摘要
近年来,糖尿病的患病率明显增加。糖尿病已成为威胁人类健康的慢性代谢性疾病之一,因此对2型糖尿病的防治具有重要意义。 目前认为,胰岛素抵抗、胰岛β细胞功能缺陷引起的胰岛素分泌不足或相对不足是2型糖尿病的病理基础。而胰岛β细胞是分泌胰岛素的重要细胞,在维持人体内正常血糖方面起着重要作用。因此,积极保护胰岛β细胞是防治糖尿病的关键。现代医学研究了胰岛β细胞损伤的多种机制,如内质网应激、氧化应激、自噬、炎症因子等,这些具有维持细胞稳态、保护细胞功能的特点。一旦调节异常,会导致胰岛β细胞功能障碍,影响胰岛素的正常分泌,继而发展为糖尿病。中医对糖尿病的认识和治疗历史悠久,积累了丰富的理论和临床经验。糖尿病在中医中属于“消渴病”范畴,其病因有先天禀赋不足、劳倦内伤、情志失调、饮食不节、外感邪气、个人体质等。历代医家对糖尿病的病机有很多认识,提供了新的治疗思路,为中医药防治糖尿病提供了理论依据。 代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后的一门学科,广泛应用于各个研究领域。代谢组学技术用于分析代谢水平差异,发现差异代谢物,有助于筛选生物标志物和差异代谢物代谢途径。代谢组学与中医的“整体观”相一致,目前应用于中医证候、中药复方等研究,探索中医防治疾病的机制,为进一步的临床治疗提供依据。大量临床研究已表明,干姜黄芩黄连人参汤可以降低高血糖水平,保护胰岛β细胞,改善胰岛素抵抗,延缓糖尿病的发展,但其具体作用机制尚不清楚。为了达到更好的疗效,在干姜黄芩黄连人参汤基础上加味后,利用代谢组学技术对其相关的差异代谢和代谢途径进行研究和分析。 实验研究: 目的: 1、观察加味干姜黄芩黄连人参汤对糖尿病模型小鼠(db/db小鼠)一般情况、体重、饮水量、摄食量及胰岛β细胞功能的影响。 2、通过病理学观察加味干姜黄芩黄连人参汤对糖尿病模型小鼠(db/db小鼠)胰腺组织的保护作用。 3、基于代谢组学探讨加味干姜黄芩黄连人参汤对糖尿病模型小鼠(db/db小鼠)血清差异代谢物及代谢途径。 方法: 严格按照广州中医药大学实验动物委员会制定的管理和使用规则,以5周龄db/db糖尿病模型小鼠和同龄C57BL/6J背景雄性小鼠为研究对象,在SPF级实验动物中心饲养,每笼5只,达到成模标准后,将小鼠按随机数字表法随机分为模型组(DM)、加味干姜黄芩黄连人参汤中剂量组(JQL,10.75g/kg/d)、加味干姜黄芩黄连人参汤高剂量组(JQL-H,21.5g/kg/d)、二甲双胍组(Met,0.163g/kg/d),每组 10 只;取 10 只同龄雄性C57BL/6J背景小鼠作为正常组(NC);每天灌胃1次,连续干预8周,各组小鼠自由饮水,予SPF级小鼠饲料喂养。观察小鼠的精神状态、摄食和饮水情况。在药物干预前、药物干预后每2周测量体重;干预前测量食物摄入量和饮水量,药物干预后每3周测量摄食量和饮水量。在药物干预8周结束时,进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)和腹腔胰岛素耐量试验(IPITT)。实验结束后取小鼠胰腺组织,观察胰腺组织结构、细胞形态以及NFκ-B、Bcl-2蛋白表达量的检测。采用小鼠血清进行代谢组学检测,筛选差异代谢物及代谢途径,探讨加味干姜黄芩黄连人参汤对胰岛β细胞保护作用机制。 结果: 1、观察加味干姜黄芩黄连人参汤对糖尿病模型小鼠(db/db小鼠)一般生活状态、体重、摄水量、摄食量及胰岛素功能的影响 实验过程中,在一般状态方面,正常组小鼠在精神状态、活动能力、毛色光泽度、反应能力等方面均明显优于模型组。加味干姜黄芩黄连人参汤、二甲双胍干预后,小鼠状态与模型组相比有改善。干预前,各组db/db小鼠的体重、摄水量、摄食量均与正常小鼠有显著差异,各组db/db小鼠之间无显著性差异;实验结束时,与模型组相比,加味干姜黄芩黄连人参汤及二甲双胍干预后db/db小鼠的体重、饮水量、摄食量均有所降低。口服糖耐量试验和腹腔胰岛素耐量试验结果显示,药物干预8周后,加味干姜黄芩黄连人参汤可改善db/db小鼠血糖调节能力和胰岛素抵抗。 2、观察加味干姜黄芩黄连人参汤对糖尿病模型小鼠(db/db小鼠)胰腺组织的保护作用。 胰腺HE染色结果显示,与正常组比较,每只db/db小鼠出现腺泡细胞脱颗粒;胰岛边界不清,胰岛体积缩小或增大,数量减少或缺失;胰岛细胞数量减少,胰岛导管增生,或伴有扩张。胰腺内及周围可见炎性细胞浸润。经加味干姜黄芩黄连人参汤治疗后胰腺组织的病变程度有所减轻。免疫组化结果显示,与正常组相比,模型组小鼠胰岛β细胞NFκ-B蛋白表达量增多,Bcl-2蛋白量减少;干预后,与模型组相比,加味干姜黄芩黄连人参汤中高剂量组鼠胰岛β细胞NFκ-B蛋白表达量减少,Bcl-2蛋白量增加。说明加味干姜黄芩黄连人参汤可改善胰岛β细胞的炎性反应并抑制细胞凋亡。 3、基于代谢组学探讨加味干姜黄芩黄连人参汤对糖尿病模型小鼠(db/db小鼠)差异代谢产物及代谢途径。 在本次研究的小鼠血清样本中筛选出了较多的差异代谢物,并结合差异代谢途径进一步筛选出差异代谢物,得到鞘磷脂(d18∶0/18∶1(11Z))、鞘氨醇、N-硬脂酰鞘氨醇-1-磷酸胆碱、肌醇、牛磺酸5个差异代谢物。通过KEGG代谢途径分析,这些代谢产物参与坏死、鞘脂信号通路、鞘脂类代谢的下调,ABC转运蛋白通路的上调密切相关,保护db/db小鼠的胰岛细胞功能。 结论 加味干姜黄芩黄连人参汤可缓解了 2型糖尿病“多饮”“多食”以及控制体重增加。同时可保护小鼠胰岛细胞结构形态,改善胰岛β细胞炎症反应和抑制胰岛β细胞凋亡以保护胰岛β细胞的功能。其主要机制通过调控鞘磷脂(d18∶0/18∶1(11Z))、鞘氨醇、N-硬脂酰鞘氨醇-1-磷酸胆碱代谢物使得坏死、鞘脂信号通路、鞘脂代谢通路的下调,以及调控肌醇、牛磺酸以此上调ABC转运蛋白通路。