梓醇對2型糖尿病大鼠胰島細胞的保護作用

鄒國良，仲維莉，許 瑞，史成坤，趙 雙，韓宇博，劉 莉

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梓醇對2型糖尿病大鼠胰島細胞的保護作用

鄒國良1，2，仲維莉2，許 瑞2，史成坤2，趙 雙2，韓宇博2，劉 莉2

目的 探討梓醇對2型糖尿病大鼠胰島細胞的保護作用及作用機制。方法 8周齡雄性Wistar大鼠，隨機分為正常組10只，實驗組90只。實驗組以高脂高糖飲食飼養8周，之后腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ，15 mg/kg)，以空腹血糖≥16.7 mmol/L作為2型糖尿病成模標準，將符合2型糖尿病成模標準的60只大鼠隨機分為模型組、二甲雙胍組、梓醇低劑量組、梓醇中劑量組、梓醇高劑量組。正常組和模型組灌胃蒸餾水[5 mL/(kg·d)]，二甲雙胍組灌胃二甲雙胍[90 mg/(kg·d)]，梓醇低、中、高劑量組分別灌胃梓醇2.5 mg/(kg·d)、5 mg/(kg·d)、10 mg/(kg·d)。各組大鼠干預12周后，測定空腹血糖、空腹血清胰島素(FINS)，并計算胰島素分泌指數(HOMA-β)，HE染色檢測大鼠胰島細胞形態。結果 與模型組比較，各藥物干預組大鼠胰島素分泌指數均有所增加；與模型組比較，HE染色結果顯示二甲雙胍組，梓醇低、中、高劑量組胰島細胞結構相對完整。結論 梓醇可保護胰島細胞，促進胰島素分泌。

2型糖尿病；梓醇；胰島素；二甲雙胍；大鼠；消渴

糖尿病是一組由于胰島素分泌缺陷和/或胰島素作用障礙所致的以高血糖為特征的代謝性疾病。糖尿病是當前威脅全球人類健康的最重要的非傳染性疾病之一，隨著社會經濟的發展、人們生活方式的改變及人口老齡化，2型糖尿病發病率在全球范圍內呈逐年增高趨勢，尤其在我國增長速度更快[1]。因此如何保護胰島細胞，減輕胰島素分泌缺陷和改善胰島素抵抗成為目前醫學界研究的重點問題。梓醇是玄參科植物地黃的有效成分，現已證實梓醇可降低血糖，但具體作用機制研究較少。本實驗以膳食誘導及小劑量鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)干預建立2型糖尿病大鼠模型，觀察梓醇對胰島細胞的保護作用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 健康8周齡雄性Wistar大鼠100只，由黑龍江中醫藥大學實驗動物中心提供。

1.2 主要試劑及儀器 Mouse Anti-Insulin antibody (bsm-0862M)、Rabbit Anti-phospho-AMPK alpha-1(Ser184)antibody(bs-10666R)(北京博奧森公司)、磷酸鹽緩沖溶液(武漢博士德公司)。組織包埋機(德國 Thermo Histostar)、石蠟切片機(德國Thermo HM 340E)、顯微攝像系統(日本OLYMPUS DP72)。

1.3 動物分組、造模與干預 采用隨機數字表法將大鼠分為正常組(10只)和實驗組 (90只) 。正常組大鼠普通飼料喂養，實驗組大鼠高脂高糖飼料喂養，高脂高糖飼料配方參照《藥理實驗方法學》[2]。8 周后，大鼠禁食不禁水12 h，稱重，實驗組大鼠一次性腹腔內注射STZ(15 mg/kg)，正常組大鼠按0.05 mL/100 g劑量腹腔注射檸檬酸緩沖液。72 h后實驗組大鼠經尾靜脈采血，空腹血糖(FBG)≥16.7 mmol/L為模型糖尿病成模成功[2]。將符合2型糖尿病成模標準的60只大鼠隨機分為模型組、二甲雙胍組、梓醇低劑量組、梓醇中劑量組、梓醇高劑量組。正常組和模型組灌胃蒸餾水[5 mL/(kg·d)]，二甲雙胍組灌胃二甲雙胍[90mg/(kg·d)]，梓醇低、中、高劑量組分別灌胃梓醇2.5 mg/(kg·d)、5 mg/(kg·d)、10 mg/(kg·d)，共灌胃 12 周。所有大鼠均給予常規飼料喂養，自由飲食水。

1.4 HE染色檢測胰島細胞形態 實驗結束后，以2%戊巴比妥鈉(45 μg/g)腹腔麻醉大鼠，局部消毒后沿腹正中線打開腹腔，經腹主動脈取血 8 mL，5 000 r/min 離心 10 min，分離血清并保存于 -20℃冰箱備用。分離胰腺周圍脂肪并取出胰腺，將胰腺放入 4%多聚甲醛溶液中固定24 h。進行梯度酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，石蠟切片厚度4 μm，HE染色行病理學檢測。應用Motic Med 6.0數碼醫學圖像分析系統分析HE染色及免疫組織化學染色IOD值。

2 結 果

2.1 各組間大鼠FBG、空腹血清胰島素(FINS)、胰島素分泌指數(HOMA-β)變化 干預12周后與正常組比較，其他各組 FBG、水平明顯升高，HOMA-β、FINS水平下降 (P<0.05) 。與模型組比較，二甲雙胍組及梓醇低、中、高劑量組 FBG水平下降(P<0.05)，二甲雙胍組及梓醇中劑量組、梓醇高劑量組FINS水平升高(P<0.05)，二甲雙胍組、梓醇高劑量組HOMA-β變化明顯，與其他組比較差異有統計學意義(P<0.05)，但二甲雙胍組與梓醇高劑量組比較，FBG 、FINS、HOMA-β水平無統計學意義(P>0.05)。詳見表1。

