文摘

Monolluma quadrangula布什是一个多汁的传统上用于治疗糖尿病和消化性溃疡。本研究旨在调查的影响m . quadrangulahydroethanolic提取葡萄糖耐量、胰岛素敏感性、葡萄糖代谢酶,血脂,在2型糖尿病大鼠脂联素的表达。此外,这项研究评估的抗氧化和抗炎活动m . quadrangula提取。2型糖尿病是由喂养大鼠高脂饮食诱导(HFD) 8周紧随其后30毫克/公斤链脲霉素(STZ)。糖尿病大鼠获得300或600毫克/公斤m . quadrangula提取为4周。HFD / STZ糖尿病大鼠葡萄糖耐量,降低胰岛素分泌和胰岛素抵抗。HFD和STZ诱导显著增加血清胆固醇,甘油三酯和促炎细胞因子和肝脂质过氧化作用。治疗m . quadrangula提取这些改善代谢紊乱和增加肝糖原,己糖激酶活性和抗氧化剂。m . quadrangula拒绝肝脏glucose-6-phosphatase和特性的活动,6-biphosphatase。此外,m . quadrangula提取增加血清脂联素水平和肝脂联素表达HFD / STZ糖尿病大鼠。总之,m . quadrangula对糖尿病作用介导的通过改善葡萄糖耐量、胰岛素敏感性、葡萄糖代谢酶和抗氧化防御系统。增加脂联素水平和表达似乎调解,至少部分的抗糖尿病的作用m . quadrangula。

1。介绍

糖尿病(DM)是一种代谢综合征的特点是高血糖发生由于胰岛素分泌不足和/或行动。不受控制高血糖会导致微和macrovascular并发症,肾病,心肌病和视网膜病变。2型糖尿病是糖尿病的常见和代表一个全球公共卫生问题1]。氧化应激,高血糖,起着核心作用在糖尿病及其并发症的发病机制2- - - - - -6]。随着高血糖,高血脂可以增加活性氧簇(ROS)的生产,导致氧化应激和炎症(7,8]。

脂联素,30 kDa multimeric蛋白质,主要由脂肪组织分泌;然而,肝脏中表达,细胞、胎盘,上皮细胞和成骨细胞9- - - - - -12]。几项研究已经证明了脂联素的作用作为管理者的葡萄糖和脂类代谢,胰岛素敏感性,和心血管体内平衡。在人类中,脂联素水平降低与肥胖和2型糖尿病的发展以及心血管疾病(13]。通过其行动在下丘脑,脂联素能源体内平衡中起着重要作用[14]。骨骼肌的脂肪——/蔗糖饮食的小鼠中,脂联素增加了脂肪酸氧化和葡萄糖吸收(15]。脂联素对脑缺血再灌注保护(16和动脉粥样硬化斑块形成17和改善缺血性四肢的血管再生18]。高脂肪饮食- (HFD)喂老鼠,脂联素过度代谢改善灵活性和防止lipotoxic脂质积累的影响(19]。在初级鼠肝细胞脂联素降低葡萄糖的输出据伯格et al。20.]。这些研究表明,增加脂联素是一个有吸引力的目标治疗2型糖尿病。

本研究旨在探讨降糖药和胰岛素敏化的影响Monolluma quadrangula(Forssk)提取,关注它的作用在调节葡萄糖代谢酶,氧化应激和脂联素的表达。m . quadrangula布什是一个多汁的黄花和不规则分支和压缩阀杆21]。它被称为Caralluma quadrangula并已用于民间医药治疗DM和消化性溃疡。m . quadrangula显示抗氧化剂效果ethanol-induced消化性溃疡(22)和高胆固醇饮食——美联储(HCD)大鼠(23]。最近,我们报道了m . quadrangula改善血清脂质,肝和心肌氧化应激,脂肪酸合酶(FAS)的表达和低密度脂蛋白(LDL)受体在HCD-fed老鼠23]。因此,m . quadrangula可以治疗糖尿病的一种很有前途的候选人。的降糖药效果甲醇、氯仿和正丁醇提取物m . quadrangula最近测试Abdel-Sattar et al。24显示降低空腹血糖,胰岛素,glucose-phosphatase链脲霉素(STZ)诱导的糖尿病大鼠。然而,的影响m . quadrangula葡萄糖耐量、胰岛素敏感性、血脂、氧化应激和脂联素表达2型DM没有被调查。

