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Ⅱ型糖尿病是由于胰岛素受体敏感降低,无法正常发挥胰岛素作用,导致血糖脂代谢紊乱的慢性代谢疾病,最终引起肝脏、心脏、肾脏和大脑等组织器官病理改变。糖尿病心肌病和肾病是高血糖诱发的严重并发症。组织结构纤维化是糖尿病心肌病和肾病的主要病理特征。研究表明,组织结构纤维化可能与细胞外基质沉积增加和上皮间质转化(EMT)加快有关,减少组织结构纤维化会减缓Ⅱ型糖尿病并发症的进程。铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)属于兰科草本植物药材,历史悠久,功能显著,为人类所共识。大量文献报道,铁皮石斛表现出优良的降糖脂、提高免疫力、抑制肿瘤和抗疲劳等药理活性。其主要成分为多糖,前期实验研究发现铁皮石斛多糖能够有效抑制氧化应激和炎症反应。对缺血和Ⅰ性糖尿病造成的心肌损伤也有很强的保护作用。因此,实验采用Ⅱ型糖尿病小鼠模型易诱发心脏和肾脏组织并发症,探讨铁皮石斛水提物中多糖对Ⅱ型糖尿病及其心肌病和肾病的保护机制。研究分为五个部分:1)DOE的鉴定;2)Ⅱ型糖尿病小鼠模型构建与给药;3)检测DOE对模型小鼠血液指标的影响;4)用组织学方法分析DOE对模型小鼠心脏和肾脏组织的形态学变化的影响;5)Western blot检测DOE对胰岛素抵抗和纤维化相关蛋白的影响。研究方法:1)苯酚-硫酸法和高效液相分析铁皮石斛水提物中多糖的含量、单糖种类及其含量;2)全自动生化分析仪检测血液学生化指标;3)HE染色、天狼星红染色和TUNEL染色检测心脏和肾脏损伤;4)Western blot分析胰岛素抵抗和组织纤维化相关蛋白。通过苯酚-硫酸法和高效液相方法分析鉴定DOE。实验结果表明,铁皮石斛水提物中的主要成分是多糖,含量为44.83%;多糖中含有的单糖种类是甘露糖和葡萄糖,含量分别为28.97%和4.60%。Ⅱ型糖尿病小鼠模型构建与给药:持续高脂饲料喂食8周龄雄性昆明小鼠2周,联合低剂量30 mg/kg链脲佐菌素(STZ)连续腹腔注射5天以诱发Ⅱ型糖尿病模型。造模成功后,小鼠均分为6组:空白对照组、模型组、DOE低、中、高剂量组以及二甲双胍阳性对照组,每组10只小鼠。空白组和模型组小鼠每天灌胃生理盐水,铁皮石斛低、中、高剂量组每天分别灌胃DOE 75 mg/kg、150 mg/kg、300 mg/kg,二甲双胍阳性对照组每天灌胃二甲双胍125mg/kg,持续灌胃12周。每天监控小鼠体重;每周测量小鼠空腹血糖值,并作记录,然后处死,采血,收集肝脏、心脏和肾脏组织。分析12周小鼠体重变化得知,DOE可以有效增加体重,降低Ⅱ型糖尿病小鼠空腹血糖值。生化指标结果显示,DOE可以降低模型小鼠血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白(LDL-C)水平、升高高密度脂蛋白(HDL-C)的含量,ELISA法检测结果表明DOE可以降低模型小鼠血清胰岛素水平。HOMA-IR结果表明DOE降低了Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗水平。HE染色结果表明,DOE改善了小鼠心肌组织和肾脏组织的损伤。心肌组织中心肌结构清晰,排列整齐,空泡化病变和炎细胞浸润减少;肾脏组织中肾小球基底膜增厚,肾小球肥大,系膜基质扩张得到了缓解;天狼星红染色结果表明DOE能够明显缓解心肌组织和肾脏组织细胞外基质沉积,降低纤维化程度;TUNEL检测结果显示DOE能够明显抑制肾脏细胞凋亡。通过Western blot评估组织中的PPAR-?、p-JNK、p-IRS1、TGF-?1、CTGF、Fibronectin、Akt、PI3K、PTEN、Twist、Snail1、Vimentin和E-cadherin蛋白的表达水平。结果显示,DOE上调了肝脏中的PPAR-?和p-IRS1蛋白,下调了肝脏中p-JNK蛋白,表明DOE增加了脂肪酸氧化和脂质转运,减少了胰岛素抵抗。DOE减少了心脏和肾脏组织中TGF-?1、CTGF、Fibronectin、Akt和PI3K蛋白的表达,增加了PTEN蛋白的表达,表明DOE减少促纤维化因子的释放和细胞外基质的沉积。同时,DOE上调心脏和肾脏组织中Ecadherin蛋白水平,下调Twist、Snail1和Vimentin蛋白水平,表明DOE能够有效地抑制EMT,减少心脏和肾脏组织纤维化。综上所述,DOE可以有效地控制体重,增加脂质转运和氧化代谢,减少脂毒性,平衡糖脂水平、缓解胰岛素抵抗,减轻心脏和肾病并发症的组织损伤,减少心脏和肾脏纤维化的作用,恢复心脏和肾脏功能。