段寅慧,吳 敏,2*
(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,南京 210029;2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,南京 210029)
糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)是由于體內(nèi)胰島素分泌絕對或相對不足而引起的糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂,并有遺傳傾向的疾病,其發(fā)病機制尚不明確。糖尿病屬于中醫(yī)消渴病范疇。國醫(yī)大師周仲瑛教授提出“瘀熱致消”理論[1],臨床常用鬼箭羽與荔枝核配伍治療糖尿病及其并發(fā)癥,取得一定的療效。本實驗采用果蠅作為實驗動物模型,探討鬼箭羽和荔枝核治療機理。
1.1 實驗動物 雄性O(shè)regon Red果蠅由中國藥科大學(xué)天然藥物活性組分與藥效國家重點實驗室提供。
1.2 飼料(自配) 正常果蠅食物配方:水1 L,酵母25 g,大豆粉9.18 g,玉米粉67.05 g,蔗糖40 g,麥芽糖42.4 g,瓊脂粉6 g,甲酸甲酯/無水乙醇0.25 mL/2.5 mL、苯甲酸鈉1 g,丙酸6.875 g。高糖食物配方:上述正常果蠅食物配方中,增加20%蔗糖。高脂食物配方:上述正常果蠅食物配方中,增加20%棕櫚酸。
1.3 試劑與設(shè)備 鬼箭羽(產(chǎn)地:湖北;批號:121001)、荔枝核(產(chǎn)地:廣東;批號:111001)均購于南京中醫(yī)藥大學(xué)百草堂中醫(yī)門診部;儀器和設(shè)備由中國藥科大學(xué)天然藥物活性組分與藥效國家重點實驗室提供,試劑購于南京凱基生物公司,葡萄糖檢測試劑盒、三酰甘油檢測試劑盒。
1.4 藥物提取方法 鬼箭羽、荔枝核各20 g混合,70%乙醇400 mL,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,加熱回流提取2 h,2次,50 ℃濃縮至浸膏狀態(tài),-80 ℃冷凍,冷凍干燥儀干燥至粉狀,密封-20 ℃保存。
1.5 糖尿病果蠅模型的建立 高糖誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型和高脂誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型均設(shè)空白對照組、模型組和給藥組。將3 d雄性果蠅隨機分組,空白對照組的果蠅使用正常的果蠅培養(yǎng)基,將隨機挑選出的高糖誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型喂養(yǎng)高糖果蠅培養(yǎng)基1周后,再隨機分為模型組和給藥組,給藥組喂養(yǎng)加入占食物總重量1%的鬼箭羽和荔枝核提取物的高糖飼料1周(高脂誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型高脂造模方法同高糖造模方法)。
1.6 檢測指標及方法
1.6.1 果蠅進食量測定 根據(jù)鬼箭羽和荔枝核在臨床上的用藥劑量,制定給藥組果蠅飼料的給藥濃度,設(shè)定占食物重量0.2%、1%、5%3個濃度,挑選出跟空白對照組相比進食量差別最小的濃度進行下一步實驗。
1.6.2 果蠅進食量測定方法 將正常果蠅培養(yǎng)基喂養(yǎng)1周的雄性果蠅,饑餓4 h后,隨機分為3個濃度組,0.2%、1%、5%鬼箭羽和荔枝核提取物組,并包含0.8% Blue 9(erioglaucine disodium salt)的正常果蠅食物,進食15 min后,取6只,加入500 μLPBS,高速勻漿后,12 000 r/min離心5 min,吸上清,14 000 r/min離心20 min,取200 μL上清至96孔板,酶標儀分別測定625、675 nm吸光度。
1.6.3 體質(zhì)量 將果蠅麻醉后,稱體質(zhì)量。
1.6.4 海藻糖濃度測定 果蠅循環(huán)體液中主要是海藻糖,測定海藻糖濃度可反映果蠅血糖水平。取4只果蠅,加70%乙醇0.5 mL高速勻漿后,14 000 r/min離心5 min;取上清,45 ℃至真空干燥45 min,冷卻至室溫,取200 μL的2% Na2SO4溶解,100 ℃加熱10 min,至室溫,酶標儀測定620 nm吸光度。
1.6.5 三酰甘油濃度測定 取6只果蠅,放入EP管中,置于冰上,加0.5 mL 0.05% TWEEN-20水溶液,高速勻漿。5 000 r/min離心40 min,取上清5 μL,加入100 μL裂解液、800 μL d2H2O,200 μL的不含甘油的試劑(catalog#500-0006),孵育3 min,酶標儀測定595 nm吸光度。
1.6.6 蛋白濃度測定 取1.6.6剩下的400 μL,70 ℃滅活5 min,與10 μL的10 mg/mL Lipoprotein-Lipase 37 ℃12 h裂解液,5 000 r/min離心1 min,取200 μL移置新的EP 管中,14 000 r/min離心3 min,取50 μL上清至free glycerol reagent (Sigma catalog#F6428)37 ℃中孵育30 min,酶標儀測定540 nm吸光度。