2。材料和方法

2.1。的集合m . quadrangula和提取制备

的集合m . quadrangulahydroethanolic提取的样本和制备进行了正如我们最近描述(23]。简单地说,m . quadrangula来自Abha-Al-Taif路(沙特阿拉伯)被风干,电动砂轮机磨成细粉,在水/乙醇浸泡24小时(1:1卷/期)。经过过滤的混合物和旋转蒸发器的蒸发溶剂,干渣收集和用于动物治疗。

2.2。实验HFD / STZ诱导糖尿病和治疗m . quadrangula提取

雄性Wistar鼠喂养HFD随意8周,然后收到单一STZ腹腔内注射(ip)(30毫克/公斤)溶解在刚做好的冷柠檬酸缓冲(pH值4.5)。七十二h注射STZ后,血糖测量和大鼠空腹血糖超过200 mg / dL被认为是糖尿病。相应的组与正常饮食喂养的大鼠和接收一个ip注射柠檬酸缓冲作为对照组。

所有动物包括在这项研究中获得的动物屋沙特国王大学(沙特阿拉伯),和伦理委员会批准的所有程序都是公主Nourah少女阿大学(利雅得,沙特阿拉伯)。动物们被安置在标准实验室条件下我们之前报道(23]。

共有六个控制大鼠作为正常组我(控制)和收到每日剂量的蒸馏水通过口服填喂法为4周。糖尿病老鼠分配随机分成3组,每组有6个,如下:第二组(糖尿病)包括糖尿病老鼠收到口头蒸馏水和每日4周,第三组和第四组包括糖尿病老鼠收到每日剂量的300和600毫克/公斤m . quadrangula通过口服填喂法提取溶解在蒸馏水为4周(23]。

在实验的最后,一夜之间,所有组被禁食和牺牲了麻醉。收集血液样本分离血清和老鼠收集肝脏解剖。肝脏样本是在一个寒冷的均质0.1磷酸盐缓冲剂(pH值7.4),在8000 rpm离心机,用于生化分析。其他的样本一直冻结在-80°C的RNA隔离。

2.3。葡萄糖耐量试验

口服葡萄糖耐量试验(OGTT)进行的前一天牺牲。Overnight-fasted老鼠收到3 g / kg口服葡萄糖解决方案,并从尾静脉血样采集30、60、90和120分钟5]。血糖水平在血清化验准备使用工具包提供的从收集血液样本SPINREACT(西班牙)25]。

2.4。测定血清脂质和心血管风险指数

血清总胆固醇(26),脂蛋白胆固醇(27)和甘油三酯(28]化验使用Accurex工具包(印度孟买)。低密度脂蛋白和vLDL-cholesterol然后计算如下: / 5和 - ( )。

2.5。测定血清胰岛素、促炎细胞因子和脂联素

血清胰岛素,白细胞介素- 6 (il - 6)、肿瘤坏死因子-α(TNF -α),脂联素化验使用ELISA试剂盒(默克密理博),美国。

2.6。测定肝糖原、己糖激酶、Glucose-6-Phosphatase, 6-Biphosphatase特性

肝糖原(29日),己糖激酶(30.],glucose-6-phosphatase [31日],和特性,6-biphosphatse [32]化验在控制和糖尿病大鼠的肝匀浆。

2.7。计算稳态模型胰岛素抵抗(HOMA-IR)

HOMA-IR计算使用胰岛素和葡萄糖测量如下(33]:

