小檗碱对2型糖尿病小鼠体内胆汁酸代谢的影响及其机制研究

来源 :广州中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shijunfengmm
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目的:糖尿病(Diabetes mellitus,DM)是由于机体完全不能分泌,或不能分泌足够胰岛素,或者无法有效地充分使用胰岛素,从而导致血液中的葡萄糖水平升高时发生的一种慢性疾病,其中2型糖尿病(T2DM)是最常见的糖尿病类型,大约占所有糖尿病病例的90%。在2型糖尿病中一般呈现出胰岛素抵抗、高血糖以及高血脂的症状。2型糖尿病患者一般都由肥胖引起,其体内脂质代谢异常,在对2型糖尿病患者实施减肥手术后,其血糖水平、胰岛素抵抗以及体重均得到改善,且术后患者血清胆汁酸水平上升,表明胆汁酸有希望作为与2型糖尿病相关的治疗靶标。所以近年来,越来越多人关注从胆汁酸方面寻找治疗2型糖尿病的新靶标。现在已有研究表明,胆汁酸可以通过影响FXR和TGR5信号通路来调节脂质和葡萄糖代谢,但其确切的机制尚不明确。目前临床上用于2型糖尿病的一线药物,都有一定的不良反应或毒副作用,且有些对肝脏有一定的损伤,不推荐用于肝功能受损的患者。已有文献报道小檗碱(Berberine,BBR)用于糖尿病患者的治疗中,能降低患者体重且对肝脏无损伤作用,除了降糖作用外,还具有降脂作用,如降低甘油三酯、胆固醇和低密度脂蛋白水平。而胆汁酸在脂质代谢中起着重要的作用。因此本课题在小檗碱治疗糖尿病小鼠后,采用安捷伦液相色谱-6490 三重四极杆质谱联用仪(Ultra high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UHPLC-MS/MS),对正常对照小鼠,2型糖尿病模型小鼠,小檗碱治疗后的2型糖尿病小鼠的肝脏、胆囊、血清、回肠、结肠以及粪便中的24种主要胆汁酸成分进行含量测定,以考察其胆汁酸代谢的变化,旨在从胆汁酸水平阐明小檗碱降低2型糖尿病小鼠中甘油三酯、胆固醇和低密度脂蛋白水平的机理。这24种胆汁酸成分分别为:胆酸、鹅去氧胆酸、熊去氧胆酸、去氧胆酸、猪去氧胆酸、石胆酸、猪胆酸、鼠胆酸、α-鼠胆酸、β-鼠胆酸、ω-鼠胆酸、牛磺酸结合胆酸、牛磺酸结合鹅去氧胆酸、牛磺酸结合熊去氧胆酸、牛磺酸结合猪去氧胆酸、牛磺酸结合去氧胆酸、牛磺酸结合石胆酸、牛磺酸结合α鼠胆酸、牛磺酸结合β鼠胆酸、甘氨酸结合胆酸、甘氨酸结合熊去氧胆酸、甘氨酸结合鹅去氧胆酸、甘氨酸结合去氧胆酸、甘氨酸结合石胆酸。方法:1.小檗碱给药治疗2型糖尿病的实验设计6周龄的db/m小鼠为正常对照组,2型糖尿病模型db/db小鼠随机分成四组:2型糖尿病模型组(T2DM group,n=6)、小檗碱低剂量组(150 mg/kg BBR group,n=6)以及小檗碱高剂量组(300 mg/kg BBR group,n=6),所有组别均设置雌雄对照。检测给药前空腹血糖以及收集给药前的血清样本,随后开始给药治疗,按照给药剂量每天一次灌胃给药,对照组及模型组每天灌胃等同体积的生理盐水,治疗期间,每周监测小鼠体重,每个月监测其空腹血糖水平,直至三个月后实验结束,收集各小鼠相关生物样本。2.