桑葉總黃酮對糖尿病高脂血癥大鼠血糖、血脂和胸主動脈p22phox mRNA表達的影響

張凇銘黃 平杜靜靜

1浙江中醫藥大學第一臨床醫學院 杭州 310053 2浙江省中醫院

·論 著·

桑葉總黃酮對糖尿病高脂血癥大鼠血糖、血脂和胸主動脈p22phox mRNA表達的影響

張凇銘1黃 平2杜靜靜1

1浙江中醫藥大學第一臨床醫學院 杭州 310053 2浙江省中醫院

目的探討桑葉總黃酮（FML）對糖尿病高脂血癥大鼠血糖、血脂和胸主動脈p22phox mRNA表達的影響。方法60只雄性SD大鼠隨機分成空白組、模型組、FML低、中、高劑量組和西藥組，每組10只，觀察FML對大鼠血糖、血脂、胸主動脈p22phox mRNA表達的影響。結果與空白組比較，模型組大鼠血糖、血脂顯著升高（P＜0.01），胸主動脈p22phox mRNA表達明顯上調（P＜0.01）。與模型組比較，FML中、高劑量組及西藥組大鼠血糖、血脂降低（P＜0.05或P＜0.01），FML中、高劑量組及西藥組大鼠胸主動脈p22phox mRNA表達明顯下調（P＜0.05或P＜0.01）。結論FML顯著降低糖尿病高脂血癥大鼠血糖、血脂水平，其機制可能與FML下調大鼠胸主動脈p22phox mRNA表達，進而抑制NADPH氧化酶活化有關。

大鼠；糖尿病；高脂血癥；桑葉總黃酮；p22phox mRNA；血糖；血脂

有研究表明，糖尿病無論大血管還是微血管的并發癥都有同一種發病機制—即高糖損傷后產生的氧化應激[1]。氧化應激擾亂了組織的正常功能。NADPH氧化酶活化是生成氧自由基的關鍵[2]，p22phox是導致NADPH酶活化的關鍵亞基[3]。也有研究表明，富含黃酮類化合物的植物提取物具有降低血脂、清除體內自由基等功效[4]。本研究旨在通過動物實驗探討桑葉總黃酮（total flavonoid of mulberry leaf，FML）抑制大鼠胸主動脈p22phox mRNA表達作用，同時觀察FML對血糖、血脂等指標的影響，報道如下。

1 實驗材料

1.1動 物 雄性SD大鼠60只，體質量（170±20）g，由浙江中醫藥大學動物實驗中心提供，實驗動物使用許可證：SCXK（滬）2008-0016，購自上海西普爾-必凱實驗動物有限公司，飼養于浙江中醫藥大學動物房。

1.2藥物與試劑 桑葉總黃酮（FML）（純度：50.5%；規格：1kg/包，塑封；批號ZL121016；南京澤朗醫藥科技有限公司）；鏈脲佐菌素（STZ）（純度：99.89%；規格：500mg/瓶；批號B64927，北京博愛港商貿中心）；mRNA提取試劑（規格：50T；批號C周0584，世紀康為生物公司）；RT-PCR試劑盒（規格：2500T/50ul反應體系，批號372300101，北京鼎國生物有限公司）；高糖高脂飼料（5%蛋黃粉、10%豬油、20%白糖、2%膽固醇、0.2%膽酸鈉、62.8%基礎飼料，浙江省醫學科學院）。

2 實驗方法

2.1造模與分組 60只雄性SD大鼠依次編號為1～60號，應用隨機數字表法進行完全隨機分組，隨后選取10只大鼠，作為空白組，予普通飼料喂養直到試驗結束，其余50只大鼠按倪紅霞[5]高糖高脂飲食加STZ一次性腹腔注射法復制糖尿病高脂血癥大鼠模型，50只大鼠予高糖高脂飲食飼養4周，4周后所有大鼠禁食12h，空白組大鼠按30mg/kg腹腔注射pH4.4的檸檬酸緩沖液，其余50只大鼠一次性腹腔注射STZ（1%STZ 30mg/kg，現配），3天后所有大鼠測血糖及24h尿量，以血糖＞16.7mmol/L，尿量大于空白組50%者為造模成功，成模后的大鼠依舊按隨機數字表法再次完全隨機分為5組，即模型組、FML低劑量組（0.4g/3mL，FML）、FML中劑量組（0.8g/3mL，FML）、FML高劑量組（1.6g/3mL，FML）、羅格列酮與辛伐他汀聯合組（以下簡稱西藥組，0.2mg羅格列酮+ 0.8mg辛伐他西/3mL），每組各10只，采用固定時間灌胃給藥方式進行，空白組及模型組予灌胃等體積的生理鹽水，1天1次，持續給藥4周，治療期間模型組及治療組繼續給予高糖高脂飼料喂養，直到試驗結束。

2.2標本收集 給藥4周后處死全部大鼠，以10%水合氯醛0.3mL/100g腹腔注射麻醉大鼠，常規消毒鋪巾，打開胸腔，心臟取血，抗凝管保存，剝離胸主動脈，放入液氮罐中，隨后轉入-80℃冰箱保存待用。

