楊明煒 王志偉 陸付耳 劉艷娟
華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合研究所,武漢 430030
胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是糖尿病、肥胖、原發(fā)性高血壓、高脂血癥、冠心病等多種疾病的共同病理生理學(xué)基礎(chǔ)[1],因此,IR的發(fā)病機(jī)制研究以及改善IR的藥物探索一直是近年來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。近年來,研究發(fā)現(xiàn)胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙、脂肪源性細(xì)胞因子表達(dá)異常在IR發(fā)生過程中扮演了重要的角色,而且越來越多的研究認(rèn)為脂肪組織是IR產(chǎn)生的始發(fā)部位[2]。本實(shí)驗(yàn)通過觀察比較黃連、生地及其配伍含藥血清對IR 3T3-L1脂肪細(xì)胞脂聯(lián)素與瘦素分泌的影響,從脂肪細(xì)胞因子途徑探討黃連、生地及其配伍改善IR的作用機(jī)制,并通過比較黃連、生地及其配伍對上述脂肪細(xì)胞因子作用的選擇性或協(xié)同性,揭示黃連生地藥對的配伍原理。
3T3-L1小鼠前脂肪細(xì)胞株購自于中國科學(xué)院細(xì)胞庫。雄性Wistar大鼠24只(SPF級),購自湖北省實(shí)驗(yàn)動物研究中心,體重約220 g。
羅格列酮、胰島素、地塞米松與牛血清蛋白(BSA)購自美國Sigma公司,胎牛血清與DMEM/HIGH GLUCOSE培養(yǎng)液購自Thermo公司;葡萄糖測定試劑盒(葡萄糖氧化酶法)購自上海名典生物工程有限公司,ELISA試劑盒購自CUSABIO公司。
選擇雄性Wistar大鼠40只,SPF級,適應(yīng)性普通喂養(yǎng)2周后,體重約達(dá)(330±15)g。將所有大鼠隨機(jī)分為黃連組、生地組、黃連+生地組和空白血清組,每組10只,藥物干預(yù)組大鼠分別灌服相應(yīng)劑量的中藥湯劑,其中黃連1.58 g/kg,生地0.63 g/kg(黃連、生地的劑量分別為臨床劑量的60倍),空白血清組大鼠灌服相同劑量的生理鹽水。每組灌胃2次/d,8 h/次,期間禁食不禁水,第3天灌胃結(jié)束1 h后,于無菌條件下腹主動脈取血,然后放入臺式高速離心機(jī)3 000 r/min離心15 min,取血清,將其放入56 ℃恒溫水浴鍋滅活,-20 ℃冰箱保存1個(gè)月內(nèi)用完。
按文獻(xiàn)[3]所述,將3T3-L1前脂肪細(xì)胞接種于24孔培養(yǎng)板,用含10% FBS的高糖DMEM培養(yǎng)液在37 ℃,5% CO2條件下培養(yǎng),每2 d換液。待細(xì)胞完全融合后繼續(xù)接觸抑制2 d,換以含0.5 mmol/L IBMX,0.25 μmol/L地塞米松,1 μg/ml胰島素的10% FBS高糖DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)48 h,換以含1 μg/ml胰島素的培養(yǎng)液再培養(yǎng)48 h,隨后以10%胎牛血清高糖DMEM培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng),分化8~10 d的細(xì)胞表現(xiàn)為成熟脂肪細(xì)胞表型,可用于實(shí)驗(yàn)。
將誘導(dǎo)分化成熟的3T3-L1脂肪細(xì)胞換上含2 g/L BSA的DMEM無血清培養(yǎng)液培養(yǎng)12 h后,分別換上含25 mmol/L葡萄糖,0.6 nmol/L胰島素,10 g/L BSA的DMEM培養(yǎng)液培養(yǎng)18 h,完成IR細(xì)胞模型的建立[4]。將IR細(xì)胞分為模型組及各藥物干預(yù)組,藥物干預(yù)組分為羅格列酮組、黃連組、生地組及黃連+生地組,分別以馬來酸羅格列酮(Rosiglitazone Maleate)溶液、黃連含藥血清、生地含藥血清及黃連、生地配伍含藥血清進(jìn)行干預(yù)24 h,另設(shè)空白血清對照組(以不含藥血清進(jìn)行干預(yù))及正常組(正常脂肪細(xì)胞)。收集各組細(xì)胞培養(yǎng)液上清,檢測相關(guān)指標(biāo)。
