1。介绍
近年来,2型糖尿病发病率急剧增加世界各地,和糖尿病通常是伴随着许多系统性并发症,如心脏、眼睛,和血管疾病,给患者造成巨大威胁(
1 ]。肝脏是一个胰岛素敏感的器官,起着重要的作用在维持葡萄糖和脂质代谢。在肝脏胰岛素抵抗密切与2型糖尿病的发生和发展
2 ]。在肝脏、胰岛素抵抗被发现减少葡萄糖的吸收和糖原合成和抑制胰岛素信号激活(
3 ,
4 ]。HepG2细胞共享相同的脂质或葡萄糖代谢与正常肝细胞(
5 ]。在这种代谢,胰岛素激活胰岛素受体,胰岛素受体底物磷酸化,最终导致PI3K / AKT通路的激活
6 ]。ER应激中起着至关重要的作用在肝脏胰岛素抵抗的发展
3 ]。ER应激促进adipokine生产和诱导脂肪组织炎症和功能障碍(
7 ]。在肝脏,ER压力干扰肝葡萄糖代谢和损害胰岛素敏感性(
8 ]。
牡荆碱是一种天然黄酮类呈现在几个可消耗的植物,如山楂(
山楂 )和佛手瓜(
Sechium edule )[
9 ,
10 ]。植物历来都被用作治疗中药中毒,肠道炎症,三千年前和消化紊乱(
11 ,
12 ]。最近,一些研究报道,牡荆素表现出不同的生物活性,包括抗炎、抗癌,降压效果
13 ,
14 ]。牡荆素显示减少pro-hyperalgesic细胞因子水平,同时加强anti-hyperalgesic水平(
15 ]。牡荆素还发现改善链脲霉素或lipopolysaccharide-induced损伤胰腺的胰岛组织通过upregulation抗氧化因子,包括Nrf2和GPx [
16 ]。此外,牡荆素获得
Cynometra cauliflora 林恩。增加GLUT4的易位细胞细胞质膜,表明葡萄糖吸收其有益的潜力(
17 ]。虽然胰腺的保护和促进葡萄糖吸收的牡荆素可能表明其对葡萄糖体内平衡的有益影响,牡荆素的信息在胰岛素抵抗和肝ER应激反应是稀缺的。动物研究报道,HFD-induced肥胖与胰岛素抵抗密切相关(
18 ,
19 ]。同时,葡萄糖胺已被广泛用于体外诱导ER应激(
4 ]。因此,本研究旨在确定HFD牡荆素的影响力和glucosamine-elicited胰岛素抵抗在C57BL / 6 j小鼠和HepG2细胞。
2。材料和方法
2.1。材料
HepG2购买从中国科学院上海细胞库(上海,中国)。牡荆素的纯度≥98%购买Pufei德生物技术有限公司有限公司(成都,四川,中国)。的边后卫、DMEM、二甲亚砜、胰岛素和葡萄糖胺买来Sigma-Aldrich(圣路易斯,密苏里州,美国)。血糖仪(glm - 75)和测试条获得GlucoLeader(中国,北京)。
2.2。动物和饮食
雄性C57BL / 6 j小鼠(10周)购买来自江苏大学实验动物研究中心(江苏,中国)和安置在标准条件下的动物设施(12/12 h光暗周期)。所有动物实验程序根据指南的护理和使用实验动物:第八版,ISBN-10: 0-309-15396-4,和动物协议是江苏大学动物伦理委员会批准。适应,两周后小鼠分为3组(每组9老鼠):最晚完成日期,HFD和HFD +牡荆素牡荆素(5毫克/公斤体重/天)为8周。HFD(60%的能源来自脂肪,TP23400)和最晚完成日期(千卡10%来自脂肪,TP23402)从营养饲料高科技有限公司,有限公司(江苏南通,中国)。牡荆素剂量是根据一项研究[
20. ]。
在研究结束时,小鼠禁食前一夜之间被公司牺牲2 窒息。血液通过心脏穿刺收集。血清得到从血液通过离心20分钟2000 rpm。肝脏在缓冲福尔马林固定的一部分(10%)。ITT公司和GTT进行如前所述[
21 ]。
2.3。血清和肝脏甘油三酯定量参数
从肝脏和血清TG和血清葡萄糖水平量化按照制造商的指示使用商业套装(南京建成生物工程研究所、南京、江苏、中国)。血清肿瘤坏死因子水平
α 使用ELISA试剂盒检测(研讨会有限公司、南京、江苏、中国)。
2.4。细胞培养
HepG2细胞维持之前报道(
22 ]。孵化后18毫米18 h葡萄糖胺诱导胰岛素抵抗[
4 ),HepG2细胞serum-starved 2 h,然后孵化牡荆素(20