(更易/ L) / 22.5。

2.8。测定脂质过氧化、谷胱甘肽,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶

脂质过氧化、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)在肝匀浆化验使用OxiSelect工具包(美国)。

2.9。测定脂联素基因的表达

分析肝脏中脂联素的基因表达水平,我们使用qPCR如前所述[23,34]。总之,使用Bioline RNA RNA分离迷你包(美国)。提取的RNA是量化NanoDrop 8000(美国热科学)和1.8 - -2.0 260/280样品吸光度比值被用于逆转录的互补。准备cDNA放大使用SYBR绿色主(美国表达载体)和混合引物对由metabion国际集团(德国)(表1)。使用2放大数据进行了分析- - - - - -ΔΔCt方法(35]。

表1
引物用于qPCR。
2.10。统计分析

结果分析了使用GraphPad棱镜(美国CA GraphPad软件)。给出的结果 错误(SEM)和单向方差分析测试图基紧随其后的测试是用于统计比较。一个 值小于0.05被认为是显著的。

3所示。结果

3.1。m . quadrangula变弱HFD / STZ糖尿病大鼠的高血糖

糖耐量结果HFD / STZ糖尿病大鼠有显著提高血糖水平的OGTT相比,在各方面控制老鼠的图来表示1(一)。口服补充300和600毫克/公斤体重hydroethanolic提取的m . quadrangula对于4周改善葡萄糖耐量OGTT结果(图所示1(一))。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
图1
的影响m . quadrangula提取(a)葡萄糖耐量,血清胰岛素(b)和(c) HOMA-IR HFD / STZ 2型糖尿病大鼠的价值。数据是 。每组动物的数量是6。 而控制。 和 相比HFD / STZ。
3.2。m . quadrangula防止在HFD / STZ糖尿病大鼠胰岛素抵抗

图1 (b)明显下降的HFD / STZ糖尿病大鼠血清胰岛素水平( )相对于对照组。另一方面,糖尿病老鼠收到300和600毫克/公斤体重hydroethanolic提取的m . quadrangula四个星期显示改善血清胰岛素水平( )而糖尿病控制动物(图1 (b))。

葡萄糖和胰岛素测量被用来计算HOMA-IR显示的效果m . quadrangula提取胰岛素敏感性,代表图1 (c)。未经治疗的糖尿病小鼠表现出显著的胰岛素抵抗程度( )比非糖尿病的老鼠。m . quadrangula提取300和600毫克/公斤剂量显著提高胰岛素敏感性( )通过减少HOMA-IR值(图所示1 (c))。

3.3。m . quadrangula改善肝糖原,己糖激酶、Glucose-6-Phosphatase和特性,6-Biphosphatase HFD / STZ糖尿病大鼠

数据显示的效果m . quadrangula提取肝糖原,己糖激酶、glucose-6-phosphatase和特性,在糖尿病大鼠6-biphosphatase用数字表示2(一个)- - - - - -2 (d)。HFD / STZ糖尿病大鼠明显下降肝糖原内容( )和己糖激酶的活性( )而控制老鼠如图2(一个)和2 (b),分别。糖尿病大鼠的治疗与300和600毫克/公斤m . quadrangula提取显著提高( )肝糖原含量和己糖激酶活性。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图2
的影响m . quadrangula提取(a)肝糖原,(b)己糖激酶,(c) glucose-6-phosphatase,和(d)的特性,6-biphosphatase HFD / STZ 2型糖尿病大鼠。数据是 。每组动物的数量是6。 和 而控制。 和 相比HFD / STZ。

相比之下,HFD / STZ大鼠有显著提高肝glucose-6-phosphatase和特性的活动,6-biphosphatase(图2 (c))与对照组( )。糖尿病大鼠的治疗剂量m . quadrangula提取显著提高肝glucose-6-phosphatase的活动( )和特性,6-biphosphatase ( )。