2.3觀察指標及方法

2.3.1血糖測定 采用強生血糖試紙及血糖儀，所有大鼠分別于造模前、給藥2周后及給藥4周后尾靜脈斷尾取血測血糖。

2.3.2血脂指標測定 取全血1～2mL，放入抗凝管中妥善保存，委托浙江中醫藥大學動物實驗中心實驗室測定CH、TG、LDL-C。

2.3.3胸主動脈p22phox mRNA表達 采用RTPCR法。嚴格按照動物組織總mRNA提取試劑盒說明書操作方法操作，提取SD大鼠胸主動脈總RNA。0.5mLEp管中加入3μg總RNA，Oligo（dT）18引物1uL，dNTPs 1μL，5×First-strand 4μL，M-MLV 1uL，RNA酶抑制劑1μL，用RNase水補足至20μL，離心后，42℃保溫60min，95℃5min，4℃2min，冰上驟冷后得到cDNA。引物根據Gene Bank序列用Primer5.0軟件設計后由北京鼎國昌盛生物公司合成。p22phox的正向引物：5’-ACT CCC ATT GAG CCT AAA CC-3’;反向引物5’-GGA GCA ACA CCT TGG AAA C-3’;產物片段226bp。內參GADPH正向引物：5’-ACC ACA GTC CAT GCC ATC AC-3’；反向引物：5’-TCC ACC ACC CTG TTG CTG TA-3’；產物片段452bp。PCR總體系10uL，其組成為cDNA 3μL，HS Taq 5μL，引物正反向各0.2μL，ddH2O 1.6μL。反應條件為94℃預變性3min，94℃變性30s，63℃退火30s，72℃延伸30s，循環40次，72℃延伸10min。

2.3.4統計學方法 應用SPSS18.0軟件，數據以（） 表示，計量資料進行方差分析，組間均數兩兩比較采用LSD檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

3 實驗結果

3.1各組大鼠血糖比較 給藥2周和4周后FML低劑量組與模型組比較，雖有差異但無統計學意義（P＞0.05）；FML中、高劑量組與模型組比較差異有統計學意義（P＜0.05）；西藥組與模型組比較，差異有統計學意義（P＜0.05，P＜0.01），見表1。

表1 各組給藥2周和4周血糖值比較（） mmol/L

表1 各組給藥2周和4周血糖值比較（） mmol/L

注：與空白組比較，△△P＜0.01；與模型組比較，*P＜0.05，**P＜0.01

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3.2各組大鼠血脂比較 模型組與空白組各指標比較，差異有統計學意義（P＜0.01），說明造模成功。FML中、高劑量組和西藥組大鼠總膽固醇和甘油三酯降低，與模型組比較差異有統計學意義（P＜0.01）。FML低、中、高劑量組和西藥組LDL-C降低與模型組比較，差異有統計學意義（P＜0.05，P＜0.01），見表2。

表2 各組血清CH、TG和LDL-C比較（） mmol/L

表2 各組血清CH、TG和LDL-C比較（） mmol/L

注：與空白組比較，△P＜0.05，△△P＜0.01；與模型組比較，*P＜0.05，**P＜0.01

3.3FML對SD大鼠胸主動脈p22phox mRNA表達的影響 模型組胸主動脈p22phox mRNA表達量較空白組明顯上調（P＜0.01）。FML低劑量組與模型組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；FML中、高劑量組和西藥組與模型組比較，差異有統計學意義（P＜0.05，P＜0.01），見表3。

表3 各組p22phox mRNA表達量比較（） ng/mL

表3 各組p22phox mRNA表達量比較（） ng/mL

注：與空白組比較，△△P＜0.01；與模型組比較，*P＜0.05，**P＜0.01

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4 討論

糖尿病是心血管疾病發病的重要危險因素之一，高糖情況下內皮細胞發生特異的功能改變導致血管脂質斑塊形成是血管并發癥的主要表現。研究[6]表明，高糖有細胞毒性，降低細胞自由基清除功能，加速細胞凋亡。內皮細胞發生功能改變的主要原因有：①氧化應激增強，體內活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成增多；②內皮細胞凋亡；③誘發炎癥反應。抑制細胞內氧化應激是保護內皮細胞功能、防治糖尿病心血管并發癥的關鍵途徑之一[7]。

ROS在內皮細胞的生長與損傷過程中起關鍵作用，低水平的ROS可以促進內皮細胞生長，而高水平的ROS則可誘導內皮細胞凋亡。ROS的產生途徑有NOS失偶聯、NADPH氧化酶活化等，其中NADPH氧化酶活化是公認的內皮系統中最主要的ROS來源。NOX主要包括五個組分：p22phox、p47phox、Rac1、p67phox、p91phox[8]。p22phox是NADPH氧化酶活性必需亞單位。P22phox在72位和94位的組氨酸殘基是血紅蛋白的結合位點，與NOX的功能密切相關。Christ等[9]用高濃度葡萄糖處理過的豬冠狀動脈，分離出的細胞中能觀察到p22phox mRNA表達上調，Talija等[10]提高內皮細胞p22phox mRNA表達后發現細胞內ROS顯著增加。這些研究提示p22phox參與血管內皮細胞ROS的生成，增加氧化應激反應。

