大黄素对2型糖尿病小鼠血糖、胰岛素水平的影响及机制探讨

宋 冰，刘学政

(1辽宁医学院附属第一医院，辽宁锦州121000;2辽宁医学院)

大黄素化学名为6-甲基-1，3，8-三羟基蒽醌，是从大黄属中药中分离后得到的主要有效单体。现代药理研究认为大黄具有纠正血脂代谢紊乱、抗炎、改善微循环、调节免疫等作用［1～3］，但其是否有降血糖作用及其机制为何均不清楚。2011年1～3月，我们观察了大黄素对2型糖尿病KKAy小鼠血糖及胰岛素信号传导途径的影响。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 实验动物分组与处理 SPF级自发性2型糖尿病KKAy小鼠40只，10周龄，体质量(35±2)g，均为雌性，自由摄食、饮水。动物室内设置12 h昼夜循环，并维持室温在(22±2)℃。用含10%蔗糖、10%脂肪的KKAy小鼠专用高能量饲料喂养。血糖均≥13.9 mmol/L。随机分为模型组，低、中、高剂量大黄素治疗组及吡格列酮治疗组，各8只。模型组灌服20 ml/(kg·d)无菌水;低、中、高剂量大黄素治疗组分别给予12.5、25、50 mg/kg大黄素灌胃;吡格列酮治疗组予1.95 mg/(kg·d)吡格列酮灌胃。均用药8周。

1.2 血糖、血清胰岛素检测及胰岛素敏感指数(ISI)计算方法 8周后用美国强生血糖仪及配套试纸测定各组小鼠空腹血糖(FPG)，用放射免疫法分析法测定空腹血清胰岛素(FINS)，ISI=1/(FPG×FINS)，取自然对数正态化后进行分析。

1.3 肌肉及脂肪组织磷酸肌醇3-激酶(PI3-K)及葡萄糖转运蛋白(GluT)4基因的检测方法 采用RT-PCR法。按Trizol试剂使用说明书标注的操作步骤提取组织中总RNA，然后按照RT-PCR试剂盒说明书操作分别检测PI3-K及GluT4基因的表达。各基因引物序列为:β-actin:正义:5'-ATCATGTTTGAGACCTTCAACA-3'， 反 义: 5'-CATCTCTTGCTCGAAGTCCA-3'，产物长度308 bp;GluT4:正义:5'-ACTGGCACTTCCACTGAACTCTTG-3'，反 义:5'-TTTCTGCTCCCTATCCGTTCTT-3'，产物长度388 bp;PI-3K，正义:5'-GTTGCTCTACCCAGTGTCCAAATACCAG-3'，反义:5'-TTTCTGCTCCCTATCCGTTCTT-3'，产物长度200 bp。实时定量PCR扩增条件:96℃预变性2min后，96℃变性45 s，59℃退火45 s，70℃延伸45 s，70℃延伸5min，共35个循环。结果以PI3-K、GluT4与β-actin的Ct值之比表示。

1.4 统计学方法 采用SPSS15.0统计软件。计量资料以±s表示，组间比较用方差分析。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

各组小鼠 FPG、FINS、ISI见表1。由表1可见与模型组比较，低、中、高剂量大黄素治疗组和吡格列酮治疗组小鼠的FPG、FINS、ISI均明显降低(P均＜0.05)，且呈剂量依赖性 。高剂量大黄素治疗组组FINS、ISI均高于吡格列酮治疗组(P均＜0.05)。各组小鼠肌肉及脂肪组织中PI3-K及GluT4 mRNA见表2。由表2可见，与模型组相比，低、中、高剂量大黄素治疗组及吡格列酮治疗组小鼠的PI3-K、GluT4 mRNA明显增高(P均＜0.05)。

表1 各组小鼠 FPG、FINS、ISI(±s)

表1 各组小鼠 FPG、FINS、ISI(±s)

组别 n FPG(mmol/L)FINS(mU/L)ISI模型组8 8.60 ±0.33 54.13 ±6.23 1.83 ±0.14低剂量大黄素治疗组 8 6.65 ±0.17 21.86 ±2.33 1.18 ±0.12中剂量大黄素治疗组 8 5.65 ±0.30 25.41 ±2.06 1.39 ±0.11高剂量大黄素治疗组 8 5.65 ±0.30 30.18 ±2.02 1.67 ±0.09吡格列酮治疗组8 5.57 ±0.32 19.82 ±2.13 1.26 ±0.13

表2 各组小鼠PI3-K及GluT4 mRNA(±s)

表2 各组小鼠PI3-K及GluT4 mRNA(±s)

组别 n PI3-K mRNA GluT4 mRNA模型组8 1.08 ±0.27 0.17 ±0.07低剂量大黄素治疗组 8 2.16 ±1.29 0.39 ±0.15中剂量大黄素治疗组 8 3.35 ±1.19 0.48 ±0.18高剂量大黄素治疗组 8 4.38 ±1.26 0.61 ±0.19吡格列酮治疗组8 5.43 ±1.51 0.59 ±0.13

3 讨论

胰岛素主要是靠其与靶细胞膜表面的胰岛素受体结合，然后通过受体后信号的转导，调节代谢和基因的表达而实现其生理功能。胰岛素对代谢功能的调节主要通过胰岛素受体底物(IRS)/PI3-K信号转导途径完成的。胰岛素信号传递受阻或者减弱是导致胰岛素抵抗的根本原因。目前，其发生主要以受体后水平的变化最为多见［4，5］。常见的受体后水平缺陷有GluT、IRSs或PI3-K异常等。胰岛素与靶细胞表面的受体结合后，与其上的胰岛素受体α亚单位相结合，并激活其β亚单位的内在激酶的活性，而导致胰岛素受体的自磷酸化。磷酸化的胰岛素受体与PI3-K的P85调节亚单位结合，催化p110进而激活PI3-K，使蛋白激酶B的丝氨酸残基磷酸化，最终导致GluT4从胞内移位至胞膜进而促进葡萄糖的利用。众多研究表明，GluT4表达和活性的下降而引起的骨骼肌和脂肪细胞对葡萄糖摄取、利用的减少是胰岛素抵抗产生的重要分子基础［6～10］。

本研究结果提示，10周龄KKAy糖尿病小鼠存在典型的胰岛素抵抗，大黄素治疗后可以降低血糖、血脂和炎症因子生成，改善胰岛素抵抗。同时，大黄素能够上调PI3-K、GluT4 mRNA表达，表明大黄素具有良好的降血糖、降低胰岛素水平和提高胰岛素敏感度作用，其机制可能与PI3-K、GluT4基因有关。

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