2.1 鬼箭羽配伍荔枝核對高糖誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型海藻糖濃度、三酰甘油濃度、蛋白濃度的影響 模型組與空白對照組相比海藻糖濃度明顯升高,有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);三酰甘油濃度明顯升高,有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);蛋白濃度無顯著差別(P>0.05),差異無統(tǒng)計學(xué)意義。給藥組與模型組相比海藻糖濃度明顯降低,有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);三酰甘油濃度明顯降低,有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);蛋白濃度無顯著差別(P>0.05),差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果見表1。
組 別海藻糖濃度/(mg/dL)三酰甘油濃度/(μg/mg)蛋白濃度/(mg/mL)空白組39.34±12.20 32.55±3.69 0.44±0.03模型組77.09±20.47△△42.74±2.44△ 0.49±0.03給藥組43.16±5.29##27.70±2.48##0.51±0.04
注:與模型組相比,##P<0.01;與空白組相比,△P<0.05,△△P<0.01。
2.2 鬼箭羽配伍荔枝核對高脂誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型體質(zhì)量、海藻糖濃度、三酰甘油濃度、蛋白濃度的影響 模型組與空白對照組相比體質(zhì)量無顯著差別(P>0.05),無統(tǒng)計學(xué)意義;海藻糖濃度明顯升高,有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);三酰甘油濃度明顯升高,有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);蛋白濃度無顯著差別(P>0.05),無統(tǒng)計學(xué)意義。給藥組跟模型組相比體質(zhì)量無顯著差別(P>0.05),無統(tǒng)計學(xué)意義;海藻糖濃度明顯降低,有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);三酰甘油濃度明顯降低,有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);蛋白濃度無顯著差別(P>0.05),差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果見表2。
組 別體質(zhì)量/mg海藻糖濃度/(mg/dL)蛋白濃度/(mg/mL)三酰甘油濃度/(μg/mg)空白組5.27±0.172.81±0.70 0.42±0.0332.55±3.69 模型組5.21±0.164.02±0.64Δ0.38±0.0452.20±3.92ΔΔ給藥組5.09±0.163.01±0.70#0.45±0.0641.50±4.84#
注:與模型組相比,#P<0.05;與空白組相比,ΔP<0.05,ΔΔP<0.01。
本實驗結(jié)果表明,鬼箭羽配伍荔枝核對高糖和高脂誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型的海藻糖、三酰甘油濃度均有降低作用,鬼箭羽配伍荔枝核對高糖誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型的海藻糖濃度及三酰甘油濃度的降低效果更顯著;表明鬼箭羽配伍荔枝核有很好的降糖作用;但對高糖和高脂誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型蛋白濃度均無降低的作用,而且與模型組相比,給藥組的蛋白濃度均有一定程度的升高,文獻報道,鬼箭羽是有小毒的,本實驗中,在對高糖和高脂誘導(dǎo)的果蠅糖尿病模型的海藻糖、三酰甘油濃度降低的同時,對2種模型的蛋白濃度均無明顯的影響,而且對高脂誘導(dǎo)模型的體質(zhì)量也無影響,也從側(cè)面說明了鬼箭羽配伍荔枝核在具有顯著降糖的劑量下可能不產(chǎn)生明顯的毒性,為臨床安全用藥提供了依據(jù)。
Matthieu Y等[2]在研究高糖食物誘導(dǎo)的果蠅胰島素抵抗模型載脂蛋白神經(jīng)元性質(zhì)時發(fā)現(xiàn):果蠅在胰島素抵抗機制方面與人類基本相同。Palanker Mussel man L等[3]在對高糖食物會導(dǎo)致野生型果蠅肥胖和胰島素抵抗研究時發(fā)現(xiàn)用高糖食物喂養(yǎng)后的果蠅,會出現(xiàn)胰島素抵抗(insulin resistance,IR)、空腹血糖和脂肪升高等2型糖尿病的癥狀。Sean Oldham[4]的研究也表明高脂食物誘導(dǎo)的果模型可以作為人類研究代謝疾病的有用模型,這些疾病包括高脂食物誘導(dǎo)的肥胖、糖尿病、心臟病。
