吳萬征,蘇薇薇,王永剛,彭維,吳忠,李沛波
(1. 廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院,廣東 湛江 524001;2. 中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510275)
麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠降血糖的作用
吳萬征1,蘇薇薇2,王永剛2,彭維2,吳忠2,李沛波2
(1. 廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院,廣東 湛江 524001;2. 中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510275)
為觀察麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的降血糖作用,將40只db/db小鼠隨機(jī)分為5組:模型對(duì)照組,陽性對(duì)照鹽酸二甲雙胍組,麥冬寡糖低、中、高劑量組,另設(shè)野生型db/m小鼠為正常對(duì)照組,分別灌胃給予相應(yīng)藥物或溶媒,連續(xù)8周。8周給藥結(jié)束后,稱量小鼠體質(zhì)量,測(cè)定24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量;給藥4周、8周后,分別檢測(cè)小鼠空腹血糖值(FBG),并于給藥8周后進(jìn)行口服糖耐量實(shí)驗(yàn);最后,取小鼠血清,檢測(cè)糖化血清蛋白(GSP)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)及血尿素氮(BUN)和血肌酐(Scr)含量。結(jié)果顯示,麥冬寡糖能顯著減輕自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的體質(zhì)量,降低空腹血糖值,減少口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)的曲線下面積并降低GSP含量;麥冬寡糖也能抑制24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、BUN和Scr含量的增加,顯著降低血清TG、TC、HDL-C和LDL-C含量。綜上所述,麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠表現(xiàn)的肥胖、高血糖癥、血脂異常、腎損傷均有較好的改善作用。
麥冬寡糖;2型糖尿??;db/db小鼠;降血糖作用
麥冬為百合科植物麥冬Ophiopogonjaponicas(L.f) Ker-Gawl.的干燥塊根,有養(yǎng)陰生津之功,主要用于津傷口渴和內(nèi)熱消渴等[1]?!侗静菡x》記載[2]:“凡消谷能食,無非胃火極旺,必以甘寒大劑清胃解渴,麥冬固在必需之列者也”。有研究表明,麥冬對(duì)四氧嘧啶[3]、鏈脲佐菌素[4-5]誘導(dǎo)的高血糖動(dòng)物和OLETF大鼠[6]具有顯著的降血糖作用。本課題組的前期研究表明:麥冬提取物對(duì)實(shí)驗(yàn)2型糖尿病大鼠具有顯著保護(hù)作用[7];麥冬寡糖對(duì)誘導(dǎo)性2型糖尿病大鼠具有顯著降血糖、抑制腎損害等作用[8],體外實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)α-葡萄糖苷酶活性具有顯著抑制作用[9],且相對(duì)分子質(zhì)量范圍為500~1 500的麥冬寡糖具有更顯著抑制α-葡萄糖苷酶活性[10]。本實(shí)驗(yàn)以與人類2型糖尿病發(fā)病機(jī)制較為相似的自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠為動(dòng)物模型,觀察麥冬寡糖對(duì)2型糖尿病的降血糖作用,現(xiàn)報(bào)告如下。
麥冬寡糖,由中山大學(xué)廣州現(xiàn)代中藥質(zhì)量研究開發(fā)中心提供,其制備方法為:取麥冬(產(chǎn)自湖北,購于廣州清平藥材市場(chǎng)雷美花藥材店)藥材適量,剪碎,加10倍量φ=95%乙醇,回流2 h,過濾,棄濾液,揮干乙醇,加10倍量蒸餾水,水浴提取2次,濾過,合并濾液,減壓濃縮至密度為1.2 g/mL,加乙醇至醇φ為80%,靜置12 h,沉淀,分別以無水乙醇、無水乙醚、丙酮洗滌,55 ℃烘干,即得麥冬粗提取物;取麥冬粗提取物,溶于適量蒸餾水中,以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心,除去沉淀,Sephadex G-75層析柱(3 cm×80 cm)上樣,以蒸餾水洗脫,流速為0.5 mL/min。每管5 mL,自動(dòng)部分收集器收集,合并洗脫峰,冷凍干燥,得到純化后的總麥冬寡糖,經(jīng)硫酸-蒽酮法測(cè)定w(總寡糖)為97.64%,經(jīng)MALDI-TOF-MASS進(jìn)樣檢測(cè),該麥冬寡糖的相對(duì)分子質(zhì)量范圍在500~2 500之間。鹽酸二甲雙胍片(上海信誼藥廠有限公司);小鼠白蛋白ELISA試劑盒和小鼠尿蛋白ELISA檢測(cè)試劑盒(上海江萊生物科技有限公司);糖化血清蛋白(GSP)檢測(cè)試劑盒(南京威特曼生物科技有限公司)。
7160全自動(dòng)生化分析儀,日本日立公司;強(qiáng)生One-Touch 穩(wěn)豪型血糖儀,美國強(qiáng)生公司;Model 550型酶標(biāo)儀,美國BIO-RAD公司。
7周齡SPF級(jí)db/db小鼠40只(雌雄各半),db/m小鼠8只(雌雄各半),購自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,動(dòng)物質(zhì)量許可證:SCXK(滬) 2012-0005。
將db/db小鼠按血糖值隨機(jī)分為模型對(duì)照組、陽性藥物(鹽酸二甲雙胍)組、麥冬寡糖低、中、高劑量組,每組8只;將db/m小鼠8只設(shè)為正常對(duì)照組。陽性藥物組按劑量250 mg/kg灌胃給予鹽酸二甲雙胍,麥冬寡糖低、中、高劑量組分別按劑量160、320和640 mg/kg灌胃給予麥冬寡糖;模型對(duì)照組和正常對(duì)照組灌胃給予等體積蒸餾水,灌胃給藥容積均為10 mL/kg;每日1次,連續(xù)灌胃8周。