3.4。m . quadrangula改善了HFD / STZ糖尿病大鼠的血清脂质水平

HFD / STZ糖尿病大鼠表现出显著( )海拔的血清甘油三酯(图3(一个)),总胆固醇(图3 (b))和低密度脂蛋白-(图3 (c))和vLDL-cholesterol(图3 (d)老鼠)和控制。糖尿病大鼠治疗的300和600毫克/公斤m . quadrangula提取显示显著提高血清甘油三酯和胆固醇及其分数( )。另一方面,HFD / STZ糖尿病大鼠表现出显著( )降低血清中高密度脂蛋白的水平和治疗有300和600毫克/公斤m . quadrangula提取并没有引起重大变化,代表图3 (e)。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
图3
的影响m . quadrangula提取(a)血清甘油三酯,(b)总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇(c), (d) vLDL-cholesterol, (e)脂蛋白胆固醇HFD / STZ 2型糖尿病大鼠。数据是 。每组动物的数量是6。 和 而控制。 相比HFD / STZ。
3.5。m . quadrangula抑制脂质过氧化,提高抗氧化剂HFD / STZ糖尿病大鼠的肝脏

中给出的数据数据4(一)- - - - - -4 (d)显示的效果m . quadrangula提取物对脂质过氧化和抗氧化剂,肝脏中谷胱甘肽,SOD,猫HFD / STZ糖尿病大鼠。脂质过氧化产物丙二醛,显示显著提升肝脏HFD / STZ糖尿病大鼠相比,控制大鼠( )。HFD / STZ糖尿病大鼠的两剂治疗m . quadrangula提取显著增加降低肝脏谷胱甘肽含量和SOD和CAT的活动。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图4
的影响m . quadrangula提取(a)肝脏脂质过氧化反应,(b)谷胱甘肽,(c)超氧化物歧化酶和(d)过氧化氢酶HFD / STZ 2型糖尿病大鼠。数据是 。每组动物的数量是6。 而控制。 , ,和 相比HFD / STZ。
3.6。m . quadrangula抑制炎症HFD / STZ糖尿病大鼠

提出了图5促炎细胞因子的水平,TNF -α和il - 6显著升高的血清HFD / STZ糖尿病大鼠( )而控制老鼠。HFD / STZ糖尿病大鼠的治疗与300和600毫克/公斤m . quadrangula提取改善TNF-α和il - 6的水平相比,参与糖尿病组( )。

(一)
(一)
(b)
(b)
图5
的影响m . quadrangula(一)血清TNF -提取α和(b) il - 6 HFD / STZ 2型糖尿病大鼠。数据是 。每组动物的数量是6。 而控制。 相比HFD / STZ。
3.7。m . quadrangula上调脂联素在HFD / STZ糖尿病大鼠

数据显示的效果m . quadrangula提取血清脂联素和肝脂联素基因表达呈现在图6。HFD / STZ糖尿病大鼠血清脂联素水平明显下降( )而控制老鼠(图6(一))。的糖尿病大鼠接受300毫克/公斤m . quadrangula提取有显著提高( )血清中脂联素。600毫克/公斤m . quadrangula提取诱导显著增加( )血清中脂联素水平。

(一)
(一)
(b)
(b)
图6
的影响m . quadrangula提取(a)血清脂联素和(b)肝脏脂联素mRNA HFD / STZ 2型糖尿病大鼠。数据是 。每组动物的数量是6。 而控制。 和 相比HFD / STZ。

脂联素基因表达显著下降( )HFD / STZ糖尿病大鼠肝脏的控制老鼠相比呈现在图6 (b)。治疗剂量的m . quadrangula提取增加了肝脏中脂联素的基因表达的糖尿病大鼠( )。

