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本课题以降糖活性为导向,采用活性跟踪战略,对玉米须多糖进行了系统的研究。前后总共论述两部分内容:第一部分主要以化学内容为主,包括玉米须多糖的提取、分离纯化以及均一多糖化学结构解析的过程;第二部分主要以药理活性为主,主要是论述降血糖活性追踪过程,主要包括前期对粗多糖的活性确认,后期对部位多糖和均一多糖的活性确认过程,方法为体外细胞实验;同时,建立STZ小鼠糖尿病模型对均一多糖抗糖尿病活性进行确认。本论文整体论述思路如下。 第一部分干燥的玉米须中药材经过水提醇沉后得到玉米须粗多糖。粗多糖用阴离子交换色谱柱DEAE-Sepharose Fast Flow,以水和不同浓度的氯化钠溶液进行梯度洗脱,得到六个部位多糖。根据活性追踪的结果,其中0.5M氯化钠洗脱的部分为降糖实验筛选出的活性部位,于是将此部位多糖继续进行纯化,经过Superdex-200和Superdex-75分子筛凝胶纯化,以及Sephadex G-10的脱盐过程,最终成功获得均一多糖,将其命名为CSPS-5-1。利用各种物理化学手段,例如:高效渗透凝胶色谱法(HPGPC),GC-MS糖组成分析,红外检测,甲基化分析,核磁等手段对均一多糖进行结构鉴定,其结果显示,均一多糖CSPS-5-1的平均分子量约为1.18×104道尔顿,是一个由半乳糖,葡萄糖,甘露糖,阿拉伯糖,木糖,鼠李糖以及葡萄糖醛酸构成的水溶性酸性杂多糖,含有少量蛋白。甲基化分析显示玉米须多糖CSPS-5-1的主要连接方式有1,6-α-D-连接半乳糖,1,4-α-L连接葡萄糖,葡萄糖末端连接,1,4-β-D连接木糖多种连接方式。除此之外,还发现了多糖中含有因葡萄糖醛酸4位失去羟基而形成4,5位双键的己烯糖醛酸,这与早期的玉米须有关文献报道不同。分离出的CSPS-5-1为首次从玉米须药材中得到的均一多糖。 第二部分为了筛选和验证玉米须多糖的降糖活性,本课题选用RIN-5F体外细胞模型,对玉米须粗多糖,部位多糖以及均一多糖分别进行体外刺激胰岛素分泌实验。首先对粗多糖CSPS进行降血糖活性的确认,给药剂量为100μg/mL,200μg/mL,400μg/mL,结果显示胰岛素分泌量分别是空白对照组的1.75±0.218倍,2.36±0.065倍,3.17±0.232倍,说明CSPS具有促胰岛素分泌作用,且呈剂量依赖关系。因此根据活性跟踪进行部位多糖的分离,发现部位多糖中CSPS-2和CSPS-5的促胰岛素分泌作用比较强,在100μg/mL时分别是空白对照组的2.74±0.16倍和2.61±0.282倍,因此继续对CSPS-2和CSPS-5进一步纯化,得到了CSPS-2-1与CSPS-5-1两个均一多糖,给药剂量分别为25μg/mL,100μg/mL,400μg/mL,CSPS-2-1与CSPS-5-1的胰岛素分泌量分别是空白对照组的0.97±0.132倍,1.28±0.103倍,1.96±0.181倍和1.82±0.129倍,2.89±0.277倍,3.72±0.372倍,因此活性测定最后得出结论,均一多糖CSPS-5-1依然保持良好的降糖活性,甚至远高于阳性药Exendin-4。而均一多糖CSPS-2-1却没有达到理想的降糖效果,不及阳性药。后期又进一步进行了动物实验来验证玉米须均一多糖的降糖活性,利用C57BL/6小鼠建立STZ糖尿病模型,进行急性体内注射给药实验(10 mg/kg),结果显示:注射给药后OGTT的AUC面积明显减少,表明葡萄糖耐量明显增加;眼缘取血测定给予葡萄糖-30min与15min时的小鼠体内血清胰岛素水平,发现给予葡萄糖15 min后,血清胰岛素分泌水平明显升高。最终得出结论:玉米须多糖CSPS-5-1能明显降低糖尿病小鼠的血糖,且明显提高小鼠的糖耐量水平,这些数据足以说明玉米须多糖在STZ糖尿病模型小鼠体内发挥了良好的降糖作用,并有期成为抗糖尿病的创新药物。