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目的本研究从肠道益生菌-IL-10/STAT3通路探讨薯蓣粥干预T2DM大鼠的降糖机制,观察T2DM大鼠肠道内双歧杆菌及其代谢产物SCFAs(乙酸、丙酸及丁酸)的变化与肠道IL-10/STAT3信号通路的活性状态,进一步明确薯蓣粥降糖的作用靶点与作用途径,为2型糖尿病的防治提供新靶点与新策略,为中医饮食护理研究开拓新途径。方法SPF级雄性Wistar大鼠40只,按体重随机分为空白组7只和造模组33只,空白组给予普通饲料,造模组采用高糖高脂饲养大鼠6周后联合2次小剂量STZ(25mg/kg)腹腔注射破坏胰岛素功能,制备出T2DM大鼠模型。本次实验中造模组大鼠33只,造模成功28只,按随机数字表将其分为模型组、薯蓣粥组、二甲双胍组和联合治疗组(薯蓣粥+二甲双胍),每组7只。于每日上午9:00,模型组给予生理盐水灌胃5 mL/d,二甲双胍组给予二甲双胍灌胃5 mL/d(100 mg/kg·d),薯蓣粥组给予薯蓣粥灌胃5 mL/d(含山药0.5g/mL),联合治疗组给予薯蓣粥+二甲双胍(粉剂)灌胃5 mL/d,干预时长为6周。干预期间用拜安捷-2血糖仪(血糖试纸)定时检测大鼠FBG;干预6周后剖腹取腹主动脉血,用全自动生化分析仪检测血清中IL-10、STAT3水平,用ELISA检测胰岛素水平(FINS)并计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)和胰岛素敏感性指数(HOMA-IS);气相色谱法检测大鼠结肠内粪便中SCFAs(乙酸、丙酸及丁酸)的浓度;16sRNA基因高通量测序检测肠道内菌群的结构组成以及双歧杆菌;Western-blot检测结肠IL-10、STAT3蛋白表达水平;RT-PCR检测大鼠结肠IL-10、STAT3 mRNA表达水平。结果1.大鼠一般情况空白组大鼠精神状态良好、反应灵敏、毛色光亮,摄食、进水量及尿量均正常。通过高糖高脂饮食喂养6周并结合小剂量STZ诱导造模的T2DM模型大鼠出现毛发稀疏、多饮、多食及多尿等现象,且FBG均大于11.1 mmol/L,高于空白组,差异有统计学意义(P<0.05)。2.各组大鼠空腹血糖的变化与模型组相比,干预2周后,二甲双胍组和联合治疗组大鼠FBG均降低,差异有统计学意义(P<0.05);干预第4周、第6周干预结束时,薯蓣粥组大鼠血糖降低,差异有统计学意义(P<0.05),且二甲双胍组与薯蓣粥组FBG 比较,差异有统计学意义(P<0.05);在第2周时,二甲双胍组和薯蓣粥组FBG 比较,差异无统计学意义(P>0.05)。3.16sRNA基因高通量测序分析各组大鼠肠道内双歧杆菌的变化与空白组相比,模型组OTU降低,说明模型组菌群多样性较空白组低,差异有统计学意义(P<0.01)。根据属这个水平,对不同样本间的物种丰度进行差异两两检验,检验方法使用STAMP中的two-sample中T-TEST方法,P值过滤为0.05,作Extent error bar图。结果发现,各组大鼠菌属之间存在差异,与空白组相比,模型组双歧杆菌属占比明显低于空白组(0.12%vs.0.27%),差异有统计学意义(P<0.05)。薯蓣粥干预6周后,与模型组相比,薯蓣粥组及联合治疗组菌属分类水平上肠道菌群组成和含量有差异,薯蓣粥组及联合治疗组双歧杆菌属占比明显高于模型组(0.67%vs.0.12%,1.29%vs.0.12%),差异有统计学意义(P<0.05);且联合治疗组与二甲双胍组相比,双歧杆菌占比增高(1.29%vs.0.22%,P=0.016),差异有统计学意义(P<0.05)。4.各组大鼠肠道内代谢产物SCFAs(乙酸、丙酸及丁酸)的变化模型组结肠内容物中乙酸、丙酸、丁酸的含量均降低,差异有统计学意义(P<0.05)。经薯蓣粥干预6周后,薯蓣粥组及联合治疗组结肠内容物中乙酸、丙酸及丁酸的含量均上升,并且丁酸浓度最高、改善最为明显,差异具有统计学意义(P<0.01);与二甲双胍组相比,二甲双胍组大鼠结肠中的丁酸含量的改善优于薯蓣粥组,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),但联合治疗组大鼠结肠内容物中丁酸的改善优于二甲双胍组,差异有统计学意义(P<0.05)。