)又名天青地白草,鸡脚
儿;属蔷薇科植物,为多年生草本,用其全草及根入药。其味
甘、微苦,性平,无毒,翻白草归肝、胃、大肠经。翻白草因可清
除“消渴”患者的燥热,燥热既除,则津液自生,达到清热润
燥、养阴生津之目的,故能有效缓解“消渴”之症状。翻白草
其根含有水解鞣质和缩合鞣质,全草含有延胡索酸、没食子
酸、原儿茶酸、槲皮素、柚皮素等[1]。植株各部分均含黄酮类
化合物,其总黄酮量含量高,其中槲皮素占总黄酮量约
2. 75%[2]。观察翻白草黄酮对 T2DM 胰岛素抵抗的保护作
用,为其临床开发提供理论依据。
1 材料与仪器
1. 1 试验药物及试剂 翻白草黄酮:选择江西产两年生翻白
草为研究原药,由江西中医学院基础医学院提取得翻白草黄
酮;链脲佐菌素(StrePtozotoein,STZ) ,美国 Sigma公司提供;盐
酸二甲双胍片,贵州天安药业公司提供;胰岛素(Insulin,Ins)
放射免疫分析试剂盒:北京华英生物技术研究所提供;CAT、
GSH-Px、MDA试剂盒,南京建成生物研究所提供;
1. 2 试验动物 SD 大鼠,雄性,体重(180 ± 20)g,由江西中
医学院实验动物中心提供,合格证号:SCXK(赣)2005-0001
1. 3 仪器 罗氏血糖测定仪及配套试纸条;r-911 全自动放
免计数仪;Thermo酶标仪;TD25-WS多管架自动平衡离心机;
JA1203N型电子天平;CU600 型电热恒温水箱。
2 方法
2. 1 分组与造模[3-4]
2. 1. 1 高脂高糖饲料喂养 全部大鼠均先普通饲料适应性
喂养 3 d后,再按随机分组原则分为两组,即正常对照组(n =
10 只)和造模组(n = 80 只) ,并分别给予普通饲料和高脂高
糖饲料喂养。实验期间所有大鼠均分笼饲养,每 5 只大鼠为
一笼,饲养温度保持在 2 ~ -24℃之间,相对湿度在 40% ~
70%之间,自由饮食饮水,昼夜交替明暗时间 12 /12 h。
2. 1. 2 链脲佐菌素诱导Ⅱ型糖尿病胰岛素抵抗大鼠模型的
建立 高脂高糖饲料喂养 6 周后,隔夜禁食 12 h,造模组大鼠
一次性腹腔注射链脲佐菌素 40 mg /kg 体重(STZ,临用前用
pH4. 4,0. 1 mol /L枸橼酸盐缓冲液配制) ,正常对照组大鼠仅
空腹腹腔注射相同剂量的枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液。注射
STZ后 1 周,用血糖仪监测大鼠尾尖血糖,筛选出血糖 > 16. 7
mmol /L作为糖尿病大鼠,不合标准大鼠剔除。
2. 1. 3 分组及给药 取造模成功大鼠 60 只,随机分为模型
组、翻白草黄酮低剂量组(80 mg /kg)、翻白草黄酮中剂量组
(160 mg /kg)、翻白草黄酮高剂量组(320 mg /kg)和二甲双胍
(DMBG)组,连续给药 12 周,模型组给予等量蒸馏水。
2. 2 检测指标
2. 2. 1 FBG检测 采用美国罗氏血糖测定仪测定。
2. 2. 2 血液指标测定 于末次给药后 24 h,眼眶静脉丛采
血,离心取上清液,-20℃保存,放射免疫法测定血清 INS 含
量;采用分光光度法测定血清 CAT 含量;采用二硫代二硝基
苯甲酸法测定血清 GSH-Px 含量;采用硫代巴比妥法测定血
清 MDA含量。
2. 2. 3 胰岛素敏感指数:ISI[5] = Ln[1 /(空腹血糖 空腹胰岛
素) ]
·842· 中国实用医药 2011 年 12 月第 6 卷第 35 期 China Prac Med,Dec 2011,Vol. 6,No. 35
2. 3 统计方法 所用计量资料用(x ± s)表示,采用 SPSS
13. 0 for windows统计软件进行数据分析,计量资料组间比较
采用 One-Way ANOVA。
3 结果
3. 1 翻白草黄酮对 T2DM 胰岛素抵抗大鼠 FBG、INS 及 ISI
