本發(fā)明涉及醫(yī)藥領(lǐng)域,具體涉及化合物的新用途,尤其涉及β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲酰基-2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物在制備預(yù)防/治療糖尿病及其相關(guān)并發(fā)癥藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
現(xiàn)代社會(huì)以及高脂、高糖飲食為特點(diǎn)的生活飲食習(xí)慣使得人群中血糖、血胰島素水平異?;颊呒ぴ?;如得不到有效防治,必然引起機(jī)體多系統(tǒng)的損害,例如:胰島受損導(dǎo)致的胰島素分泌不足,靶組織細(xì)胞對(duì)胰島素敏感性的下降,蛋白質(zhì)、脂肪、水和電解質(zhì)等一系列代謝紊亂綜合癥等,最常見的疾病為Ⅱ型糖尿病。有關(guān)資料表明,糖尿病己成為繼心腦血管疾病、腫瘤之后,嚴(yán)重威脅人類健康的第三大疾病,預(yù)計(jì)到2025年,全球糖尿病患者將突破3億(王雙慧,燕麥β-葡聚糖對(duì)糖調(diào)節(jié)受損(IGR)小鼠血脂和抗氧化能力的影響研究[D].重慶大學(xué),2014)。另外,糖尿病病人容易出現(xiàn)脂蛋白和血脂的異常情況,Ⅱ型糖尿病病人中約有超過60%存在血脂異常的現(xiàn)象,但是,只有少數(shù)患者能夠在早期診斷出來并得到有效治療。慢性并發(fā)癥還可導(dǎo)致糖尿病患者病殘或過早死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì),Ⅰ型糖尿病患者中有50%死于慢性腎功能衰竭,而Ⅱ型糖尿病也有5%-10%死于腎功能衰竭(中國當(dāng)代醫(yī)療百科專家專著編委會(huì)編著.糖尿病防治保健手冊(cè).北京:中醫(yī)古籍出版社,2006.12)。
ɑ-葡萄糖苷酶抑制劑通過可逆性抑制小腸刷狀緣上的ɑ-葡萄糖苷酶,保持餐后血糖穩(wěn)定,減少餐后血糖大幅波動(dòng)對(duì)胰腺的刺激,改善機(jī)體高糖環(huán)境造成的外周組織胰島素敏感性的降低。大量臨床數(shù)據(jù)表明,ɑ-葡萄糖苷酶抑制劑可用于調(diào)節(jié)糖、脂代謝、改善高胰島素血癥、糖耐量異常,并且能有效預(yù)防并改善糖尿病大血管及微血管并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展,對(duì)治療和預(yù)防糖尿病及血管并發(fā)癥等具 有重要的作用(Dinicolantonio JJ et al.Acarbose:Safe and Effective for Lowering Postprandial Hyperglycaemia and Improving Cardiovascular Outcomes[J].Open Heart,2015)。糖尿病屬于慢性疾病,治療周期較長,甚至可能終身服藥;再者近年來,臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn),阿卡波糖為代表的ɑ-葡萄糖苷酶抑制劑可導(dǎo)致胃腸道紊亂、肝損害、過敏等不良反應(yīng)的出現(xiàn);因此,研制成本低廉、安全有效的降糖藥物是關(guān)注的要點(diǎn)。
中藥作為中華民族的瑰寶,未病先防、既病防變,具有多途徑、多靶點(diǎn)、多向性的藥理特點(diǎn),作用溫和持久且能有效延緩并發(fā)癥的發(fā)生。以多酚類為例,該類化合物具有多種生理功能,諸如改善心血管疾病、防癌、抗氧化、抗腫瘤、抗輻射、抗病毒、抗高血糖、降血脂、調(diào)節(jié)抗氧化酶系的表達(dá)及抗炎等多種生理功能。多酚類物質(zhì)五沒食子?;咸烟菑V泛存在于天然藥物中,諸如五倍子、牡丹皮、白芍、赤芍、黃芩等中;該類化合物藥理活性廣泛,有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗血管再生、抗衰老等作用。據(jù)報(bào)道,五沒食子酰基葡萄糖具有緩解胰島素抵抗、抑制ɑ-葡萄糖苷酶及11β羥化固醇脫氫酶1型、減少胰島淀粉樣多肽、糖基化終末產(chǎn)物的沉積,模擬胰島素、刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn),減緩糖尿病腎病、糖尿病神經(jīng)病變及血管病變等作用(張建博等.五沒食子?;咸烟侵委煝蛐吞悄虿〖捌洳l(fā)癥藥效機(jī)制研究進(jìn)展[J].藥學(xué)研究,2015)。五沒食子?;咸烟窃谥委煝蛐吞悄虿〖捌洳l(fā)癥方面的研究報(bào)道,給予天然藥物研究者重要的啟示。