以葡萄糖氧化酶法檢測每孔培養(yǎng)液中葡萄糖的含量,與未接種細(xì)胞的空白孔的糖含量均值相減,計(jì)算葡萄糖的消耗量。
采用ELISA法檢測。
與正常組比較,模型組葡萄糖消耗量明顯減少(P<0.01);與模型組比較,空白血清組葡萄糖消耗量無明顯變化(P>0.05),黃連組、生地組、黃連+生地組、羅格列酮組葡萄糖消耗量顯著增加(P<0.01),其中黃連+生地組葡萄糖消耗量明顯大于黃連、生地各單藥組(P<0.01)。見表1。
表1 各組細(xì)胞葡萄糖消耗量的比較
與正常組比較,模型組脂聯(lián)素水平顯著降低(P<0.01),瘦素水平顯著升高(P<0.01);與模型組比較,生地組、黃連+生地組脂聯(lián)素分泌顯著升高(P<0.01),瘦素分泌顯著降低(P<0.05,P<0.01),黃連組脂聯(lián)素、瘦素分泌均無顯著差異(P>0.05),其中黃連+生地組脂聯(lián)素、瘦素分泌與單藥生地組無顯著差異(P>0.05)。見表2。
表2 各組細(xì)胞脂聯(lián)素與瘦素分泌水平的比較
IR是2型糖尿病、代謝綜合征、心腦血管病等重大慢性疾病發(fā)病的共同病理生理學(xué)基礎(chǔ),其本質(zhì)為單位胰島素的生物效應(yīng)降低,研究表明,IR常先于上述多種疾病而先行存在多年,因此,早期發(fā)現(xiàn)并改善IR具有重大的臨床意義。脂肪組織與IR的關(guān)系已經(jīng)成為國內(nèi)外專家研究的重要課題,其分泌的多種脂肪細(xì)胞因子和炎癥因子已被證明與IR的發(fā)生發(fā)展具有相當(dāng)緊密的聯(lián)系,其中,脂聯(lián)素為脂肪組織分泌的一種分子量為28 kD的凝膠結(jié)合蛋白,具有提高葡萄糖攝取、促進(jìn)糖代謝、抑制內(nèi)皮細(xì)胞炎癥、改善IR、增加脂肪酸氧化、抗動脈粥樣硬化、抗炎的作用[5-6],脂聯(lián)素水平與改善IR程度密切相關(guān),脂聯(lián)素水平升高可增加胰島素敏感性,明顯改善IR,反之脂聯(lián)素水平減低甚至可能是2型糖尿病的預(yù)報(bào)因子。瘦素是肥胖基因(ob-gene)的蛋白產(chǎn)物,作為一種代謝激素,瘦素可對一系列的代謝過程產(chǎn)生影響,如胰島素釋放、葡萄糖的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝及脂肪的分解、合成等[7],研究[8]顯示,2型糖尿病患者的血清瘦素水平與IR密切相關(guān)。
中醫(yī)古代文獻(xiàn)中雖無IR的記載,但對于IR相關(guān)疾病的診治有著系統(tǒng)的理論知識和豐富的臨床經(jīng)驗(yàn),尤其是對于糖尿病(中醫(yī)稱之為“消渴”,其基本病機(jī)為陰虛燥熱)的治療,歷代醫(yī)家總結(jié)出了大量有效驗(yàn)方。近年來,醫(yī)者對這些驗(yàn)方進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)大多含有黃連、生地二味中藥(其中生地還被譽(yù)為治療糖尿病四大“圣藥”之一),黃連、生地配伍是臨床上治療糖尿病最常用的藥對之一,其源自于孫思邈《千金要方》,稱之為黃連丸,方中黃連清熱為君,生地滋陰為臣,共奏滋陰清熱之功效,主治消渴。臨床實(shí)踐[9-11]表明以黃連丸為基本方的一些制劑治療2型糖尿病具有良好療效,初步實(shí)驗(yàn)研究[12]表明,黃連丸具有明顯的降糖作用。由于IR貫穿于2型糖尿病發(fā)生發(fā)展的全過程,故多數(shù)學(xué)者推測中醫(yī)藥治療2型糖尿病的主要機(jī)制與改善IR有關(guān),并對此進(jìn)行了大量研究。同時(shí),由于“藥有個(gè)性之特長,方有合群之妙用”,“七情合和”、“君臣佐使”等配伍理論是在歷代醫(yī)藥學(xué)家廣泛實(shí)踐的基礎(chǔ)上發(fā)展成熟的,有著深刻的科學(xué)內(nèi)涵,提示黃連伍用生地應(yīng)有協(xié)同作用,其協(xié)同作用的機(jī)制何在目前卻不清楚,也是亟待解答的問題。
