1型糖尿病是一种在遗传基础上由环境因素触发的T细胞介导的慢性自身免疫性疾病，免疫系统选择性攻击胰岛β细胞，导致β细胞的损伤以及胰岛素的绝对缺乏。1型糖尿病发病机制还不完全清楚，一般认为1型糖尿病的发病与Th1/Th2细胞失衡有关。 1型糖尿病占糖尿病患者总数的5％-10％，全国1型糖尿病患者总数至少100万人。目前1型糖尿病的治疗仍以补充外源胰岛素为主，这种治疗常导致血糖控制不稳，容易产生酮症酸中毒和低血糖，其心、脑、肾慢性并发症也给病人带来极大痛苦，甚至威胁生命。胰岛素替代治疗并没有干预引起疾病的自身免疫过程，不能阻断免疫系统对胰岛β细胞的损伤。因此，用免疫学方法预防和治疗1型糖尿病，可抑制胰岛β细胞的自身免疫、拯救残留的β细胞，已成为当今国内外研究的焦点。 玉竹(Polygonatum Odoratum(Mill.)Druce)为百合科黄精属中草药，含有多糖、生物碱、菸酸、黄酮、甾体皂甙等。玉竹的干燥根茎具有降血糖、降血脂和抗肿瘤等作用。我们前期研究发现玉竹提取物A具有抑制细胞免疫应答，抑制IL-2、IL-1和TNF-α产生的作用，又证实玉竹提取物A对链脲佐菌素诱导的1型糖尿病小鼠有明显的降血糖作用，因此有必要进一步揭示其可能的作用机制。 链脲佐菌素(Streptozotocin，STZ)是一链霉素菌来源的毒性物质，又包含了一个烷基化的亚硝基部分的糖分子组成，被广泛用于糖尿病的化学诱导。STZ能通过其本身含有的葡萄糖部分结构被胰岛β细胞上低亲和力的葡萄糖转运蛋白GLUT2转运，特异性地作用于胰岛β细胞，引起其结构破坏。小剂量的STZ对胰岛β细胞没有明显的细胞毒作用，但可导致胰岛β细胞的抗原发生改变，激活巨噬细胞，诱导T细胞浸润和自身免疫应答发生，引起对胰岛β细胞的损伤，最终导致1型糖尿病的发生。 本实验以多次小剂量STZ(multiplelowdose，MLD-STZ)诱导的1型糖尿病小鼠模型为研究对象，观察玉竹提取物A对1型糖尿病小鼠血糖、胰岛炎程度、胰岛β细胞结构及脾上清液中细胞因子的影响情况，探讨玉竹提取物A对STZ诱导的1型糖尿病小鼠的治疗作用及其可能的作用机制。 实验材料与方法： 选用清洁级6周龄雄性BALB/c小鼠34只，随机抽取6只为正常对照组只注射等体积的枸橼酸钠缓冲液，其余小鼠均采用MLD-STZ诱导1型糖尿病模型。用末梢全血快速血糖测定法检测血糖、尿糖试纸法检测尿糖，动态监测接受STZ诱导的小鼠是否达到1型糖尿病模型鼠的标准。STZ末次注射后4周共有21只小鼠达到成模标准，从中随机抽取一只处死取胰腺做病理学观察，将其余20只小鼠按血糖高低均衡分为4组(玉竹提取物A2，4，8g/kg剂量组和糖尿病模型组)，每组5只。玉竹提取物A2，4，8g/kg剂量组分别按2，4，8g/kg剂量用玉竹提取物A灌胃，糖尿病模型组和正常对照组用蒸馏水灌胃0.2ml/只，各组灌胃均为1次/d，共4周。在用药过程中，每周检测1次血糖，共4次。四周后将各组小鼠处死取胰腺做HE染色，光镜下观察胰岛的组织学改变；分别从显著降糖剂量组、糖尿病模型组和正常对照组随机抽取1只小鼠，取新鲜胰腺组织经固定、脱水、包埋、切片、染色，在透射电镜下观察胰岛β细胞的超微结构；各组小鼠采用酶联免疫分析法检测脾细胞上清液中IL-4和IFN-γ水平。数据以均值±标准差(-x±s)表示，数据经t检验处理，P＜0.05为差异显著。 实验结果： STZ末次注射后4周共有21只小鼠达到成模标准，血糖和尿糖明显增高，造模成功率为75％。随机处死的1只成模小鼠，胰岛病理学结果显示胰岛β细胞数量减少，并有淋巴、单核细胞浸润，提示1型糖尿病模型制备成功。用药治疗后，与糖尿病模型组比较，玉竹提取物A4g/kg和8g/kg剂量组血糖显著性降低，而2g/kg剂量组血糖有下降趋势，但没有统计学意义，玉竹提取物A4g/kg和8g/kg剂量组为显著降糖剂量组。玉竹提取物A4g/kg和8g/kg剂量组小鼠胰岛炎程度较糖尿病模型组明显缓解，而2g/kg剂量组小鼠胰岛炎程度与糖尿病模型组相近。玉竹提取物A显著降糖剂量组小鼠胰岛B细胞超微结构受损程度与糖尿病模型组比较明显减轻。