4所示。讨论

m . quadrangula一直在传统医学用于糖尿病和消化性溃疡。然而,它的抗糖尿病的机制并不清楚。最近,我们报道的antihypercholesterolemic效果m . quadrangula在HCD-fed老鼠23]。m . quadrangula改善血清脂质,肝和心肌氧化应激,FAS和ldl受体的表达HCD-fed老鼠。鉴于其强效降脂效果,m . quadrangula可以治疗糖尿病的一种很有前途的候选人。

HFD / STZ糖尿病大鼠在目前研究显示如图所示一个葡萄糖耐量和胰岛素敏感性的增加血糖,减少胰岛素,并增加了HOMA-IR价值。HFD和STZ之前已经报道过了诱导2型DM的特点是一个葡萄糖耐量和胰岛素抵抗36- - - - - -38]。因此,HFD / STZ模型反映了2型糖尿病的代谢特征(39]。STZ-induced引起高血糖HFD / STZ糖尿病大鼠胰腺的破坏β肽,胰岛素分泌减少和敏感性,减少外围葡萄糖吸收,增加肝葡萄糖生产(40,41]。HFD / STZ糖尿病动物的治疗m . quadrangula提取4周改善血糖、胰岛素分泌和胰岛素敏感性,展示一种强有力的抗高血糖药效果。

除了增加胰岛素敏感性,我们认为改善外围葡萄糖吸收和降低肝葡萄糖生产参与的降糖药效果m . quadrangula提取HFD / STZ糖尿病大鼠。我们的结果显示一个提高肝糖原含量HFD / STZ糖尿病大鼠4周治疗后m . quadrangula提取。肝糖原是一个有价值的指标来评估药物或植物提取物的降糖效果42]。此外,治疗剂量的m . quadrangula提取己糖激酶的活性增加和减少glucose-6-phosohatase特性,6-biphosphatase糖尿病大鼠的肝脏。在糖尿病、肝糖分解的速率和糖质新生增加,导致增加肝葡萄糖输出(43]。先前的研究表明减少己糖激酶和增加glucose-6-phosphatase导致酶活性降低肝糖原伴随着高血糖(39,42]。胰岛素分泌下降导致减少肝糖原的另一个因素是因为胰岛素激活glycogenolytic和gluconeogenic通路(44,45]。

糖尿病大鼠在目前研究显示显著增加甘油三酯和总、低密度脂蛋白和vLDL-cholesterol除了脂蛋白胆固醇下降。这个改变血脂可能导致心血管疾病的发展,被称为患血脂(46]。根据我们的发现,几项研究已经显示改变在糖尿病和胰岛素抵抗大鼠血清脂质39,47,48]。硬化的血脂可以诱导肝脏中脂类的积累和随后的肝细胞损伤(49]。最近,我们报道,老鼠为8周收到了HCD表现出肝细胞损伤(23]。HFD / STZ糖尿病大鼠收到300和600毫克/公斤m . quadrangula提取4周显示他们的血脂的改善显著降低血清甘油三酯,和总、低密度脂蛋白和vLDL-cholesterol。没有以前的报告显示的降血脂药效果m . quadrangula在糖尿病大鼠提取;然而,我们最近报道说m . quadrangula降低大鼠血清脂质获得HCD 8周(23]。这个改善血清脂质可以增加血清分泌和敏感性的结果。我们证明的调节效应m . quadrangula在肝FAS和LDLR表情介导其降血脂药效果(23]。

