丹瓜方对肥胖糖尿病大鼠PPARγ、CPT-1表达的影响
2022-11-03何卫东衡先培杨柳清翁淑琴王志塔
何卫东,衡先培,杨柳清,翁淑琴,李 亮,王志塔
(福建中医药大学附属人民医院,福建 福州 350004)
糖脂代谢紊乱性疾病的基本特征是能量过剩,临床常见超重或肥胖,常合并系列疾病,包括糖尿病、高脂血症等,其中肥胖2 型糖尿病最具代表性[1]。肥胖糖尿病患者多属“痰瘀互结”,治疗上宜活血化瘀、祛痰通络。前期临床研究发现,痰瘀同治法代表方丹瓜方可有效调节糖尿病血糖水平及其脂代谢紊乱[2-4],其具体作用机制尚需要进一步研究揭示。因此,本研究采用丹瓜方对肥胖糖尿病模型大鼠进行干预,观察其对肥胖糖尿病大鼠肝脏过氧化物酶体增殖物活化受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ,PPARγ)和肾周脂肪肉碱棕榈酰转移酶-1(carnitine palmitoyltransferase-1,CPT-1)含量的影响,进一步阐明丹瓜方干预肥胖2 型糖尿病脂代谢的作用机理。
1 实验材料
1.1 实验动物 45 只 SPF 级 7 周龄 SD 大鼠,雄性,体质量(300±15)g,由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供,饲养于福建中医药大学实验动物中心,动物许可证号:SYXK(闽)2014-0005。饲养条件:12 h明暗交替,温度(23±2)℃,湿度50%~70%,良好通风,分开笼位饲养,自由饮水。大鼠饲料分为普通饲料、高脂饲料,高脂饲料购自福贝世享生物医药上海有限公司,配方比例:精炼猪油10.00%,胆固醇2.00%,丙基硫氧嘧啶0.07%,猪胆盐0.30%,普通饲料87.63%。本动物实验经福建中医药大学医学伦理委员会审核通过,审批号:[2017]福中医伦理审字第(015)号。
1.2 实验药物 丹瓜方液(福建中医药大学附属人民医院药剂科配制,批号:120928,原生药1 g/mL药液),由丹参、瓜蒌、赤芍、川芎、法半夏、薤白等组成。
1.3 实验试剂和仪器 链脲佐菌素(STZ,美国Sigma 公司,批号:S8050);二甲双胍片(上海信谊药厂有限公司,生产批号:161026B);PPARγ、CPT-1 ELISA 试剂盒(上海西唐生物科技有限公司,批号:F16566、F15244);ELX800 全自动酶标仪(美国BioTek 公司)。
2 实验方法
2.1 造模方法 参照文献[5]建立糖尿病模型,高脂饮食饲养4 周,测量空腹体质量,在大鼠空腹状态下于每日早晨8:00 以25 mg/(kg·d)剂量腹腔注射STZ,连续注射2 d。末次注射 STZ 后48、72 h分别测量空腹血糖(FBG);选取 2 次 FBG 均≥11.1 mmol/L 或非同日2 次随机血糖≥16.7 mmol/L者视为造模成功。
2.2 分组与干预 将45 只SD 大鼠随机分为对照组9 只、造模组36 只,对照组饲以普通饲料,造模组按“2.1”项下的造模方法进行造模。采用随机数字表法将36 只造模成功的大鼠分为模型组、二甲双胍组、常规剂量丹瓜方组(简称常规剂量组)、高剂量丹瓜方组(简称高剂量组),每组9 只。二甲双胍组按0.11 g/(kg·d)予二甲双胍药液灌胃,常规剂量组、高剂量组分别按13.3、20 g/(kg·d)予丹瓜方药液灌胃,对照组和模型组以等量无菌水灌胃,每日灌胃1次,共连续灌胃16 周。
2.3 标本采集 使用10%水合氯醛对实验大鼠进行腹腔麻醉(0.3 mL/100 g),分离出肝脏并在预冷的PBS 中清洗2 遍,用滤纸吸去多余水分,切取肝右叶外1/3~外2/3 放进EP 管检测备用。取左肾周脂肪,在预冷的PBS 中清洗2 遍,在滤纸上吸去多余水分,取材后将组织迅速装入EP 管中,保存于-80 ℃冰箱备测。
2.4 指标检测 ELISA 法检测5 组大鼠肝组织PPARγ、肾周脂肪组织CPT-1 含量,按照试剂盒说明书进行检测。
2.5 统计学方法 采用SPSS 25.0 进行统计学处理。计量资料符合正态分布以()表示,组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LCD-t检验。P<0.05 为差异具有统计学意义。
3 结 果