μ 米)24 h,添加了100纳米胰岛素在过去15分钟。牡荆素和氨基葡萄糖浓度是依照以前的出版物(
4 ,
20. ),浓度没有影响细胞MTT试验所确定的可行性,如前所报道(
23 ,
24 ]。葡萄糖胺是溶解在PBS,牡荆碱溶解在DMSO溶液。所有组有相同数量的DMSO溶液。
2.5。葡萄糖吸收试验
葡萄糖吸收与荧光葡萄糖测量进行导数,2-NBDG,之前报道(
25 ]。有三个治疗组,即。,Control, Glucosamine, and Glucosamine + Vitexin groups. Briefly, HepG2 cells were treated with or without 18 mM glucosamine for 18 h and starved in F-12K (5.5 mM glucose) serum-free media for 2 h. Then, cells were treated with or without 20
μ M牡荆素24 h 100纳米胰岛素治疗后15分钟(无血清培养基)。洗后,荧光信号量化的读者在激发/发射板465/540 nm (SpectraMax i3、上海、中国)和归一化的蛋白质含量(BCA蛋白质化验设备,Beyotime生物技术有限公司上海、中国)。
2.6。统计分析
数据分析与单向方差分析(图基的多个测试)与SAS软件(SAS研究所Inc .卡里,数控,美国)。一个
P
<
0.05
被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。牡荆素HFD-Treated小鼠体重下降
如图
1(一) HFD集团拥有更高的体重比最晚完成日期和HFD +牡荆素组在第八周。HFD +牡荆素集团没有体重相比最小的致命剂量组明显不同。三组都出现了类似的食物摄入总量(图
1 (b) )。
图1
牡荆素对体重和食物摄入量的影响。老鼠用低脂饮食(最晚完成日期),高脂肪饮食(HFD),或HFD补充牡荆素5毫克/公斤体重/天(HFD +牡荆素)8周。(一)每周体重监控;(b)总食物摄入量。数字表示的意思是±SE (
n = (a)和8−9
n = 3 (b))。意味着不同的字母是明显不同的
P
<
0.05
。
(一)
![]()
(b)
![]()
3.2。牡荆素改善葡萄糖稳态
ITT公司和GTT进行确定牡荆素对葡萄糖代谢的影响,结果如图
2 。ITT公司,HFD-fed小鼠血糖水平高于老鼠最晚完成日期的时间点(图
2(一个) )。HFD-fed老鼠相比,牡荆素显著降低HFD-induced血糖增加0后,15日,30日,60岁,120分钟(图
2(一个) )。同样,HFD显著增加的AUC ITT公司和AUC显著降低了牡荆素治疗(图
2 (b) )。GTT结果,老鼠HFD血糖水平明显高于15,30和60分钟,以及AUC,比最小的致命剂量组和HFD +牡荆素集团(数字
2 (c) 和
2 (d) )。结果表明,牡荆素显著缓解HFD胰岛素和葡萄糖耐受不良引起的。
图2
牡荆素对胰岛素耐量试验(ITT) (a, b)和葡萄糖耐量试验(GTT) (c, d)。老鼠与低脂饮食(最晚完成日期),高脂肪饮食(HFD)或HFD补充了牡荆素5毫克/公斤体重/天(HFD +牡荆素)8周。从尾静脉血液收集,血糖水平测定在0分钟。胰岛素(ITT)或葡萄糖的解决方案(GTT)随后由腹腔内注射,和葡萄糖水平进一步测量15岁,30岁,60岁,120分钟后注入。数据被表示为均值±SE (
n = 5−7)。意味着不同的字母是明显不同的
P
<
0.05
。
(一)
![]()
(b)
![]()
(c)
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(d)
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3.3。牡荆素对血清标志物的影响
如表所示