糖尿病模型组小鼠脾细胞上清液中IFN-γ水平及IFN-γ/IL-4比值都明显高于正常对照组；与糖尿病模型组比较，玉竹提取物A4g/kg和8g/kg剂量组小鼠脾细胞上清液中IFN-γ水平和IFN-γ/IL-4比值均显著性降低，而2g/kg剂量组两者降低均没有统计学意义；各组小鼠脾细胞上清液中IL-4水平均无显著性差异。 讨论： 由于人体实验的局限，对1型糖尿病治疗的研究多用动物模型。采用MLD-STZ诱导的1型糖尿病动物模型，以其对胰岛β细胞的最小毒性诱导自身反应性T细胞参与对胰岛细胞的破坏为主要特征，与人类1型糖尿病的表现相似。目前国际上多采用此法建立1型糖尿病模型。 本实验采用MLD-STZ诱导1型糖尿病小鼠模型，用来观察玉竹提取物A对其的治疗作用。结果显示，与糖尿病模型组比较，玉竹提取物A4g/kg和8g/kg剂量组血糖显著性降低，而2g/kg剂量组血糖下降没有统计学意义，提示玉竹提取物A对STZ诱导的1型糖尿病小鼠有降糖作用，且有剂量依赖性。 胰岛病理学结果显示，糖尿病模型组小鼠胰岛β细胞数量减少，胰岛内可见大量炎细胞浸润；与之相比，玉竹提取物A4g/kg和8g/kg剂量组小鼠胰岛炎细胞浸润减少，完整的胰岛β细胞增多。同时，电镜观察结果显示，糖尿病模型组小鼠胰岛β细胞出现核固缩、核膜破裂、内浆网扩张、分泌颗粒减少并出现空泡样变等异常变化；玉竹提取物A显著降糖剂量组小鼠胰岛β细胞的胞核、核膜、内浆网等受损程度较糖尿病模型组明显减轻，分泌颗粒增多。提示玉竹提取物A治疗可以缓解1型糖尿病小鼠的胰岛炎、使胰岛β细胞的破坏减轻。 初始Th(T-helper)细胞的TCR与抗原结合后，可在不同微环境影响下分化成Th1或Th2效应细胞。Th1细胞分泌IL-2、IFN-γ和TNF-β；Th2细胞分泌IL-4、IL-5、IL-6和IL-10。IFN-γ/IL-4的比值常用以代表Th细胞的极化倾向。在正常情况下，Th1/Th2细胞处于相互抑制和相互调节的平衡状态。如果这种平衡被打破，机体处于Th1强势或Th2强势的极化(漂移)状态，则可能产生各种病理反应。国内外大量的实验研究表明，1型糖尿病的发病机制主要是由于Th1/Th2细胞亚群的平衡被破坏，即是由Th1/Th2细胞比值失衡所引起的。Th1细胞是主要效应细胞，可直接或间接破坏胰岛β细胞，而Th2细胞对Th1细胞的功能有抑制作用，可以减缓Th1细胞对胰岛β细胞的破坏作用。有研究发现，使用IFN-γ单克隆抗体或给予IL-4可预防NOD鼠发生糖尿病。另外用IFN-γ单克隆抗体可预防MLD-STZ诱导的C57BL/KsJ鼠发生高血糖和胰岛炎。 本实验结果显示，糖尿病模型组小鼠脾细胞分泌的IFN-γ水平及IFN-γ/IL-4比值都明显高于正常对照组，表现出明显的Th1极化倾向，这与国内外许多研究结果相一致。与糖尿病模型组相比，玉竹提取物A4g/kg和8g/kg剂量组小鼠脾细胞分泌的IFN-γ水平显著性降低，IL-4没有明显变化，IFN-γ/IL-4比值显著性降低，即显著抑制了糖尿病小鼠脾细胞的Th1极化程度，而2g/kg剂量组的抑制作用没有统计学意义，说明此抑制作用有剂量依赖性。因此，可以认为玉竹提取物A主要是通过下调Th1细胞的极化程度，降低IFN-γ的分泌量，抑制Th1细胞的免疫功能，减轻或阻止自身免疫应答，减少对胰岛β细胞的破坏。这也与我们前期研究发现玉竹提取物A具有抑制IL-2、IL-1和TNF-α细胞因子产生的作用相关。 以上结果说明玉竹提取物A能显著抑制STZ诱导的1型糖尿病小鼠细胞免疫功能，降低其自身免疫功能对胰岛β细胞的破坏，减轻胰岛炎的程度，发挥降低血糖作用。 结论： 1、玉竹提取物A能显著降低STZ诱导的1型糖尿病小鼠的血糖，其降糖效果有剂量依赖性；玉竹提取物A治疗还可以缓解1型糖尿病小鼠的胰岛炎、使胰岛β细胞的破坏减轻。 2、玉竹提取物A的作用机制可能是显著抑制STZ诱导的1型糖尿病小鼠Th1细胞的极化程度，降低IFN-γ的分泌量，下调细胞免疫功能，减少对胰岛β细胞的破坏，减轻胰岛炎的程度，发挥降低血糖作用。