氧化应激的高血糖可以影响胰岛素信号和诱导胰岛素抵抗。在我们的研究中,HFD / STZ-induced鼠氧化应激增加肝脏脂质过氧化作用和减少的抗氧化剂,谷胱甘肽,SOD和猫。在糖尿病,ROS能反应和诱导细胞膜不饱和脂肪酸的过氧化反应,导致细胞损伤。合成氧化应激是糖尿病并发症的发展的一个重要因素,如肾病和视网膜病变。高血糖症也会导致拒绝细胞抗氧化剂。与我们的数据协议,马哈茂德•艾哈迈迪et al。36)报道,增加肝脏的脂质过氧化和抗氧化剂减少HFD / STZ糖尿病大鼠。HFD / STZ糖尿病大鼠治疗的300和600毫克/公斤m . quadrangula提取4周显示减少脂质过氧化反应和增加谷胱甘肽,SOD和猫。这些发现同意易卜拉欣的研究等。22)显示m . quadrangula提取施加在ethanol-induced胃溃疡大鼠抗氧化作用。在这项研究中,预处理m . quadrangula防止脂质过氧化作用和改善胃SOD和CAT (22]。最近,我们治疗的报道m . quadrangula提取8周阻止肝脏的氧化应激和提高抗氧化剂HCD-fed老鼠(23]。的抗氧化效果m . quadrangula可能归因于其丰富内容苷和酚醛树脂(50,51]。此外,有效的降脂效果m . quadrangula可能有一个作用,抑制氧化应激在糖尿病大鼠的肝脏。支持这个假说的研究表明,改变lipidemic状态氧化应激和细胞损伤的危险因素7,8]。

的抑制效果m . quadrangula对氧化应激相关的抗炎效应降低血清TNF -所示α和il - 6。HFD / STZ糖尿病大鼠血清TNF -增加α和il - 6水平如前所报道(36]。这些细胞因子产生负面影响胰岛素信号和敏感性。肿瘤坏死因子-α和il - 6与胰岛素抵抗、2型DM葡萄糖耐量,(52,53]。已报告两种细胞因子减少胰岛素信号通过抑制磷酸化蛋白激酶B (PKB / AKT)和胰岛素受体底物- 1 (IRS) (54- - - - - -56]。因此,降糖药和胰岛素敏化的影响m . quadrangula是介导的,至少在某种程度上,通过其抗氧化和抗炎活动。的能力m . quadrangula提取,以减少炎症最近发表在我们的工作,降低血清HCD-fed大鼠的促炎细胞因子水平(23]。

我们假设的upregulation脂联素介导的抗糖尿病的作用m . quadrangula提取HFD / STZ糖尿病大鼠。因此,我们测量的影响m . quadrangula提取血清脂联素和脂联素表达HFD / STZ糖尿病大鼠的肝脏。在目前的研究中,糖尿病大鼠明显下降血清脂联素和肝脂联素基因表达如前所报道(37,39]。发现降低血清脂联素水平与胰岛素抵抗和肥胖和2型糖尿病的病因57]。糖尿病大鼠治疗m . quadrangula提取4周显示增加的血清脂联素水平及其肝表达式。这些结果与改善葡萄糖耐量、胰岛素敏感性、肝葡萄糖输出和外围葡萄糖吸收。脂联素刺激活化蛋白激酶报道导致增加胰岛素敏感性和葡萄糖代谢调节58]。此外,脂联素的表达减少glucose-6-phosphatase和磷酸烯醇丙酮酸羧化酶,导致减少肝脏葡萄糖输出通过抑制肝醣类(58]。此外,脂联素可以激活过氧物酶体扩散者激活受体(PPAR -),α,减少肝脏和骨骼肌甘油三酸酯含量(59),并通过抑制增强肌肉脂肪的氧化乙酰辅酶a羧化酶抑制(60]。

总之,我们的研究结果显示,第一次m . quadrangula提取改善胰岛素敏感性和葡萄糖耐量HFD / STZ 2型糖尿病大鼠。m . quadrangula外围增加葡萄糖的吸收,改善血脂,抑制肝葡萄糖输出和防止氧化应激和炎症在糖尿病大鼠。此外,m . quadrangula提取增加了血清脂联素水平和糖尿病大鼠的肝脏中脂联素基因表达。这些发现指出脂联素在调节中的作用的抗糖尿病的作用m . quadrangula;然而,进一步的研究来确定其确切的作用机制建议。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢公主Nourah少女阿大学(利雅得,沙特阿拉伯)资助这项研究。