1 HFD-fed小鼠的葡萄糖和TG水平与LFD-fed相比显著增加小鼠和HFD +牡荆素组明显减少。此外,牡荆素减少HFD-induced TNF -
α 的水平。没有观察到的差异的三个参数之间的最晚完成日期和HFD +牡荆素组。
表1
血清参数。
最晚完成日期
HFD
HFD +牡荆素
葡萄糖(mg / dl)
162.0±5.7
202.6±4.3
∗
175.1±9.6#
TG (mg / dl)
52.5±5.0
80.3±3.0
∗
66.3±2.7#
肿瘤坏死因子-
α (pg / ml)
18.1±2.9
49.3±6.6
∗
31.9±2.7#
血清葡萄糖、TG和促炎细胞因子包括TNF -
α 最晚完成日期,“饮食”的白鼠HFD和HFD牡荆素5毫克/公斤体重/天。最晚完成日期,低脂饮食;HFD,高脂肪饮食;HFD +牡荆素,高脂肪饮食+牡荆素在5毫克/公斤体重/天。价值观代表意味着±SE (
n = 8−9)。
∗
P
<
0.05
与最晚完成日期;
#
P
<
0.05
和HFD。
3.4。牡荆素肝脏脂肪含量减少
(图)染色结果
3(一个) )直接显示肝组织中脂质含量的差异在每组的老鼠。老鼠和HFD小鼠肝脏脂肪含量高于美联储最晚完成日期,和肝脏脂肪含量显著减少牡荆素治疗(图
3 (b) )。
图3
牡荆碱对肝脏形态学的影响和甘油三酸酯水平。老鼠喂食了低脂饮食(最晚完成日期),高脂肪饮食(HFD)或HFD含牡荆素5毫克/公斤体重/天(HFD +牡荆素)8周。(一)代表的照片)染色后肝脏;(b)肝脏甘油三酯。数据被表示为均值±SE (
n = 4)。意味着不同的字母是明显不同的
P
<
0.05
。
(一)
![]()
(b)
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3.5。牡荆素的影响和葡萄糖胺细胞HepG2细胞生存能力和葡萄糖吸收
氨基葡萄糖(18毫米)和牡荆素(20
μ 米)并不影响细胞的生存能力(图
4(一) )。降低葡萄糖的吸收是胰岛素抵抗的一个重要标志
26 ]。葡萄糖胺控制葡萄糖摄取减少了56%,而相比牡荆素恢复葡萄糖吸收50%的葡萄糖胺组(图
4 (b) )。这些结果表明,牡荆素缓解减少葡萄糖摄取葡萄糖胺引起的。
图4
牡荆碱对细胞HepG2细胞生存能力和葡萄糖吸收。(一)细胞生存能力;(b)甘油三酸酯含量。数字代表的意思是±SE (
n = 3)。意味着不同的字母是明显不同的
P
<
0.05
。
(一)
![]()
(b)
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4所示。讨论
我们目前的研究表明,牡荆素HFD-induced改善胰岛素抵抗在C57BL / 6 j雄性老鼠和恢复glucosamine-induced葡萄糖摄取减少。
在目前的研究中,牡荆素显著恢复胰岛素耐受性和HFD葡萄糖耐量受损,而且增加葡萄糖摄取减少葡萄糖胺治疗,这与先前的研究一致表明,口服牡荆素1到200毫克/公斤体重的有效减少sucrose-loaded小鼠的血糖水平(
27 ,
28 ]。过度积累的脂肪和胰岛素抵抗与炎症密切相关,与肿瘤坏死因子-过剩
α 释放(
29日 ]。牡荆素绿豆提取物中减少了肌肉的TNF -
α 在KK-Ay糖尿病小鼠
30. ]。牡荆素也抑制TNF -
α 生产LPS-treated老鼠和胰腺
β 肽(
31日 ]。符合研究,目前的研究表明,牡荆素强有力地降低血清TNF -
α 水平引起HFD C57BL / 6 j小鼠。
血清牡荆碱浓度在人类代谢的知识是有限的,尽管牡荆素的生物利用度相对较低(
32 ]。牡荆素时只有大约4.9%的绝对生物利用度大鼠口服接种30毫克/公斤牡荆素[
33 ]。牡荆碱浓度我们使用在当前
在体外 研究可能会相对较高。研究提高牡荆素的生物利用度是有必要的,它能更好地利用牡荆素作为功能食品成分。
总之,牡荆素HFD-triggered改善胰岛素抵抗,降低肝脂肪堆积在C57 BL / 6 j小鼠。因此,牡荆素可以被视为一个潜在的功能食品成分可能结合预防策略来减轻胰岛素抵抗和2型糖尿病。