两色金鸡菊总黄酮改善2型糖尿病的药效学与机制研究

发布时间：2020-08-09 05:17

【摘要】：随着城市化进程的推进,人们生活愈加便捷、物质生活极大丰富,但同时也带来了一系列负面影响,例如高热量饮食、缺乏运动、熬夜等,这些不良的生活习惯加剧了慢性疾病在全球范围内的蔓延。糖尿病是一种典型的慢性代谢性疾病,其发病率逐年增加,给各个国家带来了沉重的医疗与经济负担。尽管目前临床上已经开发了不少有效的降糖药物,但随着糖尿病病情的恶化,已上市的药物未能控制并发症的产生,糖尿病人的生活质量也未得到明显改善。开发更为有效的新型降糖药品是当前糖尿病研究领域中亟待解决的重大问题之一。随着人们的健康意识逐渐增强,越来越意识到防病胜于治病,更倾向于采用健康的方式防治疾病,例如运动,食疗等。茶饮作为人们日常饮品,有望成为防治慢性疾病的可选方式之一。两色金鸡菊(Coreopsis tinctoria Nutt.)属于菊科(Asteraceae)金鸡菊属(Coreopsis),其头状花序在民间多作茶饮,常用于改善高血压、高血脂、糖尿病等慢性疾病,但其药效物质基础与作用机制尚不清楚。课题组前期的研究发现两色金鸡菊茶饮能够显著改善高脂饮食诱导的大鼠胰岛素抵抗;两色金鸡菊70%乙醇总提物能够明显改善高糖诱导的HepG2细胞的胰岛素抵抗。众所周知,胰岛素抵抗是糖尿病等慢性代谢疾病的重要病理基础,故可以推测两色金鸡菊具有改善糖尿病的潜力。为进一步探索两色金鸡菊的物质基础和作用机理,本文在前期研究基础上开展以下研究:首先,建立两色金鸡菊质量控制标准:应用大孔树脂富集两色金鸡菊总黄酮部位,通过UPLC-DAD建立了 9个黄酮类化合物(异奥卡宁-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮万寿菊素-7-O-β-D-葡萄糖苷、异奥卡宁、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、马里苷、金鸡菊查尔酮、奥卡宁、圣草酚、紫铆花素)和1个苯丙素类化合物(对羟基桂皮酸甲酯-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷)的多成分含量测定方法,为两色金鸡菊总黄酮质量控制提供了参考依据,为之后的药理研究提供了基础。其次,采用两种糖尿病动物药效学评价模型进一步研究两色金鸡菊总黄酮(The total flavonoids of Coreopsis tinctoria,CT)对糖尿病的改善作用。(1)链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)和高糖高脂饲料共同诱导的wistar糖尿病大鼠模型:结果表明CT高剂量组能够显著降低血清中的空腹血糖(Glucose,GLU)、甘油三酯(Triglyceride,TG)与游离脂肪酸(Nonestesterified fatty acid,NEFA)水平,提高高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoprotein-Cholesterol,HDL-C)水平,改善糖耐量与胰岛素耐量。(2)db/db自发性2型糖尿病模型:实验结果表明CT能够明显降低血脂相关指标(TG,低密度脂蛋白胆固醇(Lowdensity lipoprotein-Cholesterol LDL-C),总胆固醇(Total cholesterol,CHO))的水平,降低胰岛素抵抗(降低GLU、胰岛素抵抗指数(Insulin resistance index,HOMA-IR)、胰高血糖素(Glucagon PG)与胰岛素(Insulin,INS)水平,提高胰岛素敏感指数(Insulin sensitivity index,ISI)水平)。其中,CT低剂量组药效比CT中高剂量组更好,其肝脏脂肪变性较模型组明显减轻,并且胰岛明显增生,提示着低剂量组的胰岛分泌功能增强。以上两种动物实验结果表明,CT具有很好的降血糖的潜力,有望开发成辅助降糖药或者辅助降糖的保健品。结合转录组学分析方法初步探索CT改善糖尿病的作用机制:采用RNA-seq技术对db/db小鼠的肝脏组织进行转录组分析,通过对比CT组与模型组(CT vs.Model)、Model组与正常组(Model vs.Control)两个组合的差异基因,找到了大量的重叠差异基因;对这些差异基因进行GO功能注释和KEGG通路富集分析,发现CT干预后,调节了柠檬酸循环(TCA循环)、磷酸戊糖途径、PI3K-Akt信号通路、糖酵解/糖异生、PPAR信号通路、果糖和甘露糖代谢等多条通路,其中最显著的是柠檬酸循环,涉及能量代谢、糖代谢、脂代谢等多个复杂生物过程,提示着两色金鸡菊能够多靶点、多层次、多环节地改善糖尿病。根据GO与KEGG富集分析结果,挑选出11个与糖尿病相关的关键基因进行实时荧光定量(realtime fluorescence quantitative PCR,qPCR)验证。结果发现,两色金鸡菊可能通过调控Slc2a2、Cd36 Fabp4、Prkca、Ugtla5、Slc27a4、Pygl、Aldob、Ogt、Pik3c2b、Sdhb等关键基因,调控胰岛素抵抗、糖脂代谢、能量代谢等经典通路,从而达到改善糖尿病的目的。最后,通过计算机反向寻靶技术辅助探究两色金鸡菊的药理活性:找到了 208个靶点,发现其主要与癌症、心血管疾病、神经性疾病、糖脂代谢障碍等疾病相关。通过统计分析,确定了 15个潜在靶点和20个活性化合物(包括19个黄酮类成分和1个苯丙素类成分),涉及激素调节、抗炎、抗氧化、胰岛素抵抗、能量代谢等代谢通路,发现两色金鸡菊具有治疗癌症、心血管疾病、神经疾病和糖脂代谢紊乱等疾病的潜在活性,具有深入开发的潜力本文通过以上研究系统评价了两色金鸡菊总黄酮改善糖尿病的药理活性,并为两色金鸡菊后续的机制研究提供了科学依据。
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R285.5
【图文】：

