二型糖尿病生物标志物的筛选及桑叶治疗二型糖尿病机制研究

发布时间：2020-06-15 18:20

【摘要】：二型糖尿病是代谢性疾病的一种。在生活方式、环境等多种因素的影响下,全球范围内二型糖尿病的患病率越来越高,也受到科学研究领域极大关注。尽管在过去几十年中糖尿病研究取得了很大进展,但仍存在许多临床问题,误诊和漏诊的情况时常发生,寻找独特而有效的二型糖尿病生物标志物可以为早期疾病的诊断和预防提供有效的帮助。另外,桑叶作为一种国家批准的药食同源中草药,在治疗二型糖尿病中扮演着重要的角色。但由于桑叶成分复杂,在科学研究过程中一直对其治疗二型糖尿病的分子机制缺乏全面的探究。因此,本文主要深入探讨三个问题:通过蛋白质组学检测和比较正常小鼠和二型糖尿病小鼠肝脏的差异表达旨在筛选出与二型糖尿病相关的生物标志物,为后续的科学研究和临床检测打下基础;另外,通过比较桑叶粉水溶液喂食健康小鼠和糖尿病小鼠的生理指标和肝脏蛋白质组变化,探究桑叶粉水溶液缓解二型糖尿病的相关分子机理;更近一步的是,通过构建高血糖Hep G2细胞模型,本研究对桑叶粉的主要黄酮成分tricetin进行细胞内降血糖实验研究,再通过表面等离子体共振技术对tricetin所作用的细胞内蛋白靶点进行鉴定,采用生物信息学和反向分子对接工具进行分析,旨在阐释tricetin在Hep G2高血糖细胞模型中的作用靶点和分子机理,为其成为可能的降血糖候选药物奠定基础。本研究论文的主要结果如下:1.二型糖尿病生物标志物的筛选(1)通过长期注射低浓度链脲佐菌素构建二型糖尿病小鼠模型。(2)采用二维电泳技术对健康小鼠和二型糖尿病小鼠肝脏进行蛋白质组学比较,经MALDI-TOF-MS鉴定,在转录水平和蛋白水平了筛选到四种潜在的蛋白质:OAT,FBP1,FABP5和EEF2。2.桑叶缓解糖尿病小鼠效果评估(1)将二型糖尿病小鼠进行桑叶粉水溶液灌胃处理,发现桑叶具有降低二型糖尿病小鼠血液葡萄糖和升高血清胰岛素浓度的作用。(2)通过比较正常组、糖尿病组和桑叶粉水溶液灌胃组小鼠肝脏蛋白质组学,本研究鉴定到两种差异蛋白:MUP2和FHC,其中MUP2在喂食桑叶粉水溶液后明显下调,而FHC明显上调。3.桑叶粉黄酮物质tricetin对高血糖Hep G2细胞降血糖功效评估(1)通过孵育高浓度葡萄糖,本研究成功构建了Hep G2高血糖细胞模型。(2)相比于常见的糖尿病药物二甲双胍,tricetin具有较低的毒性。并且荧光葡萄糖类似物2-NBDG追踪结果表明,tricetin在10μM时有较好的促进细胞吸收葡萄糖的功效,表明tricetin可能是一种潜在的降血糖候选药物。(3)表面等离子体共振技术和原位质谱技术一共鉴定到53种tricetin所作用的Hep G2细胞内蛋白靶点,进一步对其中的30种高亲和力结合蛋白进行生物信息学分析,结果表明,这些蛋白主要涉及维生素D受体信号通路和癌症信号通路。反向分子对接结果显示,其中CYP1B1、VDR、PIM1、GAA这四种蛋白与tricetin的亲和力最高。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R587.1
【图文】：

总人数,成年人,糖尿病

图 1.1 2017 年估计成年人（20-79 岁）患糖尿病的总人数（参考 IDF DiabetesAtlas 8thEdit）Figure 1.1 Total estimated number of adults (20-79 years old) with diabetes in 2017 (IDFDiabetes Atlas 8thEdit)由于其慢性特征，糖尿病不仅带来个人痛苦，还导致整个家庭陷入贫穷。加上人口持续不断增长，糖尿病人数也持续增长，世界各国政府都在积极应对糖尿病护理的费用。2017 年致力于糖尿病治疗及相关并发症的全球医疗保健支出费用达到了 7270 亿美元，数据相比 2015 年，增长了 8％。可见，全球范围内迫切需要采取更大的行动来改善糖尿病现状和减轻相关经济负担[3,4]。1.2 糖尿病类型及并发症糖尿病是由于机体不能产生胰岛素或者有效利用胰岛素而引起血糖水平升高的慢性疾病[5]。几十年以来，糖尿病的分类一直是一个复杂而且具有很大争议

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江苏大学硕士学位论文胰岛素激发后，GLUT4 易位至细胞表面并插入细胞表面质膜，引起葡细胞内，供细胞吸收利用。而二型糖尿病患者通常具有正常的 GLUT4萄糖转运受损，这可能与 GLUT4 易位至细胞表面缺陷有关[66]。正是这运输刺激之间的功能不协调导致 IR[67]，结果导致血液中存在过高浓度，引起胰岛素血症以及 B 细胞功能紊乱[68]。另外，遗传因素，高游离高血糖，怀孕、肥胖、久坐不动的生活方式、衰老和各种药物（例如，顺-维甲酸，雌激素，烟酸，口服避孕药，吩噻嗪和抗精神病剂) 会加抵抗[69,70,71]。

【参考文献】