的影响 与正常对照组比较,模型组大鼠空腹 FBG水平,INS
水平以及 ISI显著升高(P < 0. 01) ;与模型组比较,PDB 中剂
量、高剂量空腹 FBG水平显著降低(P < 0. 01 ~ 0. 05) ;PDB低
剂量、高剂量空腹 INS 水平显著降低(P < 0. 05) ;PDB 中剂
量、高剂量 ISI显著降低(P < 0. 05)。结果见表 1。
表 1 翻白草黄酮对 T2DM胰岛素抵抗大鼠 FBG、INS及 ISI的影响(x ± s)
组别 例数 剂量(mg /kg) FBG(mmol /L) INS(pg /ml) ISI
正常对照组 10 - 5. 58 ± 0. 23 34. 76 ± 9. 81 -5. 26 ± 0. 48
模型组 10 - 21. 52 ± 5. 62** 57. 37 ± 13. 90** -7. 11 ± 0. 66**
PDB低剂量组 10 80 16. 43 ± 4. 58 43. 21 ± 10. 55△ -6. 56 ± 1. 02
PDB中剂量组 10 160 12. 66 ± 3. 76△ 49. 98 ± 11. 75 -6. 45 ± 0. 55△
PDB高剂量组 10 320 11. 20 ± 2. 38△△ 41. 68 ± 12. 22△ -6. 12 ± 0. 73△
二甲双胍组 10 100 9. 01 ± 2. 64△△ 37. 81 ± 9. 72△△ -5. 83 ± 0. 44△△
注:与正常对照组比较* P < 0. 05,**P < 0. 01;与模型组比较△P < 0. 05,△△P < 0. 01(下同)
3. 2 翻白草黄酮对 T2DM胰岛素抵抗大鼠血清 CAT 活力的
影响 与正常对照组比较,模型组血清 CAT活力显著降低(P
<0. 01) ;与模型组比较 PDB 各剂量组血清 CAT 活力显著升
高(P < 0. 05)。结果见表 2。
表 2 翻白草黄酮对 T2 dM胰岛素抵抗大鼠血清
CAT活力的影响(x ± s)
组别 例数 剂量(mg /kg) CAT活力(U /ml)
正常对照组 10 - 10. 73 ± 1. 04
模型组 10 - 8. 48 ± 1. 25**
PDB低剂量组 10 80 9. 46 ± 1. 39△
PDB中剂量组 10 160 9. 76 ± 1. 13△
PDB高剂量组 10 320 9. 90 ± 2. 01△
二甲双胍组 10 100 9. 80 ± 1. 46△
3. 3 翻白草黄酮对 T2DM胰岛素抵抗大鼠血清 GSH-Px活力
的影响 与正常对照组比较,模型组大鼠血清 GSH-Px 活力
显著降低(P < 0. 01) ;与模型组比较,PDB 中剂量、高剂量血
清 GSH-Px活力显著升高(P < 0. 01 ~ 0. 05)。
表 3 翻白草黄酮对 T2DM胰岛素抵抗大鼠血清
GSH-Px活力的影响(x ± s)
组别 例数 剂量(mg /kg) CAT活力(U /ml)
正常对照组 10 - 1105. 45 ± 110. 25
模型组 10 - 786. 56 ± 74. 26**
PDB低剂量组 10 80 837. 30 ± 82. 44
PDB中剂量组 10 160 949. 14 ± 105. 49△
PDB高剂量组 10 320 978. 28 ± 200. 53△△
二甲双胍组 10 100 943. 29 ± 92. 67△
3. 4 翻白草黄酮对 T2DM胰岛素抵抗大鼠血清 MDA含量的
影响 与正常对照组比较,模型组大鼠血清MDA含量显著升
高(P < 0. 01) ;与模型组比较 PDB各剂量组血清 MDA含量显
著降低(P < 0. 01)。
表 4 翻白草黄酮对 T2DM胰岛素抵抗大鼠血清
MDA含量的影响(x ± s)
组别 例数 剂量(mg /kg) CAT活力(U /ml)
正常对照组 10 - 4. 22 ± 0. 72