本研究結(jié)果表明,黃連、生地及其配伍能夠提高IR脂肪細(xì)胞葡萄糖消耗能力,且配伍效果更好,能促進(jìn)IR脂肪細(xì)胞脂聯(lián)素的分泌,減少瘦素的分泌,這可能是上述藥物改善IR的作用機(jī)制之一。此外,結(jié)果還表明,黃連、生地配伍改善IR的作用環(huán)節(jié)較各單藥組更廣泛,作用強(qiáng)度較各單藥組更強(qiáng),提示黃連生地配伍對上述脂肪細(xì)胞因子的影響具有協(xié)同作用,說明黃連生地配伍具有科學(xué)性。
[1] REAVEN GM.Insulin resistance,the insulin resistance syndrome,and cardiovascular disease[J].Panminerva Med,2005,47(4):201-210.
[2] HOTAMISLIGIL GS.Molecular mechanisms of insulin resistance and the role of the adipocyte[J].Int J Obes Relat Metab Disord,2000,24 Suppl 4:S23-27.Review.
[3] NELSON BA,ROBINSON KA,BUSE MG.High glucose and glucosamine induce insulin resistance via different mechanisms in 3T3-L1 adipocytes[J].Diabetes,2000,49(6):981-991.
[4] 易屏,陸付耳,陳廣,等.小檗堿對3T3-L1胰島素抵抗細(xì)胞模型PI-3K p85蛋白表達(dá)的影響[J].世界華人消化雜志,2008,16(19):2102-2106.
[5] 劉軍,陳影,劉芳,等.2型糖尿病家系非糖尿病一級親屬脂聯(lián)素水平與胰島素抵抗和動脈粥樣硬化相關(guān)性的研究[J].中華內(nèi)分泌代謝雜志,2004,20(3):215-216.
[6] YAMAUCHI T,KAMON J,WAKI H,et al.The fat-deriv edhormoneadiponectin reverses insulin resistance associated with bothlipoatrophy and obesity[J].Nat Med,2001,7(8):941-946.
[7] MORRIS DL,RUI L.Recent advances in understanding leptin signa-ling and leptin resistance[J].Am J Physiol Endocrinol Metab,2009,297(6):E1247-E1259.
[8] 陳敏,方小正,李紅.2型糖尿病患者瘦素水平與胰島素抵抗關(guān)系的研究[J].中國綜合臨床,2008,24(3):251-253.
[9] 王忠琳.黃連地黃湯治療Ⅱ型糖尿病的研究[J].山東中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),1995,19(3):185-189.
[10] 張秋莉.自擬黃連生地飲治療Ⅱ型糖尿病108例[J].中醫(yī)藥信息,1998,15(1):26.
[11] 龐存生,李宗德,褚玉明.秘傳黃連地黃湯加減治療糖尿病36例[J].甘肅中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2001,18(3):27-28.
[12] 李真,馬高峰.生地黃連液對四氧嘧啶小鼠影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].遼寧中醫(yī)雜志,2000,27(12):573.