黃連素激活四氧嘧啶誘導的糖尿病小鼠肝臟Akt信號通路，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，機體內平衡功能為保持血糖穩(wěn)態(tài)，需胰島細胞大量分泌胰島素，β細胞長期超負荷運作使其功能進一步缺失，加重糖尿病病情及其并發(fā)癥。同時，糖尿病時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

2、因子如IRS-1反過來削弱外周敏感組織對胰島素的反應性，加重外周組織糖代謝的紊亂。近年加強了肝臟胰島素敏感性變化在糖尿病發(fā)展中地位的研究，主要表現在受體后信號通路損傷所致肝臟中葡萄糖胞內轉運能力下降，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，肝糖原大量轉化成葡萄糖進入血液循環(huán)，使血糖升高。Akt信號通路是一條至關重要的胰島素受體后信號通路。Akt可被胰島素等細胞因子誘導激活，受上游PI3K信號級聯系統(tǒng)的影響，并介導下游有

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

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菌性痢疾，腸道感染的藥物而廣泛應用于臨床。近年來黃連素降血糖、降血脂、降血壓等藥理活性受國內外學者高度關注。我們前期研究證實黃連素具有顯著降低實驗性糖尿病模型動物血糖的作用[54,55]，但其具體降糖機制尚不十分清楚。鑒于胰島素受體后Akt信號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Akt信號通

5、路提高肝糖原含量相關聯，值得深入研究。據此，本實驗用四氧嘧啶復制糖尿病小鼠模型，觀察黃連素對小鼠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等信號通路的影響，以初步探討黃連素激活Akt信號通路、提高肝糖原含量、降低血糖的作用機制。
　　 研究目的：
　　 1、觀察黃連素對四氧嘧啶(Alloxan)誘導的糖尿病小鼠血糖值的變化情況以及對肝糖原的影響。
　　 2、觀察黃連素對四氧嘧

6、啶(Alloxan)誘導的糖尿病小鼠Akt磷酸化激活，對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)進行實驗。單次腹腔注射200mg/kg四氧嘧啶復制糖尿病小鼠模型。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。實驗觀察周期為12周。實驗期間以月為單位進行尾靜脈取血檢測血糖濃度。實驗結束時，空腹采血，取肝臟組織進行糖原含量，葡萄糖激酶活性的生化檢測；用real-time PCR法檢測葡萄糖激酶、Akt、GSK-3β的基因表達情況；用western-blot的方法觀察葡萄糖激酶蛋白表達情況，Akt和GSK-3β磷酸化水平的變化情況。
　　 研究結果：
　　 1、實驗12周時，模

8、型組與正常對照組相比，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)誘導的模型小鼠的血糖水平(P＜0.05)。
　　 2、生化檢測結果顯示：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結果顯示：與正常組相比，模型組小鼠葡萄糖激酶蛋白表達、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、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GCK基因、蛋白表達和活性水平，并抑制GSK-3