模型组 10 - 9. 21 ± 1. 43**
PDB低剂量组 10 80 6. 29 ± 1. 08△△
PDB中剂量组 10 160 6. 53 ± 0. 77△△
PDB高剂量组 10 320 5. 89 ± 0. 62△△
二甲双胍组 10 100 6. 13 ± 0. 85△△
4 讨论
机体存在氧化应激-抗氧化防御系统,正常生理条件下机
体产生的氧化应激产物可以被抗氧化系统迅速清除。糖代谢
紊乱导致体内葡萄糖自身氧化、蛋白非酶糖化及肾素-血管紧
张素系统激活等因素,体内产生大量活性氧族(R0 s) ,使机体
抗氧化酶活性降低,从而产生明显的氧化应激[6]。糖尿病持
续高糖状态使得氧化应激水平增高,大大超过机体的清除能
力,引发包括糖尿病在内的并发症的发生[7]。
近年来,大量的研究表明黄酮类化合物对糖尿病及其并
发症具有多位点、多个环节、多机制的综合协同作用,从而对
糖尿病具有一定的防治作用。具有抗氧化和清除自由基作用
的黄酮类受到医药界广泛的重视[8],黄酮类化合物还可降低
糖尿病大鼠血清过氧化脂质含量,增强谷胱甘肽过氧化物酶
的活力,抑制脂质过氧化反应,对抗四氧嘧啶所致的细胞损
伤,促进胰岛 β细胞修复和再生[9]。而且黄酮类化合物可通
过刺激胰岛素释放、增加胰岛素敏感性、抑制 α-糖苷酶、增加
外周糖的利用等机制而发挥降低血糖的作用[10]。
本研究发现,翻白草黄酮能够降低 T2DM 胰岛素抵抗大
鼠空腹血糖水平,提高胰岛素水平,增加模型大鼠对胰岛素的
敏感性;翻白草黄酮能够提高 T2DM 胰岛素抵抗大鼠血清过
氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活力同时降低血清丙二醛
水平从而改善氧化应激功能。从研究结果发现,翻白草黄酮
改善 2 型糖尿病大鼠的胰岛素抵抗状态的作用可能与其抗氧
化、清除氧自由基(提高过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活
力,降低丙二醛含量)有关,其具体的作用机制还待进一步
探讨。
参 考 文 献
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丹参酮ⅡA对鼠肝星状细胞活化 Ca2 + 效应的
抑制作用
刘石萍 王军民 赵京梅 常健 宁贵彩 张贵利
【摘要】 目的 研究丹参酮ⅡA(TanshinoneⅡA)药物血清是否具有抑制肝星状细胞(HSCs)胞浆
游离钙( [Ca2 +]i)增高的作用。方法 健康 SD大鼠 32 只,按随机数字表随机分为 4 组:肝纤维化模型
丹参酮ⅡA组(8 只)给予用精制橄榄油配制的 40% CCl4 溶液,9 周后腹腔注射丹参酮ⅡA(15 mg /kg)
15 d;肝纤维化模型对照组(8 只)给予用精制橄榄油配制的 40%CCl4 溶液,9 周后灌服生理盐水 15 d;正
常大鼠丹参酮ⅡA组(8 只)仅给予等量精制橄榄油 9 周,然后腹腔注射丹参酮ⅡA(15 mg /kg)15 d;正常
对照组(8 只)仅给予等量精制橄榄油,9 周后灌服生理盐水 15 d。结束后,经下腔静脉取血并分离血清。
采用盲法,用上述 10%血清培养 HSCs24 h并负载好 Fluo23PAM后使用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)
检测 HSCs[Ca2 +]i。结果 ①经正常大鼠丹参酮ⅡA组及肝纤维化模型丹参酮ⅡA 组的血清预处理的
HSCs,其[Ca2 +]i 荧光强度相对值均明显低于肝纤维化模型对照组(P < 0. 05) ;且二者与正常对照组相
比也均差异有统计学意义(P < 0. 05)。②经正常大鼠丹参酮ⅡA 组及肝纤维化模型丹参酮ⅡA 组血清
预处理 HSCs后加入 AngⅡ,HSCs[Ca2 +]i 荧光强度变化百分数显著低于肝纤维化模型对照组(P <