5.各组大鼠血清FINS、HOMA-IR及HOMA-IS的变化模型组大鼠在造模6周后FINS、HOMA-IR升高、HOMA-IS降低,差异有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,薯蓣粥组大鼠与二甲双胍组大鼠对糖尿病大鼠降低的胰岛素水平有一定的逆转作用,HOMA-IR也有所降低,HOMA-IS升高,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);联合治疗组大鼠FINS、HOMA-IR降低,HOMA-IS升高,与模型组比较差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。6.薯蓣粥对T2DM大鼠IL-10/STAT3通路相关基因表达的影响模型组大鼠结肠IL-10及STAT3的表达量均低于空白组,差异有统计学意义(P<0.01)。经过6周不同干预处理后,与模型组大鼠相比,薯蓣粥组及联合治疗组大鼠结肠IL-10、STAT3 mRNA的表达均升高,差异有统计学意义(P<0.01);薯蓣粥组与二甲双胍相比,IL-10mRNA的表达水平不同,差异有统计学意义(P<0.01),但STAT3的表达没有明显差异(P>0.05);联合治疗组大鼠与二甲双胍组相比,IL-10、STAT3的表达升高,差异有统计学意义(P<0.01)。7.薯蓣粥对T2DM大鼠IL-10/STAT3通路相关蛋白表达的影响与空白组相比,模型组大鼠结肠IL-10及STAT3的表达量降低,差异有统计学意义(P<0.01)。经过6周不同干预处理后,与模型组大鼠相比,薯蓣粥组与联合治疗组大鼠结肠IL-10、STAT3的表达均升高,差异有统计学意义(P<0.01);二甲双胍组大鼠结肠IL-10、STAT3的表达量与薯蓣粥组大鼠相比升高,差异有统计学意义(P<0.05);且联合治疗组大鼠与二甲双胍组相比,IL-10、STAT3的表达量升高,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。8.各组大鼠血清IL-10、STAT3的变化模型组大鼠血清IL-10及STAT3水平降低,差异有统计学意义(P<0.05)。经过6周不同干预处理后,与模型组大鼠相比,薯蓣粥组及联合治疗组大鼠血清IL-10、STAT3的表达水平均升高,差异有统计学意义(P<0.01);且联合治疗组大鼠与二甲双胍组相比,STAT3的表达升高,差异有统计学意义(P<0.01)。9.各组大鼠肠道内SCFAs与IL-10、STAT3蛋白的相关分析空白组、模型组与干预后大鼠肠道内乙酸、丙酸、丁酸与结肠中的IL-10、STAT3表达水平呈现正相关,差异有统计学意义(P<0.05)。薯蓣粥干预后,薯蓣粥组大鼠乙酸、丙酸、丁酸的表达量与结肠中的IL-10呈正相关(r=0.779;r=0.797;r=0.832),差异有统计学意义(P<0.05);联合治疗组大鼠乙酸、丙酸、丁酸的表达量与结肠中的IL-10也呈现正相关(r=0.937;r=0.950;r=0.961),差异有统计学意义(P<0.01)。薯蓣粥组大鼠乙酸、丙酸、丁酸的浓度与结肠中的STAT3呈正相关(r=0.883;r=0.880;r=0.940),差异有统计学意义(P<0.01);联合治疗组大鼠乙酸、丙酸、丁酸的浓度与结肠中的STAT3也呈现正相关(r=0.846;r=0.912;r=0.871),差异有统计学意义(P<0.05)。结论1.薯蓣粥具有降低T2DM大鼠FBG、FINS,减轻IR、提高胰岛素敏感性,调节T2DM大鼠肠道内益生菌双歧杆菌的含量、提高T2DM大鼠结肠中SCFAs(乙酸、丙酸、丁酸)浓度,促进结肠组织中IL-10、STAT3蛋白及基因表达、升高血清中炎性因子IL-10、STAT3水平的作用,且提示薯蓣粥与二甲双胍结合使用在这一方面可能有协同作用,说明薯蓣粥可辅助治疗T2DM。2.薯蓣粥可能通过调控肠道益生菌-IL-10/STAT3这一路径,上调IL-10/STAT3信号通路上的关键蛋白的活性,参与T2DM的发生发展。