絲膠對(duì)2型糖尿病大鼠胰腺Akt的調(diào)節(jié)作用*

劉東慧，劉陳霏，宋妤軒，阮鴻嬌，陳志宏△

（1.承德醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室，河北承德 067000；2.中國(guó)藥科大學(xué)）

2型糖尿病是一種由胰島素相對(duì)或絕對(duì)分泌不足導(dǎo)致的以血糖升高為主要臨床表現(xiàn)的代謝性疾病。在胰腺，胰島素由胰島β細(xì)胞分泌后與胰島素受體(insulin receptor，IR)結(jié)合而啟動(dòng)磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phos-phatidylinositol-3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)信號(hào)通路，啟動(dòng)后的PI3K/Akt信號(hào)通路通過(guò)調(diào)控胰島素分泌，維持β細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)胰島素降低血糖的作用[1-2]。絲膠是從蠶繭中提取的一種天然水溶性蛋白，具有生物相容性，可降解。Akt作為PI3K/Akt信號(hào)通路中的關(guān)鍵因子之一，本研究在前期發(fā)現(xiàn)絲膠能有效降低血糖的基礎(chǔ)上[3]，進(jìn)一步觀察了絲膠對(duì)2型糖尿病大鼠模型胰腺Akt mRNA表達(dá)的調(diào)節(jié)作用，以期揭示絲膠降血糖的作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 絲膠的提取 蠶繭經(jīng)1%的Na2CO3浸泡30min后沸煮3h(2次)，將提取液濃縮、透析凍干至粉末備用。

1.2 動(dòng)物分組及處理 SPF級(jí)雄性SD大鼠，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào)：SCXK(京)2012-0001，由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供。36只大鼠隨機(jī)分為正常組、模型組和實(shí)驗(yàn)組，每組12只。給予造模大鼠高脂高糖飼料+腹腔注射STZ(35mg/kg/d，連續(xù)2d)處理，以空腹血糖≥11.1mmol/L的大鼠為成功2型糖尿病大鼠模型。成模后，實(shí)驗(yàn)組大鼠給予絲膠(2.4g/kg/d)連續(xù)灌胃35d，正常組、模型組大鼠給予等體積生理鹽水連續(xù)灌胃35d。用藥結(jié)束，將各組大鼠麻醉后，取血、處死，迅速取出胰腺加入Trizol放于液氮中研磨，研磨充分后放液氮中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 檢測(cè)血糖 將取得的各組大鼠血液標(biāo)本離心、分離血清后送承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科檢測(cè)血糖。

1.4 檢測(cè)胰腺Akt mRNA的表達(dá) 采用Real Time Q-PCR法：取適量胰腺組織提取總RNA并反轉(zhuǎn)錄為cDNA備用。利用pGM-T質(zhì)粒載體成功構(gòu)建Akt和GAPDH標(biāo)準(zhǔn)品后測(cè)定其濃度用以后續(xù)定量。擴(kuò)增各組大鼠的Akt和GAPDH得標(biāo)準(zhǔn)曲線、擴(kuò)增曲線、溶解曲線，PCR引物設(shè)計(jì)與合成由寶生物工程(大連)有限公司完成，以Akt與相應(yīng)GAPDH拷貝數(shù)的比值作為各組大鼠Akt mRNA的相對(duì)表達(dá)水平，PCR引物序列見(jiàn)表1。

表1 引物序列和產(chǎn)物大小

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 各組大鼠血糖及胰腺Akt mRNA的表達(dá)均以（±s）表示，采用IBM SPSS Statistics 24.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)，多組間差異的比較采用單因素方差分析，兩兩組間差異采用Tukey’s檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 血糖水平 模型組大鼠血糖明顯高于正常組大鼠(P＜0.05)，實(shí)驗(yàn)組大鼠血糖明顯低于模型組大鼠(P＜0.05)。見(jiàn)表2：