肝组织病理学检查实验结束后,每只小鼠选取部分新鲜肝组织于组织固定液内进行固定,而后分别采用石蜡切片技术和冷冻切片技术,进行HE染色和油红O染色,以考察2型糖尿病小鼠肝组织的变化以及小檗碱对2型糖尿病小鼠肝组织的影响。3.各组织、粪便以及血清胆汁酸水平检测采用本实验室建立的小鼠胆汁酸UHPLC-MS/MS检测方法,对各组小鼠体内肝脏、胆囊、血清、回肠、结肠、粪便以及尿液中24种主要的胆汁酸成分进行含量检测。4.胆汁酸合成酶蛋白表达水平检测采用Western blotting方法,对各组小鼠肝脏胆汁酸相关合成酶蛋白表达水平进行检测。结果:1.小檗碱减缓2型糖尿病小鼠体重和空腹血糖的上升与正常对照组相比,2型糖尿病模型组和小檗碱治疗组的体重与空腹血糖值的上升存在明显差异,而小檗碱治疗组与2型糖尿病模型组相比,其体重及空腹血糖的增加有明显的减缓。2.小檗碱改善2型糖尿病小鼠的肝功能及血生化小檗碱治疗能降低2型糖尿病小鼠的肝重比,且小檗碱治疗能改善2型糖尿病小鼠肝脏空泡样病变和减少脂滴生成。另外,小檗碱还能降低2型糖尿病小鼠血清总胆固醇以及甘油三酯的含量。3.组织、粪便以及血清胆汁酸水平检测结果3.1.粪便以及尿液的胆汁酸水平在粪便和尿液中,2型糖尿病小鼠总胆汁酸含量减少,而给予小檗碱治疗后,能显著增加其粪便和尿液总胆汁酸含量。3.2.血清的胆汁酸水平在2型糖尿病小鼠体内,其血清中牛磺酸结合胆汁酸占比相对于正常对照组显著增加,而在小檗碱治疗后,能够降低其牛磺酸结合型胆汁酸的占比。3.3.肝脏组织的胆汁酸水平相对于正常对照组,2型糖尿病小鼠肝脏中牛磺酸结合型胆汁酸占比显著上升,该结果在雌雄小鼠中均有体现。在给予小檗碱治疗后,能降低牛磺酸结合型胆汁酸占比。2型糖尿病小鼠肝脏总胆汁酸含量显著降低,给予小檗碱治疗后,能够增加2型糖尿病小鼠中总胆汁酸含量。3.4.回肠、结肠组织的胆汁酸水平与正常对照组相比,在2型糖尿病小鼠中,其回肠组织样本中的牛磺酸结合型胆汁酸占比都显著上升。在给予小檗碱治疗后,能降低回肠牛磺酸结合型胆汁酸占比,但没有统计学差异。而在结肠中,低剂量小檗碱治疗能显著降低2型糖尿病小鼠牛磺酸结合型胆汁酸占比。在回肠以及结肠中,2型糖尿病小鼠总胆汁酸含量增加,给予小檗碱治疗后,能够降低2型糖尿病小鼠回肠以及结肠中总胆汁酸含量。3.5.胆汁中胆汁酸水平在胆汁样品中,各组小鼠胆汁酸成分均以牛磺酸结合型胆汁酸为主。2型糖尿病小鼠总胆汁酸含量相比于正常对照小鼠显著增加,给予小檗碱治疗后,能够降低2型糖尿病小鼠胆汁样本中总胆汁酸含量。3.6.小檗碱上调肝脏胆汁酸合成酶的蛋白表达水平给予小檗碱治疗后,能够显著增加2型糖尿病小鼠肝脏中胆汁酸合成酶Cyp7a1、Cyp8b1以及Cyp27a1的蛋白表达。结论:2型糖尿病小鼠机体内胆汁酸代谢紊乱,而小檗碱给药治疗能减缓2型糖尿病小鼠体重及空腹血糖的上升,并且能减少肝脏脂肪堆积,改善肝功能及血生化。在各组织部位中,能降低牛磺酸结合型胆汁酸含量占比,且增加肝脏总胆汁酸含量,减少回肠及结肠总胆汁酸含量以及增加粪便中总胆汁酸含量,并且增加肝脏中胆汁酸合成酶的蛋白表达,表明小檗碱促进2型糖尿病小鼠肝脏合成胆汁酸,减少胆汁酸在回肠及结肠的重吸收,以及增加胆汁酸的粪便排泄,提示小檗碱能促进胆固醇向胆汁酸转化,从而改善2型糖尿病。
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