桑葉異名鐵扇子，首載于《神農本草經》，桑葉性味甘、寒，甘所以益血，寒所以涼血，甘寒相合，故下氣而益陰，有補益之功，是中醫清熱解毒之要藥。1963年Sharat等首次報道桑葉水提液的降血糖作用，也有研究表明，富含黃酮類化合物的植物提取物具有降低血脂、降低ROS水平等功效。桑葉含豐富的黃酮類化合物，為純天然藥物，毒副作用小，適合糖尿病患者長期服用。

本研究結果發現經FML治療后大鼠胸主動脈p22phox mRNA相對表達量下調，大鼠血糖、血脂指標降低，提示FML有抑制p22phox mRNA表達，降血糖、血脂的功效。其機制可能是：一方面FML下調p22phox mRNA表達，減少NADPH氧化酶活化，抑制氧化應激反應，保護血管內皮細胞；另一方面降低體內高糖環境，降低細胞毒性，減緩細胞凋亡。既往的動物實驗表明，FML具有降血脂作用，但并沒有說明其降血脂的機制。本實驗結果表明，FML可以通過抑制氧化應激關鍵活化酶必需亞單位p22phox mRNA表達，達到保護內皮細胞降低血脂防治糖尿病心血管并發癥，其作用大小與FML濃度有關。由于本實驗樣本小，觀察時間短，尚存在一定不足，至于是否還有NADPH氧化酶亞單位參與ROS形成，FML是否還作用于NADPH氧化酶的其他亞單位，FML是否能具有預防炎癥反應，其降糖又是通過哪些途徑發生作用，有待進一步研究。

［1］Brownlee M.The pathobiology of diabetic complications：a unifying mechanism［J］.Diabetes，2005，54（6）：1615-1625.

［2］De Champlain J，Wu R，Girouard H，et al.Oxidative stress in hypertension［J］.Clinical and experimental hypertension，2004，26（7-8）：593-601.

［3］Sagar S，Kallo IJ，Kaul N，et al.Oxygen free radicals in es-sential hypertension［J］.Molecular and Cellular Biochemistry，1992，111（1-2）：103-108.

［4］Rueckschloss U，Quinn MT，Holtz J，et al.Dose-dependent regulation of NAD（P）H oxidase expression by angiotensin II in human endothelial cells：protective effect of angiotensin II type 1 receptor blockade in patients with coronary artery disease［J］.Arteriosclerosis,thrombosis,and vascular biology，2002，22（11）：1845-1851.

［5］倪紅霞.高糖高脂飲食誘導的大鼠Ⅱ型糖尿病模型［J］.北華大學學報（自然科學版），2006，7（5）：440-442.

［6］Irani K.Oxidant signaling in vascular cell growth，death，and survival：a review of the roles of reactive oxygen species in smooth muscle and endothelial cell mitogenic and apoptotic signaling［J］.Circ Res，2000，87（3）：179-183.

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Effects of Total Flavonoids from Mulberry Leaves on Blood Glucose,Blood Lipid and the expression of P22phox mRNA in Thoracic Aorta in Diabetic and Hyperlipidemia Rats

ZHANG Songming1,HUANG Ping2, Du Jingjing1.1 The First Clinical Medical College of Zhejiang University of Chinese Medicine,Hangzhou(310053), China;2 Zhejiang Provincial Hospital of TCM

ObjectiveTo investigate the influence of total flavonoids from mulberry leaves（FML）on blood glucose,blood lipid and the expression of p22phox mRNA in thoracic aorta in rats with diabetes and hyperlipidemia.MethodsDiabetes and hyperlipidemia rats were used in this study.Sixty SD male rats were randomly into blank group,model group,treatment groups（high,middle,low dose of FML and western medicine group）,10 in each group.The effect of FML on blood glucose,blood lipid and the expression of p22phox mRNA in thoracic aorta was observed.ResultsBlood glucose,blood lipid and the expression of p22phox mRNA in thoracic aorta in rats in model group were higher than those in blank group（P＜0.01）.Compared with model group,rats in middle and high dose of FML groups and western medicine group had lower blood glucose,blood lipid and decreased expression of p22phox mRNA in thoracic aorta（P＜0.05 or P＜0.01）.ConclusionFML can inhibit levels of blood glucose and blood lipids in diabetes and hyperlipidemia rats.This effect may be due to decreasing the expression of p22phox mRNA in thoracic aorta and then the activation of NADPH oxidase.

rats；diabetes；hyperlipidemia；flavonoids from mulberry leaves；p22phox mRNA；blood glucose；blood lipids

2013-08-27

浙江省科技廳、省團委、教育廳基金資助項目（No.2012R410059）

黃平，Tel：18958025557；E-mail：htyhp_63@163.com