桑枝提取物对妊娠期糖尿病大鼠和子代的影响以及机制研究

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背景妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)是指在妊娠期首次发现或发生的不同程度的糖耐量异常,是妊娠期间常见的并发症之一。GDM容易导致各种妊娠期间的疾病,包括孕妇妊娠期高血压疾病、流产、早产和巨大儿,还容易造成子代出现肥胖、代谢性疾病和神经障碍等,对母婴健康产生巨大的威胁。目前对GDM的作用机制尚未完全清晰,临床治疗多集中在日常生活方式的改变和体重控制等来调节血糖,口服药物的研究缺乏对子代的深入探索和远期追踪观察。桑枝提取物是一种常见的中药材,药理作用包括抗肿瘤活性、神经细胞保护作用、降血糖血脂和抗氧化活性等。有研究发现,桑枝提取物可以改善糖尿病患者“三多一少”的症状,同时也有动物实验证实了桑枝提取物可以降低糖尿病小鼠的血糖血脂,起到保护胰岛的作用。但是,关于桑枝提取物治疗GDM的研究较少,尤其是对于子鼠的研究更是缺乏。因此,本课题将通过建立GDM大鼠模型,探究桑枝提取物对GDM大鼠的作用及其子鼠的影响,为临床预防和治疗GDM提供新思路和治疗方案。研究目的1.观察桑枝提取物对GDM大鼠的糖脂代谢影响和重要脏器的病理改变。2.研究桑枝提取物治疗GDM的潜在作用机制。3.通过子鼠的进一步饲养,探究桑枝提取物治疗GDM的长远影响。材料与方法1.桑枝提取物成分测定:使用高效液相色谱-蒸发光散射检测法测定桑枝提取物中主要药效成分1-脱氧野尻尿素(1-Deoxynojirimycin,DNJ)的含量,紫外分光光度法测定总多糖和总黄酮的含量。2.大鼠造模以及分组:Sprague-Dawley(SD)雌鼠分成四组,正常对照组(normal control,NC)、桑枝提取物组(mulberry ramulus extract,MRE)、模型对照组(gestational diabetes mellitus,GDM)和二甲双胍组(metformin,MF),每组10只。正常对照组和其余三组分别予以普通饲料和高脂高糖饲料喂养,适应性饲养3周后交配受孕。第二日见阴栓者即为受孕成功,记为受孕第0天,高脂高糖饲养的雌鼠受孕后第1天进行造模,采用腹腔注射,经预实验后选择链脲佐菌素(streptozocin,STZ)35ml/kg的浓度,测定随机血糖高于16.9mmol/L即为GDM造模成功。普通饲料喂养的正常对照组腹腔注射生理盐水作为对照。3.各组用药方法以及标本采集:所有研究组于妊娠第10天起连续灌胃4周(大鼠孕期约22天,持续灌胃至分娩后16天左右),其中MF组按照200mg/kg·d每天灌胃,MRE组按照300mg/kg·d每天灌胃,其余两组则选用蒸馏水灌胃,所有研究对象灌胃容量为10ml/kg·d,监测各组孕鼠灌胃前后血糖血脂的变化。断乳后处死雌鼠,取肝脏、胰腺等重要脏器,测定脏器系数并做苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色,观察病理学改变。同时取肝脏组织做western blot检测,进一步研究桑枝提取物的可能作用机制。4.子鼠随访和标本观察:子鼠断乳后(分娩后约25天,结束灌胃后约9天)喂养至8周处死,测定子鼠的血糖血脂,同时取肝脏、胰腺等重要脏器,测定脏器系数(组织湿重(mg)/大鼠自身体重(g))并做HE染色。结果1.桑枝提取物成分:检测结果表明,研究药物桑枝提取物中DNJ的含量约有0.01%,总黄酮的含量约有86.9%,总多糖的含量约有0.54%。2.造模后血糖、血脂以及脏器肿胀程度的改变:与NC组相比,灌胃前后GDM组的血糖和血脂均明显(P均<0.05);雌鼠处死后测定肝脏和肾脏的脏器肿胀程度也明显增加(P<0.05)。3.桑枝提取物和二甲双胍治疗GDM比较:干预治疗4周后,MRE组和MF组的血糖和血脂浓度相比GDM组明显下降(P均<0.01),而且肝脏组织和胰岛组织肿胀程度有所减轻,但是MRE组和MF组两组之间血糖血脂比较没有显著差异(P>0.05)。4.桑枝提取物作用机制分析:桑枝提取物可以增加PI3K/ATK信号通路中PI3K、PDK2和BTK蛋白的表达,同时抑制PPARγ信号通路中NF-Kb蛋白的表达,增加AMPK和PPARγ蛋白的表达。免疫荧光的结果表明,桑枝提取物可以明显减少GDM大鼠肝脏的巨噬细胞聚集。5.桑枝提取物对子鼠的影响:MRE组子代血糖和血脂结果和NC组比较差异无统计学意义(P均>0.05);与GDM组的子代血脂比较,低密度脂蛋白(LDL)要更低一些(P<0.05);MRE组子代脏器系数与NC组相比,无明显差异(P>0.05),但与GDM组和MF组相比,肝脏系数和肾脏系数明显降低,有显著差异(P<0.05)。结论桑枝提取物可以改善GDM大鼠亲代的糖脂代谢,减缓糖尿病进展,减轻亲代大鼠脏器的损伤,其作用机制可能与PI3K/AKT信号通路以及PPARγ信号通路有关;同时对子鼠起到一定的保护作用,降低后代再发糖尿病的风险。
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