黃秋葵醇提物對2型糖尿病小鼠胰島素抵抗的影響

吳勇梅，韋玉燕，梁 韜

0 引言

2型糖尿病(T2DM)是一種可由自身缺陷因素、過量飲食、肥胖或運動不足等原因造成的胰島素作用和分泌障礙的內分泌代謝性疾病。糖尿病患者中，T2DM占90%，且隨著T2DM的發病率呈升高的趨勢，其已成為嚴重影響人類健康的重要公共衛生問題[1]。T2DM患者中，70%伴有脂質功能代謝紊亂并有胰島素抵抗[2]。目前，臨床上T2DM的主要治療手段為通過口服藥物或皮下注射胰島素控制機體血糖，減弱因高血糖所致的器官受損。中藥及天然藥物在治療糖尿病及改善IR方面具有獨特的優勢和潛力[3]，故通過開發對糖尿病有治療作用的中藥有著重要的意義及廣闊的市場前景。

黃秋葵[Abelmoschusesculentus(Linn.)Moench]是錦葵科一年生草本植物。其營養豐富部位為果實，后者含有豐富的蛋白質、游離氨基酸、礦物質、果膠和多糖等物質，具有降血糖、降血脂、抗疲勞等藥理作用[4-5]。

本實驗通過鏈脲佐菌素(STZ)誘導、高脂飲食喂養制作T2DM小鼠，探討黃秋葵醇提物對胰島素抵抗的干預作用，為發掘抗糖尿病藥物提供科學的基礎數據。

1 材料

1.1 動物 KM小鼠，SPF級，雌雄各半，體重18～22 g，由廣西醫科大學實驗動物中心提供，使用許可證號：SCXK(桂) 2013-0023。

1.2 藥物、試劑及儀器 STZ (Sigma公司)；二甲雙胍(北京京豐制藥有限公司)；碘[125I]胰島素放射免疫分析試劑盒(北京北方生物技術研究所)；腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、白介素-6 (IL-6)、瘦素(Leptin)、脂聯素(APN)、游離脂肪酸(FFA)的ELISA試劑盒(晶美生物工程有限公司)；兔抗人PPARα多克隆抗體、PEPCK多克隆抗體(北京維亞生物技術有限公司)；羅氏卓越型血糖儀(ACCU-CHEK Performa)；DFM-96型多管放射免疫計數器(眾成機電技術公司)；9602A-酶標儀(北京艾普生物設備有限公司)；垂直電泳儀(BIO-RAD公司)；轉膜及顯影設備(BIO-RAD公司)。

2 方法

2.1 建立T2DM小鼠模型[6]需造模的小鼠尾靜脈注射STZ (60 mg/kg)前12 h禁食不禁水，注射后給予高脂飼料進行喂養。6周后，檢測小鼠空腹血糖(FBG)，FBG≥11.0 mmol/L則為T2DM小鼠模型。正常組小鼠普通飼料喂養。

2.2 分組及給藥 將T2DM小鼠隨機分為模型組，二甲雙胍0.7 g/kg組，黃秋葵醇提物0.2、0.4、0.8 g/kg組，每組10只。二甲雙胍組、黃秋葵醇提物各組給藥方式均為灌胃(ig)給藥，連續給藥14 d，每日1次。另設空白組小鼠10只。空白組和模型組灌胃給予等體積生理鹽水。

2.3 觀測指標 末次給藥前禁食不禁水12 h，ig給藥1 h后檢測FBG，摘眼球法取血，分離血清。放射免疫法測定血清中FNS。采用ELISA法檢測小鼠血清中APN、FFA、TNF-α、Leptin、IL-6的含量，用Western blot法檢測小鼠肝臟組織中PPARα、PEPCK蛋白的表達。

3 結果

3.1 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠FBG、FNS、ISI的影響 與模型組比較，正常組小鼠FBG遠低于模型組，FNS高于模型組，差異均有統計學意義(P<0.05)；經二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預后，各組小鼠FBG降低，差異有統計學意義(P<0.05)，但仍高于正常組，差異有統計學意義(P<0.05)；FNS較模型組升高，差異有統計學意義(P<0.05)，ISI有所增加。見表1。

3.2 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠血清中Leptin、APN、FFA的影響 模型組血清中Leptin、FFA的含量高于正常組，APN低于正常組，差異均有統計學意義(P<0.05)。經二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預后，各給藥組小鼠血清中Leptin、FFA的含量低于模型組，APN含量高于模型組，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