0. 01)。结论 丹参酮ⅡA能抑制肝星状细胞活化[Ca2 +]i 的升高,可能是其发挥抗肝纤维化作用的重
要途径之一。
基金项目:邯郸市科技局基金,(项目编号:1023108100-3)
作者单位:056001 邯郸市中心医院消化内科(刘石萍 王军民
赵京梅 常健 宁贵彩) ;邯郸市传染病医院肝科(张贵利)
大量实验研究表明丹参等活血化瘀药物为主的方法治疗
肝纤维化(HF)均取得了较好疗效。肝星状细胞(HSC)是肝
内细胞外基质的主要来源,HSCs激活并转化为肌成纤维细胞
样细胞(MFLC) ,是肝纤维化发生、发展的核心环节。各种致
纤维化因素均把 HSCs 作为最终靶细胞,通过使其转化为肌
成纤维细胞这一共同复杂的网络系统,参与 HF 的发生及进
展。丹参酮ⅡA为丹参的一种主要组分,有研究表明丹参酮
ⅡA对活化的肝星状细胞有明显抑制作用,但其作用机制不
详。目前,丹参酮ⅡA临床已经用于心脏、肾脏等纤维化疾病
的治疗,且其疗效确切,加之目前丹参酮ⅡA抗肝纤维化的研
究成果,提示丹参酮ⅡA 在将来的治疗肝纤维化的新的临床
应用方面具有良好前景。本实验将在细胞水平和分子水平深
入探讨丹参酮ⅡA抗肝纤维化的作用机制,进一步阐明其对
肝纤维化时肝星状细胞活化的钙离子信号转导通路的影响和
作用。
1 材料与方法
1. 1 实验动物 雄性清洁级 SD 大鼠 32 只,体质量 180 ~
250 g,由河北医科大学实验动物中心提供。动物进行完全随
机设计,按随机数字表随机分组如下:A 组为正常对照组(n
= 8) ;B 组为正常大鼠丹参酮ⅡA 组(n = 8) ;C 组为肝纤维
化模型对照组(n = 8) ;D 组为肝纤维化模型丹参酮ⅡA组(n
= 8)。
1. 2 细胞株 肝星状细胞株 CFSC 由美国 Greenwel 教授建
株并惠赠,其表型为活化的 HSCs,从四氯化碳(CCl4)诱发的
肝硬化大鼠中分离并通过培养使细胞自发获得永生性,冷冻
保存于液氮中。
1. 3 主要仪器 激光共聚焦显微镜购自德国 Leica公司。
1. 4 试剂 AngⅡ购自美国 Sigma公司,丹参酮ⅡA 磺酸钠
注射液购自上海市第一生化药业有限公司,RPMI -1640 购自
美国 Gibco 公司,FLUO-3,AM Ester 及 PluronicF-127 均购自
美国 Biotium公司,其他试剂均为进口或国产分析纯。
1. 5 液体配制 台氏液(mmol /L) :NaCl 135,KCl 4. 0,
CaCl2 1. 0,MgCl2 1. 0,HEPES 10,glucose10,用 NaOH将 pH
值调至 7. 4。
1. 6 药物血清的制备及细胞培养 正常大鼠及 CCl4 造模后
肝纤维化大鼠进行药物腹腔注射,再分别制备两种不同药物
血清进行体外细胞培养。
1. 6. 1 动物实验
1. 6. 1. 1 造模 C、D组:精制橄榄油配制 40%[ml /L]CCl4溶
液:每周 2 次,首次 4 ml /kg,以后 2 ml /kg,皮下注射,连续 9
周。A、B组:精制橄榄油皮下注射,同 CCl4所用方法相同。
1. 6. 1. 2 药物血清制备 造模成功后,药物组(B、D 组)以
每天 15 mg /kg剂量腹腔注射;对照组(A、C 组)灌以等体积
生理盐水。连续给药 15 d 后,晚间禁食 12 h,次日按常规量
再腹腔注射 1 次,分别于 2 h后下腔静脉取血、离心并分离血
清,其中有溶血者弃之不用。同组血清合并混匀,56℃,30
min水浴灭活,-70℃保存。
1. 6. 2 细胞培养 ①将冷冻保存于液氮中的 HSCs 复苏后
接种于含 10%胎牛血清、105U /L青霉素、100 mg /L 链霉素、4
mmol /L L-谷氨酰胺及 1 mol /L HEPES 的 10% RPMI-1640 培
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