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肝脏糖脂代谢紊乱是2型糖尿病(T2DM)的关键特征,能够诱导机体发生胰岛素抵抗并伴随高血糖症和高血脂症。王不留行黄酮苷(vaccarin)是具有多种活性的中药单体,课题组前期研究显示vaccarin具有改善内皮损伤、促进血管新生、抑制高血糖、高血压、高血脂等药理作用,然而vaccarin对肝脏葡萄糖和脂质代谢紊乱的影响尚不清楚。为了研究vaccarin对肝细胞糖代谢紊乱的影响,本研究中运用18 mM GlcN培养HepG2细胞18 h后加入5μM vaccarin孵育24 h。GlcN刺激后HepG2细胞糖输出量明显增加,糖异生作用关键酶PEPCK和G6Pase的mRNA和蛋白表达及其上游调控因子FOXO1的活性明显上调,vaccarin干预后可显著性地逆转这些效应;Vaccarin治疗阻断了GlcN刺激后HepG2细胞中糖原含量的减少,糖原合成酶(GS)活性以及糖原合成酶激酶β(GSK3β)磷酸化水平的下调。同时,vaccarin能够显著地上调HepG2细胞中被GlcN抑制的AMPK蛋白活性。然而,AMPK的特异性抑制剂化合物C(Compound C)几乎完全阻断了vaccarin对GlcN诱导的HepG2葡萄糖产生,糖原合成以及相关因子的调节作用。对比AMPK激活剂AICAR对GlcN处理的HepG2细胞的作用时,我们发现vaccarin和AICAR对糖代谢紊乱的HepG2细胞有着同样的改善作用。这些实验结果表明vaccarin能够激活AMPK/FOXO1信号通路抑制糖异生作用,同时激活AMPK/GSK3β信号通路促进糖原合成作用,从而改善GlcN诱导的HepG2细胞糖代谢紊乱。为了进一步研究vaccarin对肝细胞脂质代谢紊乱的影响,本研究采用油酸(OA)和棕榈酸(PA)混合所产生的游离脂肪酸(FFAs,OA:PA=2:1)来诱导建立脂肪肝的细胞模型。实验结果发现,FFAs刺激后可明显促进了HepG2细胞中FAS和SREBP1mRNA和蛋白表达,同时抑制了ACC的磷酸化和CPT1的mRNA和蛋白表达,使HepG2细胞脂滴积累,TG含量增多;当使用vaccarin干预后,我们发现vaccarin可以有效的逆转FFAs刺激对HepG2细胞的一系列效应。Vaccarin显著性地抑制了FFAs处理的HepG2细胞中AMPK活性下调。Compound C预处理后几乎完全阻断了vaccarin对脂肪酸的合成和氧化分解及其相关调节因子的影响。对比AMPK激活剂AICAR对FFAs处理的HepG2细胞的作用时,我们发现vaccarin和AICAR对脂质代谢紊乱的HepG2细胞有着同样的调节作用。这些数据表明vaccarin通过激活AMPK/SREBP1信号通路抑制脂肪酸从头合成的作用,同时激活AMPK/ACC信号通路促进脂肪酸的氧化分解,从而改善FFAs诱导的HepG2细胞脂质沉积。最后,利用链脲佐菌素(STZ)联合高脂饮食(HFD)诱导T2DM小鼠模型,我们验证了vaccarin对T2DM小鼠肝脏糖脂代谢紊乱的调节作用。Vaccarin治疗4周后,有效地降低了T2DM小鼠的空腹血糖,提高了机体对葡萄糖的耐受水平和对胰岛素的敏感性,还明显地促进了肝脏内糖原的合成。T2DM小鼠血清和肝脏中脂质水平的增加被vaccarin明显抑制,vaccarin治疗明显改善了T2DM小鼠肝脏功能,肝内脂滴积累也被有效抑制;同时,vaccarin有效地调节T2DM小鼠肝脏糖异生和糖原合成作用、脂肪酸从头合成和氧化分解作用相关调控因子以及AMPK的活性,明显地改善了肝脏的糖脂代谢紊乱。以上实验结果提示vaccarin可能成为治疗T2DM新的有效药物。