化合物Davidiin(β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖)可以從植物珙桐、頭花蓼分離得到。其在藥材頭花蓼中含量在1%左右,且有抗肝癌(Wang Y et al.A potential antitumor ellagitannin,davidiin,inhibited hepatocellular tumor growth by targeting EZH2[J].Tumour Biol,2014)、抑制SUMO蛋白質(zhì)修飾化(M Takemoto et al.Inhibition of Protein Sumoylation By Davidiin,an Ellagitannin From Davidia Involucrata[J].The Journal of Antibiotics,2014)并能抑制阿片受體、多巴胺2受體、ɑ2腎上腺素受體、β腎上腺素受體活性(Zhu M et al.Plant Polyphenols:Biologically Active Compounds Or Non-selective Binders to Protein[J].Phytochemistry,1997)等作用。本發(fā)明人驚喜地發(fā)現(xiàn)β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲酰基-2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物具有降血糖、降血脂、防治糖尿病腎 臟病變的新功能,因而,宜進(jìn)一步開發(fā)新的適應(yīng)癥藥物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于研究設(shè)計(jì)β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物在制備抗糖尿病、高血脂及慢性腎損傷等并發(fā)癥中藥物的新用途。
本發(fā)明提供了β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物在制備預(yù)防/治療糖尿病及其相關(guān)并發(fā)癥藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明所述與糖尿病相關(guān)并發(fā)癥為高血脂或慢性腎損傷的病癥。
本發(fā)明提供了β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物在制備預(yù)防/治療糖尿病相關(guān)高血脂藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供了β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物在制備預(yù)防/治療糖尿病相關(guān)慢性腎損傷藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明所述β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物通過從中藥頭花蓼中分離純化所得。
所述β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲酰基-2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物的英文名為Davidiin,結(jié)構(gòu)式為:
本發(fā)明人進(jìn)行了β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物的糖尿病動(dòng)物模型試驗(yàn),證實(shí)化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物具有降血糖、降血脂以及防治糖尿病腎臟病變功能。α-淀粉酶活性抑制實(shí)驗(yàn)顯示β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物對(duì)α-淀粉酶具有顯著的抑制效果。小鼠淀粉耐量 實(shí)驗(yàn)結(jié)果:給藥前,各實(shí)驗(yàn)組小鼠體重沒有顯著性差異;給藥后,與對(duì)照組比較,化合物低、中、高劑量組灌胃給藥能顯著降低小鼠的餐后血糖,并且高、中、低三劑量組呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。由此說明,β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物對(duì)高血糖具有治療作用。β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物(Davidiin)對(duì)鏈脲菌素糖尿病大鼠的糖、脂代謝及糖尿病腎臟病變的影響試驗(yàn),結(jié)果顯示其能夠降低餐后血糖水平,改善受損葡萄糖耐量,阻滯血紅蛋白蛋白的糖基化、降低胰島素抵抗、促進(jìn)胰島細(xì)胞再生,緩解氧化應(yīng)激壓力,長期服用還能夠改善糖脂代謝、延遲或防治腎病變的發(fā)生和發(fā)展。因此,β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物可用于制備預(yù)防/治療糖尿病相關(guān)高血脂藥物。
本發(fā)明提供了從中藥頭花蓼中分離純化制備β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物的方法。
該方法包括下列步驟:
(1)取頭花蓼藥材粉碎,先以2-4倍于藥材的50%-70%乙醇W/L浸潤12h,然后滲漉提取,流速為1.5BV/h,TLC薄層板檢測提取完全,收集滲漉液,減壓濃縮(55℃,0.08-0.1MPa)至無醇味得提取液,取提取液依次用0.5-1.5倍于藥材體積的石油醚萃取1-3次,棄除萃取液,萃取后的水部位再用0.5-1.5倍于藥材體積的乙酸乙酯萃取1-3次,棄除萃取液,將萃取后的水部位再用0.5-1.5倍于藥材體積的正丁醇萃取1-3次,收集萃取液,減壓濃縮(55℃,0.08-0.1MPa)得正丁醇浸膏,然后取正丁醇浸膏加入1倍于浸膏重量的水W/L混懸后通過大孔樹脂柱,依次用水、10%乙醇、30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇和95%乙醇洗脫,洗脫液為柱體積的10倍~15倍,分別得到水、10%乙醇、30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇和95%乙醇洗脫液,分別減壓濃縮(55℃,0.08-0.1MPa)至無醇味的浸膏;(2)取上述30%乙醇洗脫液浸膏,用體積比為1:1的甲醇:水溶解,經(jīng)MCI~CHP20P凝膠柱色譜,以體積比為的1:9~1:0甲醇:水梯度洗脫,TLC薄層板檢測,得到7個(gè)流份Fr1-Fr7;取流份Fr3經(jīng)凝膠柱LH-20體積比為1:9~1:0的甲醇:水體積比為1:9~1:0梯度洗脫純化2次,減壓濃縮(55℃,0.08-0.1MPa)至棕黃色晶型粉末,得β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物。
經(jīng)各波譜數(shù)據(jù)解析確認(rèn)結(jié)構(gòu)為化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin),高效液相色譜法檢測,純度為98.1%。
本發(fā)明所述藥物為由β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物作為活性成分與藥用輔料組成的藥物組合物。
現(xiàn)有研究僅提供β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲酰基-2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物具有一定的抗腫瘤作用等;但是均未有該化合物用于糖尿病、高血脂及相關(guān)并發(fā)癥研究作用方面的報(bào)道。本發(fā)明首次公開了所述化合物具有降血糖、降血脂以及防治糖尿病腎臟病變的功能,為防治糖尿病提供了新的藥物。中藥頭花蓼來源豐富,分離純化工藝簡單,成本低,藥物無副作用,安全性好,具有較大的臨床應(yīng)用價(jià)值。
附圖說明