表2 各組大鼠的血糖及胰腺Akt mRNA的表達(dá)水平（±s ）

表2 各組大鼠的血糖及胰腺Akt mRNA的表達(dá)水平（±s ）

與模型組比較：*P＜0.05

組別 n 血糖(mmol/L) Akt mRNA正常組 12 10.83±2.03* 58.14±16.39*模型組 12 29.45±4.82 28.83±8.06實(shí)驗(yàn)組 12 13.20±4.09* 46.37±12.57*

2.2 胰腺Akt mRNA的表達(dá) Akt標(biāo)準(zhǔn)品濃度梯度為1.57×107～1.57×104，以pGM-T-Akt陽(yáng)性質(zhì)粒DNA和各組大鼠cDNA做為模板，經(jīng)過(guò)Real Time Q-PCR法擴(kuò)增后得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線擴(kuò)增效率為94.859%，斜率為-3.452，相關(guān)系數(shù)r為-0.998，截距為36.253；擴(kuò)增曲線均呈S型；溶解曲線呈單峰（附圖）。各組大鼠Akt mRNA表達(dá)的定量分析結(jié)果見(jiàn)表2：模型組大鼠Akt mRNA的表達(dá)量明顯低于正常組大鼠(P＜0.05)，實(shí)驗(yàn)組大鼠Akt mRNA的表達(dá)量明顯高于模型組大鼠(P＜0.05)。

（1.標(biāo)準(zhǔn)曲線，2.擴(kuò)增曲線，3.溶解曲線）

3 討論

目前，2型糖尿病的發(fā)病率逐年增高，已經(jīng)成為全球關(guān)注的公共健康問(wèn)題，臨床用于治療糖尿病的各類藥物雖能有效降低血糖，但長(zhǎng)期服用均會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)。因此，探尋一種天然藥物來(lái)彌補(bǔ)目前降糖藥的不足十分必要。絲膠來(lái)源于蠶繭，課題組前期發(fā)現(xiàn)絲膠能有效降低血糖[3]，但機(jī)制尚不明了。

胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，與IR結(jié)合后啟動(dòng)PI3K/Akt信號(hào)通路，從而激活A(yù)kt。活化的Akt通過(guò)調(diào)控與細(xì)胞周期相關(guān)的酶來(lái)維持胰島β細(xì)胞的細(xì)胞周期，促進(jìn)β細(xì)胞增殖[4-5]；活化的Akt可使凋亡基因失活，抑制β細(xì)胞凋亡[6]；活化的Akt還可調(diào)節(jié)β細(xì)胞分泌胰島素，促進(jìn)外周靶組織攝取葡萄糖，減輕胰島素抵抗[7]。有研究發(fā)現(xiàn)，Akt激酶失活的轉(zhuǎn)基因小鼠，其胰島β細(xì)胞Akt活性明顯下降，進(jìn)而出現(xiàn)胰島素分泌缺陷[8]。因此，在胰島β細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、再生、凋亡及分泌胰島素中，PI3K/Akt信號(hào)通路發(fā)揮著十分重要的作用。

本研究發(fā)現(xiàn)，模型組大鼠胰腺Akt mRNA的表達(dá)明顯降低。Akt是PI3K/Akt信號(hào)通路中的關(guān)鍵因子之一，其表達(dá)降低可通過(guò)影響β細(xì)胞的增殖、凋亡及胰島素的分泌而導(dǎo)致胰島素的生理作用減弱，從而引發(fā)模型組大鼠血糖明顯升高。實(shí)驗(yàn)組大鼠給予絲膠灌胃后，Akt mRNA的表達(dá)明顯升高，提示絲膠可通過(guò)上調(diào)胰腺Akt mRNA的表達(dá)，改善糖尿病時(shí)胰島β細(xì)胞中PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的異常，從而發(fā)揮降低血糖的作用，這可能是絲膠降低血糖的作用機(jī)制之一。