所有小鼠于給藥前、給藥8周后稱量并記錄體質(zhì)量;灌胃給藥8周后,在實(shí)驗(yàn)結(jié)束前1 d,用代謝籠收集24 h 尿液,采用試劑盒測(cè)定24 h尿蛋白總量和24 h尿白蛋白總量;于給藥前、給藥4周和8周后,小鼠禁食不禁水10 h后,尾部取血,用血糖測(cè)定儀進(jìn)行空腹血糖值的測(cè)定;第8周測(cè)定空腹血糖值后,各組均按2.0 g/kg體質(zhì)量的劑量灌胃給予葡萄糖,分別于給予葡萄糖后0.5、2 h測(cè)定血糖值,并計(jì)算血糖-時(shí)間曲線下的面積(AUC);最后將各組小鼠用w=2%的戊巴比妥鈉溶液按25 mL/kg的劑量進(jìn)行麻醉,腹主動(dòng)脈采血,3 000 r/min離心10 min,制得血清,采用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血清中總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、血尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)的含量;采用試劑盒檢測(cè)GSP含量。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。
由表1可見,給藥前,模型對(duì)照組和各給藥組db/db小鼠的體質(zhì)量無明顯差異(組間比較,P均>0.05),但均顯著大于正常對(duì)照組db/m小鼠的體質(zhì)量(P均<0.01)。給藥8周后,麥冬寡糖中、高劑量組小鼠的體質(zhì)量顯著低于模型對(duì)照組(P<0.05或0.01)。說明麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠體質(zhì)量的控制具有顯著作用。
由表2可見,給藥前,模型對(duì)照組和各給藥組db/db小鼠的空腹血糖值均顯著高于正常對(duì)照組db/m小鼠的血糖值(P均<0.01)。給藥4周后,麥冬寡糖中、高劑量組小鼠的血糖值顯著低于模型對(duì)照組(P<0.05或0.01);給藥8周后,麥冬寡糖低、中、高劑量組小鼠的血糖值顯著低于模型對(duì)照組(P<0.01),說明麥冬寡糖能顯著降低自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的血糖。由表3可見,給藥8周后,麥冬寡糖低、中、高劑量組小鼠的AUC值顯著低于模型對(duì)照組(P<0.05或0.01),說明麥冬寡糖能顯著改善自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的糖耐量。
由表4可見,與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組小鼠的GSP明顯增加(P<0.01);與模型對(duì)照組比較,麥冬寡糖低、中、高劑量能顯著降低GSP的質(zhì)量濃度(P<0.05或0.01)。說明麥冬寡糖能有效、持續(xù)控制自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的血糖水平。
表1 麥冬寡糖對(duì)小鼠體質(zhì)量的影響Table 1 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on body weights of db/db mice (±s,n=8)
1) 與正常對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
表2 麥冬寡糖對(duì)小鼠空腹血糖的影響Table 2 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on fasting blood glucose level in db/db mice (±s,n=8)
1)與正常對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
表3 麥冬寡糖對(duì)小鼠糖耐量的影響Table 3 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on glucose tolerance in db/db mice (±s,n=8)
1) 與正常對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
1) 與正常對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
由表5可見,與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組小鼠的24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、血清BUN和Scr濃度明顯增加(P均<0.01);與模型對(duì)照組比較,麥冬寡糖中、高劑量能顯著降低24 h尿蛋白量(P<0.05或0.01),麥冬寡糖低、中、高劑量能顯著降低24 h尿白蛋白量、血清BUN和Scr濃度(P<0.05或0.01)。說明麥冬寡糖能顯著抑制自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的腎功能損害。
表5 麥冬寡糖對(duì)小鼠腎功能的影響Table 5 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on renal function in db/db mice (±s,n=8)
1) 與正常對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
由表6可見,與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組小鼠的血清TG、TC、HDL-C和LDL-C濃度均顯著升高(P均<0.01);與模型對(duì)照組比較,麥冬寡糖中、高劑量能顯著降低TC和LDL-C濃度(P<0.05或0.01),麥冬寡糖高劑量能顯著降低TG和HDL-C濃度(P<0.05)。說明麥冬寡糖能改善自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的血脂異常。
表6 麥冬寡糖對(duì)小鼠血脂的影響Table 6 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on serum lipid levels in db/db mice (±s,n=8)
1) 與正常對(duì)照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與模型對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
糖尿病是當(dāng)前威脅全球人類健康的最重要的非傳染性疾病之一,已成為全球重要慢性病議題。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟(IDF)發(fā)布的2015年世界糖尿病地圖資料顯示[11]:全球20~79歲的人中有約4.15億人患糖尿病,另外有3.18億人糖耐量受損,有很高糖尿病風(fēng)險(xiǎn),預(yù)計(jì)到2040年這一年齡段中罹患糖尿病的人數(shù)將會(huì)上升到6.42億;2015年全球糖尿病成年患者最多的前10個(gè)國家中,中國列為第1位,高達(dá)1.096億人。在我國患病人群中,以2型糖尿病為主,占90%以上[12]。近年來,抗糖尿病藥物的研究與開發(fā)受到越來越多的關(guān)注,尤其是從傳統(tǒng)中草藥或天然藥物中去篩選安全、有效的活性成分成為一條重要途徑。
