小檗堿對(duì)2型糖尿病大鼠血清成纖維細(xì)胞生長因子21的影響

薛靜靜，李　婷，王　彥

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小檗堿對(duì)2型糖尿病大鼠血清成纖維細(xì)胞生長因子21的影響

薛靜靜1，李婷2，王彥3

目的觀察小檗堿對(duì)2型糖尿病(T2DM)大鼠血清成纖維細(xì)胞生長因子21(FGF21)的影響。方法將6周～8周齡SD雄性大鼠30只，隨機(jī)分為正常對(duì)照組(6只)和T2DM模型組(24只)，采用高糖高脂飲食聯(lián)合小劑量鏈脲佐菌素制備T2DM大鼠模型。將成模的18只大鼠隨機(jī)分為高糖高脂飲食組、正常飲食干預(yù)組、小檗堿聯(lián)合正常飲食干預(yù)組(小檗堿干預(yù)組)，每組6只，分別干預(yù)8周后禁食不禁水12 h，經(jīng)腹主動(dòng)脈采血后處死大鼠，分離血清，即刻檢測各組大鼠空腹血糖(FPG)，同時(shí)留取血清-70 ℃保存，同批檢測血清FGF21、空腹胰島素(FINS)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)，計(jì)算穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)。結(jié)果干預(yù)8周后，與正常對(duì)照組相比，小檗堿干預(yù)組和正常飲食干預(yù)組TG、TC、FPG、HOMA-IR、FGF21水平升高(P<0.05)。干預(yù)8周后，與高糖高脂飲食組相比，小檗堿干預(yù)組和正常飲食干預(yù)組TG、TC、FPG水平均降低(P<0.05)，F(xiàn)GF21水平升高(P<0.05)；小檗堿干預(yù)組HOMA-IR降低(P<0.05)，正常飲食干預(yù)組HOMA-IR有降低趨勢，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。干預(yù)8周后，與正常飲食干預(yù)組相比，小檗堿干預(yù)組TG、TC、FPG、HOMA-IR水平降低(P<0.05)；FGF21水平有升高趨勢，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論小檗堿可以改善T2DM大鼠糖脂代謝紊亂及胰島素抵抗程度，該作用可能與其可介導(dǎo)血清FGF21水平的升高有關(guān)。

2型糖尿病；小檗堿；成纖維細(xì)胞生長因子21；空腹血糖；空腹胰島素

調(diào)查顯示：2010年我國成人糖尿病患病率11.6%，據(jù)此估計(jì)我國現(xiàn)有糖尿病病人約1.14億，位居全球首位[1]。糖尿病與現(xiàn)代生活方式、不合理飲食和運(yùn)動(dòng)減少有關(guān)，2型糖尿病(T2DM)占病人總數(shù)的90%以上。胰島素抵抗是T2DM主要的病理生理機(jī)制，改善胰島素抵抗是防治糖尿病及其相關(guān)并發(fā)癥的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年研究發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞生長因子21(FGF21)與胰島素抵抗及糖尿病發(fā)生發(fā)展有關(guān)，目前認(rèn)為其可能是一種保護(hù)性因子[2]。小檗堿是一種生物堿，有改善胰島素抵抗和治療T2DM的作用[3]，目前小檗堿的降糖機(jī)制還未明確。小檗堿能否通過影響血清FGF21發(fā)揮上述作用？目前相關(guān)報(bào)道還較少。本研究旨在觀察小檗堿對(duì)T2DM大鼠血清FGF 21的影響，探討小檗堿降糖和改善胰島素抵抗的可能機(jī)制。

1　材料與方法

1.1主要試劑鏈脲佐菌素(STZ)購自美國Sigma公司。小檗堿購自東北制藥集團(tuán)沈陽制藥有限公司，葡萄糖氧化酶購自深圳邁瑞公司。碘胰島素放射免疫分析藥盒購自北京北方生物技術(shù)研究所。FGF21 ELISA試劑盒購自上海源葉生物科技有限公司。ROCHEP800生化儀購自深圳邁瑞公司。

1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物30只SPF級(jí)雄性6周～8周齡雄性SD大鼠，購自中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK-(軍)2012-0004]，體重180 g～200 g。飼養(yǎng)環(huán)境溫度為(22±2)℃，濕度為(55±5)%，明暗時(shí)間各12 h。

