黃連素激活四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠肝臟Akt信號(hào)通路，降低血糖的研究.pdf

1、研究背景：
　　 糖尿病(diabetes mellitus，DM)是因胰島素分泌或利用不足而引起的糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂綜合征。血糖濃度長期持續(xù)的升高是糖尿病發(fā)生發(fā)展的重要原因，也是加重肝臟糖代謝紊亂的因素之一。由于高血糖的長期存在，機(jī)體內(nèi)平衡功能為保持血糖穩(wěn)態(tài)，需胰島細(xì)胞大量分泌胰島素，β細(xì)胞長期超負(fù)荷運(yùn)作使其功能進(jìn)一步缺失，加重糖尿病病情及其并發(fā)癥。同時(shí)，糖尿病時(shí)糖代謝失常使得血糖長期處于正常范圍之上，并通過影響一些信號(hào)

2、因子如IRS-1反過來削弱外周敏感組織對(duì)胰島素的反應(yīng)性，加重外周組織糖代謝的紊亂。近年加強(qiáng)了肝臟胰島素敏感性變化在糖尿病發(fā)展中地位的研究，主要表現(xiàn)在受體后信號(hào)通路損傷所致肝臟中葡萄糖胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)能力下降，糖原合成減少，胰島素抑制肝糖輸出能力減弱，糖異生作用增強(qiáng)，肝糖原大量轉(zhuǎn)化成葡萄糖進(jìn)入血液循環(huán)，使血糖升高。Akt信號(hào)通路是一條至關(guān)重要的胰島素受體后信號(hào)通路。Akt可被胰島素等細(xì)胞因子誘導(dǎo)激活，受上游PI3K信號(hào)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的影響，并介導(dǎo)下游有

3、關(guān)糖代謝相關(guān)酶的活性調(diào)節(jié)，是胰島素誘導(dǎo)的組織糖脂代謝的重要中間信號(hào)分子。Akt功能的變化與糖尿病及胰島素敏感性降低的機(jī)制密切相關(guān)。糖尿病或胰島素抵抗病人體內(nèi)均可發(fā)現(xiàn)胰島素誘導(dǎo)的Akt磷酸化活性的損壞，Akt基因的突變也會(huì)造成嚴(yán)重的糖尿病相關(guān)疾病。另外，過表達(dá)Akt能保護(hù)高糖所造成的血管損傷。這一系列病理或保護(hù)機(jī)制可能與其參與調(diào)節(jié)下游糖代謝信號(hào)分子GSK-3，GK，進(jìn)而改變外周組織如肝臟糖代謝水平，調(diào)節(jié)肝糖原與血糖水平有關(guān)。
　　

4、 黃連素是從小檗屬植物黃連、黃柏根莖中提取出的一利異喹啉類生物堿，已作為抗菌，抗病毒性藥物為治療細(xì)菌性痢疾，腸道感染的藥物而廣泛應(yīng)用于臨床。近年來黃連素降血糖、降血脂、降血壓等藥理活性受國內(nèi)外學(xué)者高度關(guān)注。我們前期研究證實(shí)黃連素具有顯著降低實(shí)驗(yàn)性糖尿病模型動(dòng)物血糖的作用[54,55]，但其具體降糖機(jī)制尚不十分清楚。鑒于胰島素受體后Akt信號(hào)通路的抑制在肝糖原合成抑制、血糖升高的糖尿病病變中的重要作用，黃連素降低血糖是否與激活A(yù)kt信號(hào)通

5、路提高肝糖原含量相關(guān)聯(lián)，值得深入研究。據(jù)此，本實(shí)驗(yàn)用四氧嘧啶復(fù)制糖尿病小鼠模型，觀察黃連素對(duì)小鼠DM模型血糖、肝糖原、肝Akt及其下游的糖原合成酶激酶GSK-3、葡萄糖激酶GK等信號(hào)通路的影響，以初步探討黃連素激活A(yù)kt信號(hào)通路、提高肝糖原含量、降低血糖的作用機(jī)制。
　　 研究目的：
　　 1、觀察黃連素對(duì)四氧嘧啶(Alloxan)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠血糖值的變化情況以及對(duì)肝糖原的影響。
　　 2、觀察黃連素對(duì)四氧嘧

6、啶(Alloxan)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠Akt磷酸化激活，對(duì)GSK-3β磷酸化，葡萄糖激酶基因、蛋白和活性的影響。
　　 研究方法：
　　 30只雄性C57BL/6小鼠，體重23±2g，置于SPF系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。單次腹腔注射200mg/kg四氧嘧啶復(fù)制糖尿病小鼠模型。選取血糖值≥11.1mmol/L造模成功糖尿病小鼠16只，隨機(jī)分為模型組、黃連素組，每組各8只。同批次8只正常小鼠做為正常對(duì)照組。給藥組按0.2g/kg/day的

7、劑量灌胃給藥，其他組別以同體積溶劑羧甲基纖維素鈉給予。實(shí)驗(yàn)觀察周期為12周。實(shí)驗(yàn)期間以月為單位進(jìn)行尾靜脈取血檢測(cè)血糖濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，空腹采血，取肝臟組織進(jìn)行糖原含量，葡萄糖激酶活性的生化檢測(cè)；用real-time PCR法檢測(cè)葡萄糖激酶、Akt、GSK-3β的基因表達(dá)情況；用western-blot的方法觀察葡萄糖激酶蛋白表達(dá)情況，Akt和GSK-3β磷酸化水平的變化情況。
　　 研究結(jié)果：
　　 1、實(shí)驗(yàn)12周時(shí)，模

8、型組與正常對(duì)照組相比，體重明顯下降，空腹血糖值明顯升高(P＜0.05)；黃連素可顯著改善四氧嘧啶(Alloxan)誘導(dǎo)的模型小鼠的血糖水平(P＜0.05)。
　　 2、生化檢測(cè)結(jié)果顯示：與正常組相比，模型組小鼠的肝糖原含量，葡萄糖激酶活性均有顯著降低(P＜0.05)，黃連素能明顯提高糖原含量以及激酶活性(P＜0.05)。
　　 3、Real-time PCR結(jié)果顯示：模型組小鼠肝臟葡萄糖激酶mRNA水平明顯降低(P＜0.

9、05)，黃連素組水平有顯著性提高(P＜0.05)。模型組、黃連素組小鼠肝臟Akt、GSK-3β mRNA水平與正常組相比無明顯差異(P＞0.05)
　　 4、Western-blot結(jié)果顯示：與正常組相比，模型組小鼠葡萄糖激酶蛋白表達(dá)、phosphorylatedAkt/totalAkt水平明顯下降(P＜0.05)，而phosphorylated GSK-3β/total GSK-3水平顯著上升(P＜0.05)；黃連素組與模型組

10、相比，葡萄糖激酶蛋白表達(dá)、phosphorylated Akt/total Akt水平顯著升高(P＜0.05)，phosphorylated GSK-3β/total GSK-3水平則明顯下降(P＜0.05)。
　　 結(jié)論：
　　 1、黃連素具有通過提高肝糖原含量、顯著降低四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠空腹血糖濃度的作用。
　　 2、黃連素通過提高Akt的磷酸化活性，促進(jìn)GCK基因、蛋白表達(dá)和活性水平，并抑制GSK-3