已有研究表明,麥冬寡糖對(duì)高脂喂養(yǎng)聯(lián)合低劑量鏈脲菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠具有顯著降血糖、抑制腎損害等作用[8];體外實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)α-葡萄糖苷酶活性具有顯著抑制作用[9],且相對(duì)分子質(zhì)量范圍為500~1 500的麥冬寡糖具有更顯著抑制α-葡萄糖苷酶活性[10]。db/db小鼠是Leptin受體基因缺陷導(dǎo)致的先天肥胖性2型糖尿病小鼠,由于其Leptin受體基因失去功能,在出生后2周內(nèi)就發(fā)生高胰島素血癥,8周后就發(fā)展為嚴(yán)重的高血糖癥[13-14]。由于其能較好地模擬人類2型糖尿病的高血糖、高血脂、胰島素抵抗等多種癥狀,因此,是研究人類2型糖尿病良好的動(dòng)物模型[15]。故本文以自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠為動(dòng)物模型,主要從體質(zhì)量、血糖、血脂和腎功能等方面觀察麥冬寡糖抗2型糖尿病的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,麥冬寡糖能顯著減輕自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠的體質(zhì)量,降低空腹血糖、減少口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)的曲線下面積并降低GSP的濃度,能抑制24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、BUN和Scr濃度的增加,顯著降低血清TG、TC、HDL-C和LDL-C濃度。說明麥冬寡糖對(duì)自發(fā)性2型糖尿病db/db小鼠表現(xiàn)的肥胖、高血糖癥、血脂異常、腎損傷均有較好的改善作用。該研究為麥冬寡糖在抗2型糖尿病健康產(chǎn)品開發(fā)方面的應(yīng)用提供了藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
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ThehypoglycemiceffectofOphiopogonisjaponicusoligosaccharideondb/dbdiabeticmice
WUWanzheng1,SUWeiwei2,WANGYonggang2,PENGWei2,WUZhong2,LIPeibo2
(1.Affiliated Hospital of Guangdong Medical University, Zhanjiang 524000,China; 2. College of Life Sciences, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275,China)
In order to investigate the hypoglycemic effect ofOphiopogonisjaponicusoligosaccharide on type 2 diabetes mellitus,the db/db diabetic mice were intragastrically administered withOphiopogonisjaponicusoligosaccharide for 8 weeks.The body weight and general physical signs were observed during the treatment.The fasting blood glucose levels were determined after 4 and 8 weeks of administration.The changes in 24 h urinary albumin excretion and 24 h urine protein amounts, glycosylated serum protein(GSP), total cholesterol(TC), triglyceride(TG), high density lipoprotein cholesterol(HDL-C) and low density lipoprotein cholesterol(LDL-C), urea nitrogen and creatinine levels in serum were measured after 8 weeks of treatment.Results showed thatOphiopogonisjaponicusoligosaccharide could significantly lower the body weights, blood glucose levels and the AUCs during oral glucose tolerance test, and inhibited the changes of 24 h urinary albumin excretion and 24 h urine protein amounts, GSP, TC, TG, HDL-C and LDL-C, urea nitrogen and creatinine levels in serum of db/db diabetic mice by comparison with db/m mice. In conclusion,Ophiopogonisjaponicusoligosaccharide exerts remarkable hypoglycemic and protective effects in db/db mice, thus showing its potential for use in the treatment of type 2 diabetes mellitus.
Ophiopogonisjaponicusoligosaccharide;type 2 diabetes mellitus;db/db mice;hypoglycemic effect
10.13471/j.cnki.acta.snus.2017.06.020
2017-07-03
廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(201704020119);廣東省重大科技專項(xiàng)資金項(xiàng)目(2013A022100022)
吳萬征(1963年生),男;研究方向中藥學(xué);E-mail:1724329633@ qq.com
李沛波(1973年生),男;研究方向中藥藥理學(xué);E-mail:lipb73@126.com
R96
A
0529-6579(2017)06-0128-06