1.3動(dòng)物模型構(gòu)建及干預(yù)方法大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為正常對(duì)照組(6只)和T2DM模型組(24只)，正常對(duì)照組給予普通飼料(山西醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心提供)喂養(yǎng)，T2DM模型組給予高糖高脂飼料(10%蛋黃、10%蔗糖、15%豬油、65%普通飼料)喂養(yǎng)。喂養(yǎng)第12周，T2DM模型組給予30 mg/kg STZ腹腔注射(STZ應(yīng)用pH 4.3～4.5的檸檬酸緩沖液配成1%的濃度)。注射2周后鼠尾靜脈采血測定空腹血糖(FPG)，如果不同日兩次及以上檢測FPG≥7.8 mmol/L，認(rèn)為T2DM造模成功。將造模成功的18只大鼠再隨機(jī)分為3組：高糖高脂飲食組、正常飲食干預(yù)組、小檗堿聯(lián)合正常飲食干預(yù)組(小檗堿干預(yù)組)，每組6只。高糖高脂飲食組繼續(xù)給予高糖高脂飼料，其余各組均給予普通飼料。小檗堿干預(yù)組同時(shí)給予小檗堿灌胃[小檗堿200 mg/(kg·d)溶于2 mL生理鹽水中]。上述干預(yù)持續(xù)8周。

1.4標(biāo)本采集和指標(biāo)檢測8周后大鼠禁食不禁水12 h后稱重，烏拉坦(4 mL/kg)腹腔注射麻醉，腹主動(dòng)脈采血后處死大鼠，血液經(jīng)低速離心機(jī)離心(3 000 r/min，15 min)，留取血清，即刻檢測血糖，同時(shí)留取血清-70 ℃保存，同批檢測血清FGF21、空腹胰島素(FINS)、總膽固醇(TC)、三酰甘油(TG)。葡萄糖氧化酶法檢測FPG，酶法檢測TC、TG，放射免疫法檢測FINS，ELISA法檢測FGF21。并計(jì)算穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)，HOMA-IR=FINS×FPG/22.5。

2　結(jié)　果

干預(yù)8周后，與正常對(duì)照組相比，小檗堿干預(yù)組、高糖高脂飲食組和正常飲食干預(yù)組TG、TC、FPG、HOMA-IR、FGF21水平升高(P<0.05)。干預(yù)8周后，與高糖高脂飲食組相比，小檗堿干預(yù)組和正常飲食干預(yù)組TG、TC、FPG水平均降低(P<0.05)，F(xiàn)GF21水平升高(P<0.05)；小檗堿干預(yù)組HOMA-IR降低(P<0.05)，正常飲食干預(yù)組HOMA-IR有降低趨勢，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。干預(yù)8周后，與正常飲食干預(yù)組相比，小檗堿干預(yù)組TG、TC、FPG、HOMA-IR水平降低(P<0.05)；FGF21水平有升高趨勢，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。詳見表1。

表1　各組血清FPG、TG、TC、FGF21水平及HOMA-IR比較(±s)

3　討　論

已有證據(jù)證實(shí)小檗堿能夠改善糖脂代謝紊亂，但機(jī)制尚未完全闡明。Lee等[4]研究小檗堿可降低db/db小鼠血糖，改善糖耐量，增強(qiáng)胰島素敏感性作用機(jī)制為激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信號(hào)通路。越來越多的研究表明：FGF21表達(dá)可被二甲雙胍、羅格列酮、胰島素等降糖藥物調(diào)節(jié)，提示FGF21可能是降糖藥物發(fā)揮其有效作用的一個(gè)下游介質(zhì)。小檗堿是否也可經(jīng)由血清FGF21途徑發(fā)揮作用？本研究結(jié)果證實(shí)小檗堿可降低T2DM大鼠的血糖、血脂，并能改善其胰島素抵抗程度，同時(shí)顯示此作用可能與增加FGF21水平有關(guān)。