桂皮,葡萄糖苷,混合对,对照品

逦两色金鸡菊总黄酮改善２型糖yU病的药效学机制研究逦逡逑取混合对照品储备溶液，加８０％甲醇梯度稀释成不同浓度的混合对照品溶液，逡逑取３４进样分析。以峰面积值为纵坐标（Ｙ轴），对照品浓度为横坐标（Ｘ轴），逡逑绘制标准曲线，结果见表１。结果表明各对照品在线性范围内线性关系良好。逡逑２逦２８５ｍｎ逡逑

金鸡菊,总黄酮,葡萄糖苷

图２两色金鸡菊总黄酮部位的ＵＰＬＣ图逡逑表３两色金鸡菊总黄酮１０种成分化合物含量逦逡逑化合物逦含量（｜ｉｇ／ｍｇ）逡逑１逦２？／Ｓ－异奥卡宁－７－０－＾－Ｄ－葡萄糖苷逦２７８逡逑２逦对羟基桂皮酸甲酯－４－０－ｙ９－Ｄ－吡喃葡萄糖苷逦８．０４逡逑３逦槲皮万寿菊素－７－０－Ｐ－Ｄ－葡萄糖苷逦５１．３逡逑４逦异奥卡宁逦６４．８逡逑５逦槲皮素－７－０－葡萄糖苷逦１１．１逡逑６逦马里苷逦２３０逡逑７逦金鸡菊查尔酮逦７．５４逡逑８逦奥卡宁逦４８．４逡逑９逦圣草酚逦６．０７逡逑１０逦紫铆花素逦２Ｊ８逦逡逑

两色金鸡菊总黄酮改善2型糖尿病的药效学与机制研究

图４邋Ｇ、Ｉ）

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