圖1不同藥物濃度的α-淀粉酶抑制率(實(shí)施例2)
Davidiin;阿卡波糖
橫坐標(biāo):濃度(單位μg/ml);縱坐標(biāo):抑制率(單位%)
圖2藥物治療對(duì)大鼠胰島組織病理的影響(HE,×400)(實(shí)施例4)
A:正常對(duì)照組大鼠(Normal control)B:糖尿病模型組(Diabetic control)
C:阿卡波糖組(Diabetic+acarbose)D:Davidiin低劑量組(Diabetic+5mg/kg*d)
E:Davidiin中劑量組(Diabetic+15mg/kg*d)F:Davidiin高劑量組(Diabetic+45mg/kg*d)
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin)的制備
取市售頭花蓼藥材20kg,粉碎,先以40L的70%乙醇浸潤12h,然后滲漉提取,流速為1.5BV/h(BV為藥材重量),TLC薄層板檢測是否提取完全,收集滲 漉液,減壓濃縮(55℃)至無醇味得粗提物浸膏(相對(duì)密度為1.1~1.2);每次用10L的石油醚萃取,萃取液為石油醚部位、萃取后的殘留液再用20L的乙酸乙酯萃取,萃取液為乙酸乙酯部位、再將萃取后的殘留液用10L的正丁醇萃取,萃取液為正丁醇部位,分別萃取2次,TLC薄層板檢測是否萃取完全;取正丁醇部位減壓濃縮(55℃)得正丁醇浸膏,稱其重量為1012g,得率為5.06%,然后取正丁醇浸膏500g加入500mL的水混懸后通過D-101型大孔樹脂柱,依次用10L的水、8L的10%乙醇、8L的30%乙醇、5L的50%乙醇、5L的70%乙醇和8L的95%乙醇洗脫,分別得到水、10%乙醇、30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇和95%乙醇洗脫液,分別減壓濃縮(55℃)至無醇味的浸膏(相對(duì)密度為1.12~1.18),稱其重量分別為172g、105g、31g、41g、58g和87g。
取上述其中30%乙醇洗脫液浸膏,用50mL的甲醇:水(1:1)的混合溶液溶解,經(jīng)MCI~CHP 20P凝膠柱色譜,以甲醇:水1:9~1:0梯度洗脫,TLC薄層板檢測,得到7個(gè)流份(Fr1-Fr7)。流份Fr3經(jīng)凝膠柱(LH-20)甲醇:水體積比為1:9~1:0梯度洗脫純化2次,55℃條件下減壓濃縮至棕黃色晶體,即為目標(biāo)化合物(1083mg)。
經(jīng)各種波譜數(shù)據(jù)解析確認(rèn)結(jié)構(gòu)為化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin)
ESI-MS m/z 937.10[M-H]+;
棕黃色晶體;
ESI-MS m/z:953.1[M+Na]+;IR:3047,1724,1620,1536,1454;
1H-NMR(600MHz,CD3OD,δppm):6.69(1H,d,J=3.0Hz,H-1),5.42(1H,dd,J=3.0,8.0Hz,H-2),5.72(1H,d,J=8.0Hz,H-3),5.10(1H,s,H-4),4.38(1H,m,H-5),5.32(1H,d,J=13.0Hz,H-6),4.03(1H,d,J=13.0Hz,H-6),6.57,7.06,7.24(2H,s,H-2'/H-2”),6.87(2H,s,H-2”'/H-6”'),6.89(2H,s,H-2””/H-6””),6.94(2H,s,H-2””'/H-6””');
13C-NMR(150MHz,CD3OD,δppm):65.6(C-6),70.8(C-2),75.1(C-3),74.4(C-4),77.8(C-5),90.5(C-1),165.9,166.4,166.8,167.4,167.9(-COO-),117.1 (C-1'),118.2(C-1”),120.4(C-2'),124.6(C-2”),109.1(C-3'),112.5(C-3”),145.4(C-4'),145.8(C-4”)137.0(C-5'),138.8(C-5”),145.8(C-6'),146.2(C-6”),121.6(C-1”'/C-1””/C-1””'),110.3(C-2”'/C-2””/C-2””'),144.5(C-3”'/C-3””/C-3””'),139.8(C-4”'/C-4””/C-4””'),144.8(C-5”'/C-5””/C-5””'),110.8(C-6”'/C-6””/C-6””').