3.3 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠血清中炎癥因子TNF-α、IL-6的影響 正常組小鼠TNF-α、IL-6水平低于模型組，差異有統計學意義(P<0.05)；經二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預后，各給藥組小鼠血清中TNF-α、IL-6低于模型組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

3.4 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠肝臟中PPARα、PEPCK蛋白表達的影響 與模型組相比，經二甲雙胍、黃秋葵醇提物干預后，各給藥組小鼠肝臟組織中PPARγ表達明顯增加，PEPCK蛋白表達明顯減少，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表4、圖1。

表1 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠FBG、FNS、ISI的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

表2 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠血清中的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

表3 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠血清中炎癥因子的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

表4 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠肝臟中PPARα、PEPCK蛋白表達的影響

注：與模型組比較，*P<0.05

圖1 黃秋葵醇提物對T2DM小鼠肝臟中PPARα、PEPCK蛋白表達的影響

注：1.正常組，2.模型組，3.二甲雙胍組，4.黃秋葵醇提物0.2 g/kg組，5.黃秋葵醇提物0.4 g/kg組，6.黃秋葵醇提物0.8 g/kg

4 討論

糖尿病是一種終身性、全身性的代謝性疾病，其發病主要是由多種病因引起的胰島功能紊亂，是繼心血管和腫瘤疾病之后的第3類非感染性疾病[7-8]。糖尿病患者大部分是T2DM患者，而IR是T2DM的主要病理基礎。IR情況下，因血液中的葡萄糖無法正常被利用而代償性分泌胰島素以維持機體內的血糖穩定，而隨著B細胞分泌功能的逐漸失代償，機體血糖升高最終導致糖尿病。IR是代謝綜合征的基本特征，不僅影響機體血糖的穩定，還會引起機體脂肪和蛋白質的代謝紊亂[9-10]。

目前，治療T2DM的方法以口服藥物控制血糖為主，皮下注射胰島素為輔。中藥及天然藥物在治療糖尿病及改善IR方面具有獨特的優勢和潛力。隨著中醫藥現代化水平及天然藥物提取分離純化工藝的不斷提高，利用分子生物學的科技手段對中藥及天然抗糖尿病藥物的研究開發具有十分重要的意義[11]。

IR的機制主要包括胰島素信號轉導減弱或受阻、糖脂代謝及能量代謝紊亂等。炎癥反應是一種常見的生理反應，是肥胖和膜島素抵抗的中間橋梁,在一定程度上解釋了肥胖患者機體胰島素抵抗水平較高的原因[12]。低度慢性炎癥反應參與了糖尿病的發生發展,而且持續的炎癥反應會降低脂肪細胞儲存能量的能力,與機體胰島素抵抗有密切關系[13]。

PPARγ是配體激活的核轉錄因子PPAR超家族成員的亞型，是正常脂肪細胞分化、增殖及脂肪酸的攝取和儲存所必需的因子[14]。PPARγ可通過瘦素信號轉導及脂聯素信號轉導途徑，促進脂肪細胞分化來調節FFA、TNF-α等細胞因子，提高機體外周組織對胰島素的敏感性以調節機體內部的糖脂代謝平衡。胰島素抵抗相關蛋白PEPCK是PPARγ的下游蛋白，是糖異生途徑的關鍵酶，其在機體中的表達量決定著糖異生的速度[15]。脂肪的加速分解，使血清及肝臟的FFA含量增加，通過Randle循環，競爭性抑制葡萄糖氧化，進而使乙酰輔酶A產生增加，從而激活PEPCK蛋白的活性，導致肝糖異生的增加。

實驗結果表明，黃秋葵醇提物給藥組小鼠的血糖明顯下降，ISI、APN含量上升，血清中TNF-α、IL-6、Leptin、FFA的含量均有所下降，肝臟組織中PPARα的表達增加，PEPCK的蛋白表達減少。結果表明，黃秋葵醇提物具有一定的降血糖作用，可緩解機體內的胰島素抵抗情況。這可能與黃秋葵醇提物通過調節胰島素抵抗相關蛋白PPARγ、PEPCK的表達，進而調節糖尿病小鼠的炎癥因子TNF-α、IL-6及脂肪因子Leptin、APN、FFA的含量有關，從而緩解胰島素抵抗。