FGF21是近年發(fā)現(xiàn)的一種代謝調(diào)節(jié)因子，哺乳動(dòng)物FGF21主要表達(dá)于肝臟，脂肪和胰腺也表達(dá)，分泌到血液發(fā)揮作用。Chavez等[2]通過對(duì)肥胖、糖耐量減低者和T2DM病人血清FGF21水平及其與胰島素敏感性的相關(guān)性研究，提示在胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下血清FGF21水平升高，并且與肝臟和外周胰島素抵抗正相關(guān)。本研究以高糖高脂飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素構(gòu)建T2DM大鼠為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照組相比，T2DM大鼠血清FGF21水平升高。羅妤等[5]通過研究FGF21表達(dá)抑制對(duì)載脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠糖脂代謝影響，觀察到其降低了血漿FGF21，同時(shí)升高空腹血糖、空腹胰島素、總膽固醇、三酰甘油水平，顯示低水平血漿FGF21會(huì)加重糖脂代謝紊亂和胰島素抵抗。李鈳等[6]通過研究FGF21過表達(dá)的小鼠對(duì)肝細(xì)胞糖脂代謝及重要轉(zhuǎn)錄因子的影響，發(fā)現(xiàn)FGF21可能通過降低磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PERCK)的表達(dá)，抑制肝糖異生過程，改善血糖，并可通過升高低密度脂蛋白受體及降低羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶(HMGR)表達(dá)降低三酰甘油及膽固醇水平。通過研究FGF21過表達(dá)的小鼠對(duì)脂肪細(xì)胞糖脂代謝及重要轉(zhuǎn)錄因子的影響，得出FGF21可能通過增加葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1表達(dá)降低血糖，升高三酰甘油脂肪酶(ATGL)及敏感性脂肪酶(HSL)表達(dá)降低血脂。提示FGF21在調(diào)節(jié)糖脂代謝中有重要作用。推測在胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下，通過血清FGF21水平代償升高而抵消胰島素抵抗也有學(xué)者提出FGF21抵抗，與糖尿病病人胰島素抵抗類似，但對(duì)于胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下FGF21上調(diào)是否為FGF21抵抗的代償機(jī)制需進(jìn)一步研究。

顏紅梅等[7]通過研究小檗堿對(duì)糖代謝異常的非酒精性脂肪肝病人血清FGF21水平的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過16周治療，病人血糖降低，F(xiàn)GF21水平升高，提示其血糖改善可能與升高血清FGF21水平相關(guān)。本研究結(jié)果顯示：與高糖高脂飲食組相比，小檗堿干預(yù)組FGF21水平增加(P<0.05)；但與正常飲食干預(yù)組相比，小檗堿干預(yù)組FGF21僅有增高趨勢，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證實(shí)FGF21可能是保護(hù)性因子，之所以與正常飲食干預(yù)組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與小檗堿干預(yù)時(shí)間短有關(guān)。

[1]Xu Y，Wang L，He J，et al.Prevalence and control of diabetes in Chinese adults[J].JAMA，2013，310(9)：948-959.

[2]Chavez AO，Molina-Carrion M，Abdul-Ghani MA，et al.Circulating fibroblast growth factor-21 is elevated in impaired glucose tolerance and type 2 diabetes and correlates with muscle and hepatic insulin resistance[J].Diabetes Care，2009，32(8)：1542-1546.

[3]Pang B，Zhao LH，Zhou Q，et al.Application of berberine on treating type 2 diabetes mellitus[J].Int J Endocrinol，2015，2015：905749.

[4]Lee YS，Kim WS，Kim KH，et al.Berberine，a natural plant product，activates AMP-activated protein kinase with beneficial metabolic effects in diabetic and insulin-resistant states[J].Diabetes，2006，55(8)：2256-2264.

[5]羅妤，鄧廣江，楊剛毅，等.成纖維細(xì)胞生長因子21表達(dá)抑制對(duì)ApoE基因敲除小鼠糖脂代謝的影響[J].中華內(nèi)分泌代謝雜志，2011，27(12)：1004-1008.

[6]李鈳，李伶，楊剛毅.成纖維細(xì)胞生長因子21調(diào)控小鼠肝臟和脂肪細(xì)胞的糖脂代謝[J].中華內(nèi)分泌代謝雜志，2010，26(8)：699-702.

[7]顏紅梅.不同方案治療糖代謝異常的非酒精性脂肪肝療效分析及血清FGF21變化[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2011.

(本文編輯郭懷印)

1.山西醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院(太原 030001)；2.天津市第四中心醫(yī)院；3.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院

王彥，E-mail：wyroad@126.com

R587.1R255.4

Adoi：10．3969/j．issn．1672-1349．2016．14．012

1672-1349(2016)14-1603-03

2016-03-16)