高效液相色譜法檢測,純度為98.1%。
實(shí)施例2化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲酰基-2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖化合物(Davidiin)α-淀粉酶活性抑制實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)用品
α-淀粉酶:美國sigma公司;
二甲基亞砜:上海博光生物科技有限公司;
阿卡波糖:德國Bayer公司;
酶標(biāo)儀:美國Bio-Tek公司;
化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin),由實(shí)施例1制備
其他所用試劑購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
2.實(shí)驗(yàn)方法
一系列不同濃度的待測樣品溶液25μl,再加入12.5μlα-淀粉酶溶液(含量為27.8mg/L,25mM的PIPES緩沖液配制而成,PH6.9),37℃溫孵10min,向體系中加入12.5μl濃度為0.16%的淀粉溶液,37℃溫孵,在10min結(jié)束時(shí)向體系中加入100μl顯色試劑,同時(shí)終止反應(yīng),在630nm波長下測定吸光度(A),反應(yīng)剩余顯色試劑的量反映被酶水解的淀粉的量,直接反映淀粉酶的活性。阿卡波糖作為本法的陽性對(duì)照,同時(shí)設(shè)定空白對(duì)照,酶活性對(duì)照。抑制率(%)計(jì)算公式如下:
抑制率(%)=[1-(樣品withoutE-樣品withE)/(對(duì)照withoutE-對(duì)照withE)]×100%
見圖1不同藥物濃度的α-淀粉酶抑制率
Davidiin;阿卡波糖
橫坐標(biāo):濃度(單位μg/ml);縱坐標(biāo):抑制率(單位%)
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖對(duì)α-淀粉酶具有顯著的抑制效果,呈劑量依賴型,隨著其濃度的增加,酶的抑制活性也隨之增強(qiáng)。IC50值為124.7μg/ml,95%置信區(qū)間116.3~133.7,效果優(yōu)于同濃度的阿卡波糖(阿卡波糖IC50值為327.1μg/ml,95%置信區(qū)間291.9~366.5。
實(shí)施例3化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin)小鼠淀粉耐量實(shí)驗(yàn)
1.材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
阿卡波糖(拜耳,50mg/片),玉米淀粉(一招鮮,袋裝,458g),血糖測定試紙(Major Ⅱ)
1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
ICR小鼠(上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(滬)2012-0002;體重:20g左右;性別:雄性;每組10只)。
1.3實(shí)驗(yàn)藥物
化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin),由實(shí)施例1制備;臨用前,化合物烘干(50~60℃環(huán)境下烘干至恒重),然后分別精密稱取化合物50mg、100mg、200mg,加入10ml0.5%羧甲基纖維素鈉,分別配成濃度為5mg/ml、10mg/ml和20mg/ml的懸浮液與2.5g/kg淀粉等體積混合后,作為化合物低、中、高劑量組,其化合物的濃度分別為2.5mg/ml、5mg/ml和10mg/ml。
1.4給藥方法
給藥體積均為0.1ml/10g體重,對(duì)照組給等體積的淀粉,全部采用灌胃法給藥。確定化合物給藥量分別為25mg/kg、50mg/kg和100mg/kg。
1.5實(shí)驗(yàn)方法
將50只ICR小鼠隨機(jī)分成5組,在適應(yīng)性飼養(yǎng)2-3天后,稱取體重,按體重隨機(jī)分組(每組體重相等),每組10只。撤除食物及墊料饑餓12h,分為對(duì)照組、陽性對(duì)照組(阿卡波糖,給藥劑量25mg/kg),Davidiin低、中、高劑量組,然后一起灌胃給藥。給糖前測定血糖,在給糖后30min,60min,120min時(shí)各測
定血糖一次,然后計(jì)算AUC(area under the curve),計(jì)算公式如下:
注:BG:blood glucose血糖
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用spss16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,組間多項(xiàng)數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析,數(shù)據(jù)以表示,P<0.05作為顯著性差異。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1小鼠各組體重情況,見表1
表1給藥前小鼠的體重情況(數(shù)據(jù)以均數(shù)表示,g,n=10)
2.2小鼠給糖前(0min),給糖后30min、60min、120min的血糖及AUC值見表2。
