葛根芩连汤逆转高脂饮食诱导胰岛β细胞去分化的机制研究

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背景:肥胖是一种全球范围内常见的慢性疾病,已成为一个严重的公共卫生问题。胰岛β细胞功能障碍是2型糖尿病(T2DM)发病以及病情进展的核心环节,其中,胰岛β细胞去分化被认为是β细胞功能障碍的主要因素,逆转其去分化能够有效缓解2型糖尿病的发展。中药治疗对糖尿病等代谢性疾病具有治疗效果,尤其是葛根芩连汤(GGQL)。因此,葛根芩连汤可能通过逆转胰岛β细胞去分化以改善β细胞功能,进而延缓2型糖尿病的进展。目的:研究葛根芩连汤对胰岛β细胞功能及β细胞去分化的影响;揭示葛根芩连汤改善胰岛β细胞去分化的作用机制。方法:(1)选用8周龄C57/6J模型雄性小鼠,适应性喂养1周后随机分为4组:正常对照组(NC)、高脂饮食组(HFD)、葛根芩连汤低剂量组(GGQLL)、葛根芩连汤高剂量组(GGQLH)。NC组以标准饲料喂养,HFD组、GGQLL组及GGQLH组均以高脂饲料喂养。饲养13周后,检测各组小鼠体重、空腹血糖、空腹胰岛素、甘油三酯、瘦素、脂联素及糖耐量;苏木精-伊红染色法(HE)染色观察小鼠胰岛的形态和结构;IDEAL-IQ评估小鼠胰腺脂肪含量。免疫荧光共染(IF)观察小鼠FoxO1、胰岛β细胞及祖细胞特异性转录因子的表达。随后以用不同剂量的葛根芩连汤干预小鼠8周,干预结束后,复测小鼠体重、空腹血糖、空腹胰岛素、甘油三酯、瘦素、脂联素及糖耐量;评估小鼠胰腺组织内胰岛的形态和结构;IDEAL-IQ再次评估小鼠胰腺脂肪含量。观察小鼠FoxO1、胰岛β细胞及祖细胞特异性转录因子的表达。(2)以棕榈酸干预的MIN6细胞建立胰岛β细胞去分化模型,用葛根芩连汤含药血清干预,qPCR检测FoxO1、胰岛 β细胞及祖细胞特异性转录因子mRNA的表达。结果:与HFD组相比,GGQLL、GGQLH组小鼠空腹血糖和葡萄糖曲线下面积显著降低(P<0.05),HOMA-β水平显著升高(P<0.05),但两者无明显差异;HE染色显示GGQLL、GGQLH组胰岛形态与结构相对规则,未见明显空泡分割;IDEAL-IQ显示GGQLL、GGQLH组小鼠胰腺脂肪显著减少;免疫荧光共染表明GGQLL、GGQLH组胰岛β细胞的数量恢复,β细胞特异性转录因子Pdx1、MafA、Nkx6.1及FoxO1表达水平增加,祖细胞转录因子Ngn3、Oct4、Aldh1A3的表达下调。此外,葛根芩连汤含药血清可提高MIN6细胞INS1、INS2、Pdx1、MafA及FoxO1表达水平,降低祖细胞特异性转录因子Ngn3表达水平。结论:GGQL通过减轻高脂饮食喂养小鼠胰腺内脂肪沉积,上调胰岛β细胞内FoxO1的表达水平,从而逆转β细胞去分化状态,改善胰岛β细胞功能,进而缓解2型糖尿病的进展。
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