國醫(yī)大師周仲瑛教授對糖尿病及其并發(fā)癥的治療有獨到的見解,創(chuàng)立了消渴病“瘀熱致消”學(xué)說[5]。臨床常用涼血化瘀中藥治療糖尿病。鬼箭羽和荔枝核是周老常用的一組對藥,本研究以高糖和高脂誘導(dǎo)的果蠅2型糖尿病模型,符合人類糖尿病瘀熱證候特點。實驗證明,鬼箭羽配伍荔枝核對果蠅2型糖尿病模型的海藻糖濃度、三酰甘油濃度有較好的作用,對蛋白質(zhì)無影響,是否和鬼箭羽毒性有關(guān),有待探討。
正如《血證論》所云:“瘀血在里則口渴。所以然者,血與氣本不相離,內(nèi)有瘀血,故氣不得通,不能載水津上升,是以發(fā)渴,名曰血渴,疲去則不渴矣?!泵鞔_闡述了瘀血與消渴的關(guān)系。故涼血化瘀為糖尿病重要的治療方法。
鬼箭羽,其性味功能為味苦性寒,有小毒,有清熱破血消瘀、殺蟲止痛之功。對其藥理研究發(fā)現(xiàn),鬼箭羽可以直接作用在胰島B細胞上,促進胰島B細胞群增生,釋放胰島素,促進組織中的葡萄糖代謝與加速肝糖原的合成,從而改善血糖水平[6]。荔枝核性甘、溫、無毒,入肝、腎經(jīng),具有溫中、理氣、止痛的功效,主要成份有皂甙、蒜質(zhì)、脂肪酸、氨基酸、揮發(fā)成分等。已有研究證實[7],荔枝核水提物和醇提取物均具有降低糖尿病大鼠血糖水平、調(diào)節(jié)血脂、改善模型鼠高胰島素血癥和IR及抗氧化作用。臨床上常用鬼箭羽配伍荔枝核加減治療糖尿病及其并發(fā)癥。本實驗采用果蠅作為實驗動物模型,作為經(jīng)典的模式生物,果蠅在21世紀的遺傳學(xué)研究中將發(fā)揮更加巨大而不可替代的作用。
對于哺乳動物模型而言,果蠅有著較少的冗余基因,利用保守的信號通路和代謝途徑行使基本的代謝功能,從而利于發(fā)現(xiàn)基因在調(diào)控信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和代謝途徑中的作用[8]。鬼箭羽和荔枝核的成分復(fù)雜多樣,關(guān)于二者單藥降糖降脂作用的報道有很多,雖然臨床這2味藥經(jīng)常用于糖尿病治療,但暫無對二者配伍降低血糖血脂的報道。發(fā)揮作用的藥物成分也可能是多因素、多靶點、多途徑綜合作用的結(jié)果。其具體的降糖降脂機制和機理有待進一步深入研究。2型糖尿病(T2DM)是由遺傳因素和環(huán)境因素共同引起的一組以糖代謝紊亂為主要表現(xiàn)的臨床綜合征,2型糖尿病以胰島素抵抗和胰島B細胞功能受損為特征。胰島素缺乏和胰島素作用障礙單獨或同時引起糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、水和電解質(zhì)等的代謝紊亂,臨床以慢性高血糖為主要特征。2型糖尿病患者常有脂代謝紊亂,脂代謝異常又進一步加重糖代謝紊亂,二者互為因果關(guān)系。有效的控制血糖、調(diào)節(jié)血脂能減少糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展,尋找有效的降糖同時兼有降脂療效的藥物,有著巨大的臨床和社會意義。
[1]周仲瑛.論瘀熱[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2006,22(5):273-231.
[2]Matthieu Y,Pasco,Pierre le opold.High Sugar-Induced Insulin Resistance in Drosophila Relies on the Lipocalin Neural Lazarillo[J].PLoS One,2012(5):1-8.
[3]Palanker Mussel man L,Fink J L,Narzinski K.Ramac handran PV:A high-sugar diet produces obesity and insulin resistance in wild-type Drosophila[J].Dis Model Mech,2011(4):842-849.
[4]Sean Oldham.Obesity and nutrient sensing TOR pathway in flies and vertebrates:Functional conservation of genetic mechanisms[J].Cell press,2011(2):45-52.
[5]周仲瑛.糖尿病雜談[J].江西中醫(yī)藥,2001,32(2)15-16.
[6]姜志華.箭羽在治療消渴病中的應(yīng)用[J].中華中醫(yī)藥雜志,2007(增刊1):243-244.
[7]賈淑明,劉銅華.常用中藥及其活性成份抗糖尿病的作用及機制[C]//第九次全國中醫(yī)糖尿病學(xué)術(shù)大會論文匯編,石家莊:中華中醫(yī)藥學(xué)會糖尿病分會,2006.
[8]Baker KD,Thummel C S.Diabetic larvae and obese flies-emerging studies of metabolism in Drosophila[J].Cell Metab,2007(6):257-266.