小檗堿降血糖作用的分子機理研究.pdf

1、高血糖是引起2型糖尿病最主要的危險因素，臨床上血糖升高先于糖尿病發(fā)病，因此降低血糖可明顯降低糖尿病發(fā)病率、改善機體對胰島素的敏感性和降低糖尿病并發(fā)癥的危險。體內(nèi)血糖主要由肝臟、肌肉和脂肪組織代謝，經(jīng)葡萄糖轉(zhuǎn)運體(GLUT)轉(zhuǎn)運而被細胞吸收。胰島素受體(InsR)是位于細胞表面的跨膜受體，其表達調(diào)控機制至今尚未闡明。胰島素通過與其受體的結(jié)合而增加葡萄糖的吸收和糖原合成來降低血糖，因此上調(diào)InsR的表達具有重要意義。目前臨床應(yīng)用最廣泛的治療

2、2型糖尿病的主要藥物有磺酰脲類、雙胍類、α—葡萄糖苷酶抑制劑、噻唑烷二酮類?？傮w來說這些藥物一般具有較好的降血糖療效，但也有部分患者因不良反應(yīng)(如肝毒性、低血糖、浮腫等)不能耐受其治療，而有的患者藥效反應(yīng)則不夠明顯。因此，新型降血糖藥物的發(fā)現(xiàn)一直是糖尿病藥物研究的重點。 天然藥物小檗堿(Berberine，BBR)在體內(nèi)外具有明確的降血糖療效。BBR是從黃連和黃柏等中草藥中提取出來的生物堿，是具有明確化學結(jié)構(gòu)的天然化合物，已報道

3、有多種藥理作用。BBR在我國已有很長的臨床應(yīng)用歷史，過去主要作為抗菌藥物治療細菌性腹瀉，其療效和安全性均得到普遍認可。 為了研究未來BBR作為新型降血糖藥物的可能性，本文研究BBR降血糖作用的分子機制，設(shè)計了一系列體內(nèi)外和臨床實驗。BBR作用于體外培養(yǎng)的人肝細胞系HepG2和Bel—7402細胞后能顯著上調(diào)InsRmRNA的表達。BBR的作用呈時間和劑量依賴性，其上調(diào)InsR的表達在處理細胞4h后即可顯現(xiàn)，并可至少維持24 h。

4、BBR還可增加周邊組織如胰腺細胞SW1990、結(jié)腸細胞HCT116、人胚腎細胞293T、淋巴細胞CEM等InsRmRNA的表達。BBR也能使細胞表面InsR蛋白的表達水平明顯增加。BBR對細胞中InsRmRNA的半衰期基本沒有影響。用帶有InsR基因啟動子和Luc報告基因的質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染HepG2細胞后再用BBR處理，結(jié)果顯示BBR可使InsR基因啟動子的轉(zhuǎn)錄活性明顯增加。說明BBR主要在轉(zhuǎn)錄水平通過增加InsR基因啟動子的活性來增加其表達

5、。 BBR在體外能顯著降低培養(yǎng)基中葡萄糖的濃度，并且其降葡萄糖作用依賴胰島素信號途徑，去除培養(yǎng)基中的胰島素或抑制PI3K的激酶活性能使BBR的降葡萄糖效應(yīng)消失或顯著下降。 BBR在體外能迅速激活PKC信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，并通過PKC通路激活I(lǐng)nsR基因的啟動子。PKC的激活在時間上提前于InsR表達的增加。BBR對PKC的激活也呈時間及劑量依賴性。PKC的激活是BBR上調(diào)InsR表達所必需的，用PKC抑制劑Calphostin

6、C阻斷PKC信號轉(zhuǎn)導(dǎo)能使BBR上調(diào)InsR的表達作用顯著降低，進一步的PKC亞型研究證明，BBR通過PKC中的PKCμ發(fā)揮作用。 BBR75mg/kg/d和150mg/kg/d口服治療15天后即可使高血糖Wistar大鼠的血糖濃度顯著下降，肝臟及肌肉細胞中InsRmRNA的表達水平分別提高1.8倍和2.25倍；胰島素敏感性增加2倍，并且顯著提高肝組織中PKC的活性。BBR在2型糖尿病KK—Ay小鼠體內(nèi)能顯著降低血糖濃度及血液中胰

7、島素含量，增加InsR的表達。血液中胰島素含量的降低與InsR表達的增加直接相關(guān)。BBR體內(nèi)降血糖作用也依賴胰島素信號途徑，在缺失血液胰島素的NOD/LtJ小鼠體內(nèi)BBR降血糖作用消失，說明BBR主要應(yīng)用于2型糖尿病的治療。 BBR0.5g每天2次口服給藥治療2個月后，使50例2型糖尿病患者禁食血糖、糖化血紅蛋白、甘油三脂濃度分別下降25.9％、18.1％和17.6％。經(jīng)BBR治療后患者血液胰島素濃度也明顯下降，對患者外周血液淋