与对照组比较,模型组大鼠肝脏组织PPARγ和肾周脂肪CPT-1 含量明显降低(P<0.01);与模型组比较,高剂量组大鼠肝脏PPARγ 含量明显升高(P<0.05),二甲双胍组、常规剂量组和高剂量组大鼠肾周脂肪CPT-1含量均明显升高(P<0.05,P<0.01)。见表1。
表1 5 组大鼠肝组织PPARγ 和肾周脂肪CPT-1 含量比较() pg/mL
表1 5 组大鼠肝组织PPARγ 和肾周脂肪CPT-1 含量比较() pg/mL
注:与对照组比较,1)P<0.01;与模型组比较,2)P<0.01,3)P<0.05。
组别对 照 组模 型 组二甲双胍组常规剂量组高剂量组CPT-1 597.37±48.61 336.79±30.131)398.35±54.962)430.56±50.252)392.15±23.683)n9 9 9 9 9 PPARγ 9 743.96±715.05 8 474.23±753.591)8 895.41±980.18 9 031.71±585.52 9 426.41±1299.123)
4 讨 论
PPARγ、CPT-1 在糖尿病及脂代谢病变过程中发挥重要的作用。PPARγ 是核激素受体超家族中的核内转录因子,其主要与脂肪细胞的生成密切相关,可调节血脂、改善胰岛素抵抗,进而起到降血糖作用[6]。有证据显示 PPARγ 与糖脂代谢密切相关,因此体内PPARγ 水平可反应糖尿病脂代谢程度[7]。激活的PPARγ 能够增加白色脂肪组织中总胆固醇含量,使肝脏及肌肉中总胆固醇含量降低,以实现降低胰岛素抵抗的目的;活化的PPARγ 可通过激活脂肪分泌细胞来减少TNF-α 的分泌,提高胰岛素的敏感性,降低血脂,进而影响糖尿病脂代谢的发展[8]。也有临床研究表明,2 型糖尿病患者血清PPARγ 水平降低,病情好转后PPARγ 水平回升[9]。CPT-1 是脂肪酸氧化过程中的一种限速酶,催化脂肪酸转运至线粒体基质进行β 氧化。在糖尿病脂代谢方面,乙酰辅酶A 羧化酶(ACC)和羟甲基戊二酸单酰辅酶A 还原酶(HMGR)是AMP 依赖的蛋白激酶(AMPK)的靶蛋白,AMPK 活化可以促使HMGR 和ACC 被磷酸化而失去活性,后两者分别是胆固醇和脂肪酸合成的关键酶,由此AMPK活化可以抑制胆固醇和脂肪酸合成[10-12]。丙二酰辅酶 A 是 CPT-1 的抑制物[13]。AMPK 活化则导致丙二酰辅酶A 合成减少,解除了对CPT-1 的抑制,增强了脂肪酸氧化,可减轻脂肪变性并降低脂质在外周组织的沉积,进而改善脂代谢[14]。本研究结果显示,糖尿病模型组大鼠肝脏PPARγ 含量及肾周脂肪CPT-1 含量均显著降低,提示机体在糖尿病状态下容易发生糖脂代谢障碍,从而对机体造成不利影响。
糖尿病属于中医学“消渴”范畴,在我国古代常与“脾瘅”“消瘅”“消证”“消病”等混称,与津液代谢密切相关。中医学对消渴的病因病机有详细的论述,如《素问·痹论》提出“饮食自倍,肠胃乃伤”,实则是摄入热量过多损伤脾胃。痰浊、血瘀是糖尿病的重要病理因素,痰瘀互结是糖尿病的重要病机。消渴患者脾胃损伤后,胃不能正常腐熟水谷而排入肠道,小肠也不能有效地分清泌浊,导致机体吸收营养物质清浊混杂,水谷不能正常传化而变生为痰浊。痰浊一旦产生,即可带来2 个恶性循环:一是因脾属中土,易被痰湿所困,脾又为生痰之源。今因过食致肠胃受伤而生痰浊,痰浊之邪壅遏脾土,损伤脾运,导致运化无力,再生痰湿浊之邪,形成第1 个恶性循环。二是因痰瘀互生,痰浊已成,妨碍气血津液运行,产生瘀血,因痰而生瘀。瘀血既成,又可阻碍津液的敷布,反过来也促进痰邪的形成和加重,形成痰浊与瘀血互为因果、相互促进的第2 个恶性循环。2 个恶性循环互相促进,终致痰瘀互结、积病难消。针对糖尿病痰瘀互结这一重要病机,课题组精心研制了体现“痰瘀同治”法的中药复方丹瓜方来治疗糖尿病。丹瓜方主要由丹参、瓜蒌、赤芍、川芎、法半夏、薤白等组成,具有祛痰化瘀的功效,临床中治疗痰瘀互结证糖尿病疗效显著,现已成为我院院内制剂。
前期实验研究表明,丹瓜方能显著降低肥胖糖尿病鼠血糖、甘油三酯及胆固醇水平,改善肝功能[5,15]。本课题进一步研究发现,与模型组比较,经丹瓜方药物干预后大鼠肝脏组织PPARγ 和肾周脂肪CPT-1 含量明显升高,提示丹瓜方可减少糖尿病大鼠胆固醇和脂肪酸合成并降低脂质在外周组织的沉积,从而改善糖尿病脂代谢。西医治疗2 型糖尿病的一线用药二甲双胍对糖脂代谢有较好的调节作用,丹瓜方和二甲双胍具有部分类似的作用。