表1 各組大鼠 FBG、FINS、HOMA-β 水平比較(±s)

2.2 各組間大鼠胰島細胞變化比較 干預12周后正常組胰島形態比較規則，為卵圓形的細胞團，胰島細胞數量較多，排列規整，與外分泌腺界限清楚，胞核清晰呈卵圓形，胞質豐富淺染，內分泌細胞胞質豐富。模型組胰島形狀不規則，胰島明顯萎縮，胰島細胞數量明顯減少，與外分泌腺界限不清，排列紊亂，胰島內胞漿較少，部分細胞核固縮、分裂。二甲雙胍組較模型組胰島形狀規則，胰島輕度萎縮，胰島細胞數量較模型組增多，與外分泌腺界限相對清楚，排列較為規整，胰島內胞漿相對較少。梓醇低、中、高劑量組較模型組胰島形狀規整，其中梓醇高劑量組與二甲雙胍組比較胰島形態無明顯差別。

3 討 論

目前有多種構建2型糖尿病動物模型的方法，如自發性DM動物模型、轉基因/基因敲除DM動物模型、特殊飲食聯合STZ誘導的DM動物模型、單獨STZ等藥物注射誘導的DM動物模型等[3-4]。其中自發性糖尿病動物模型、轉基因/基因敲除DM動物模型成模率較高，但動物價格昂貴、動物來源少，因此特殊飲食聯合小劑量STZ誘導的DM動物模型成為很好的替代方法。2型糖尿病的病理生理表現除胰島B細胞功能受損外，還存在嚴重的胰島素抵抗及糖脂代謝的紊亂，而高糖、高脂飲食可增加細胞內脂肪含量和降低胰島素敏感性，誘發胰島素抵抗的產生，并在此基礎上聯合應用小劑量STZ腹腔注射輕度破壞胰島細胞，這種造模方法模擬了 2型糖尿病的發病過程，因此目前被廣泛應用。

糖尿病以慢性高血糖為主要病理特點，持續高血糖不僅可直接損傷胰島B細胞，還可以加重胰島素抵抗，導致發生各種糖尿病并發癥。梓醇屬環烯醚萜苷，是地黃的主要活性成分，最初用于研究治療神經變性疾病，如阿爾茨海默氏病和帕金森氏病[5-6]。近年來發現梓醇具有顯著的降血糖、降血脂作用[7]。本研究結果顯示，梓醇可以降低糖尿病大鼠血糖，增加血清胰島素水平，并經過計算胰島素分泌指數證實梓醇可以促進胰島素分泌，從而推斷梓醇是通過增加胰島素分泌來發揮降血糖的作用。

從HE染色結果可以看出，模型組大鼠胰腺組織結構遭到破壞，胰島形態不規則，而梓醇可以保護胰腺組織，使胰島細胞結構相對完整，梓醇通過保護胰島細胞以增加胰島素分泌，發揮降血糖的作用。而梓醇保護胰島細胞的機制需進一步探討。

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(本文編輯王雅潔)

The Protective Effects of Catalpol on the Islet Cells in Rats with Type 2 Diabetes Mellitus

Zou Guoliang ，Zhong Weili，Xu Rui，Shi Chengkun，Zhao Shuang，Han Yubo，Zhong Weili

First Affiliated Hospital，Heilongjiang University of Chinese Medicine，Harbin 150040，Heilongjiang，China

Zhong Weili

Objective To study the protective effects of catalpol on the islet cells in rats with type 2 diabetes mellitus(T2DM).Methods Eight-week-old male wistar rats were randomly divided into the blank group(n=10)and the experimental group(n=90).The rats in experimental group were fed with high fat and high sugar diet for 8 weeks，after intraperitoneal injection of streptozotocin (STZ，15 mg/kg)，with fasting blood glucose more than 16.7 mmol/L as T2DM molded standard.Sixty diabetic rats were randomly divided into model group，metformin group，catalpol low，middle and high dose group.The rats in blank group and model group were fed with distilled water 5 mL/(kg·d).The rats in metformin group was given metformin 90 mg/(kg·d)，The rats in catalpol low，middle and high dose groups were fed catalpol 2.5 mg/(kg·d)，5 mg/(kg·d)，10 mg/(kg·d).After 12 weeks，the rats fasting glucose，fasting serum insulin were measured，and the morphology of islet cells were observed by Hematoxylin and Eosin (HE) staining.Results Compared with the model group，the insulin secretion index increased significantly in each drug intervention group.HE staining showed that islet cell structure was relatively intac in metformin group，catalpol low，medium and high dose groups.Conclusion Catalpol can protect the islet cells.

type 2 diabetes mellitus； catalpol； insulin；metformin

黑龍江省自然基金項目(No.H201323)；黑龍江省博士后資助項目(No.LBH-Z11015)；黑龍江省教育廳基金項目(No.12541738)；黑龍江中醫藥大學校基金(No.201215)

1.黑龍江中醫藥大學(哈爾濱 150040)；2.黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院

仲維莉，E-mail：zhongweili-smh@163.com

R587.1 R285.5

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2016.15.009

1672-1349(2016)15-1727-003

2015-09-23)