表2單體化合物灌胃后小鼠餐后血糖(mg/dl,n=10,)
注:給藥組與對(duì)照組比較,*P<0.05,**P<0.01
3.結(jié)論
給藥前,各實(shí)驗(yàn)組小鼠體重沒有顯著性差異;給藥后,與對(duì)照組比較,化合物低、中、高劑量組灌胃給藥能顯著降低小鼠的餐后血糖,并且高、中、低三劑量組呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。因此化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖對(duì)高血糖具有治療作用。
實(shí)施例4化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin)對(duì)鏈脲菌素糖尿病大鼠的糖、脂代謝及糖尿病腎臟病變的影響
1.材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
Wistar大鼠,雄性,體重170-190g,購自上海西普爾-必凱實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,合格證號(hào)SCXK(滬)2013-0016。飼養(yǎng)于第二軍醫(yī)大學(xué)屏障環(huán)境動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室,室溫20℃,相對(duì)濕度45%左右,光暗周期(12h/12h),實(shí)驗(yàn)期間,動(dòng)物自由進(jìn)食水。
1.2實(shí)驗(yàn)藥物
化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖(Davidiin),由實(shí)施例1制備;臨用時(shí)用0.5%的羧甲基纖維素鈉溶液配成相應(yīng)濃度的混懸液。
阿卡波糖片(拜糖平):拜耳醫(yī)藥保健有限公司,國藥準(zhǔn)字H19990205,批號(hào)BJ24830;動(dòng)物灌胃使用前用0.5%羧甲基纖維素鈉溶液配制成所需濃度溶液。
1.3主要試劑及儀器
高脂飼料:上海普路騰生物科技有限公司;許可證號(hào)為滬飼證(2014)04001;
羧甲基纖維素:生工生物工程(上海)股份有限公司;批號(hào):AA27BA0024;
二水合檸檬酸三鈉:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;批號(hào):20150629;
一水合檸檬酸:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;批號(hào):20150804;
鏈脲佐菌素:上海源葉生物科技有限公司;批號(hào):NO2N6Q5278;
茂晶血糖測試片(Major Ⅱ):茂晶生技股份有限公司;批號(hào):5707787277;國食藥監(jiān)械(許)字2400021號(hào);
葡萄糖測定試劑盒:上海榮盛生物藥業(yè)有限公司;批號(hào):20151105147
SOD測試盒:南京建成生物工程研究所;批號(hào):20151224;
丙二醛(MDA)測試盒:南京建成生物工程研究所;批號(hào):20151225;
肌酐(Cr)測試盒:南京建成生物工程研究所;批號(hào):20151218;
總膽固醇測試盒:南京建成生物工程研究所;批號(hào):20151225;
甘油三酯測試盒:南京建成生物工程研究所;批號(hào):20151226;
高密度脂蛋白測試盒:南京建成生物工程研究所;批號(hào):20151225;
低密度脂蛋白測試盒:南京建成生物工程研究所;批號(hào):20151226;
大鼠糖化血紅蛋白試劑盒:美國RB進(jìn)口分裝;貨號(hào):DRE20948;批號(hào):201512;
大鼠腫瘤壞死因子α:美國RB進(jìn)口分裝;貨號(hào):DRE20040;批號(hào):20151226;
大鼠胰島素:美國RB進(jìn)口分裝;貨號(hào):DRE20732;批號(hào):20151226;
茂晶血糖測試儀:茂晶生技股份有限公司;
Screen Master 3000雙通道半自動(dòng)生化分析儀:hospitex公司;
多功能酶標(biāo)儀:Tecan公司;
洗板機(jī):Thermo Labsystems公司;
移液器:吉爾森P型移液器(Pipetman)
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1動(dòng)物造模
雄性Wistar大鼠75只,適應(yīng)性詞養(yǎng)1周,隨機(jī)抽取10只作為正常組,普通飼料飼養(yǎng);其余65只大鼠采用高脂飼料(基礎(chǔ)飼料59.75%,酪蛋白19%,豬油10%,蔗糖10%,膽固醇1%,膽鹽0.25%,普通及高脂飼料均購于上海斯萊康有限公司)。
飼養(yǎng)2周后,高脂飼料飼養(yǎng)組動(dòng)物禁食12h,鏈脲佐菌素(STZ)按35mg/kg給大鼠腹腔注射,普通詞料飼養(yǎng)組大鼠同時(shí)注射等體積的檸檬酸檸檬酸鈉緩沖液,1w后測定各動(dòng)物隨機(jī)血糖及空腹血糖(禁食時(shí)間8:00-14:00),隨機(jī)血糖值≧200mg/dl且空腹血糖值≧126mg/dl的動(dòng)物視為模型成功。
1.2.2動(dòng)物分組
將符合糖尿病模型要求的大鼠50只,按血糖、體重隨機(jī)分為5組,每組10只大鼠,分別為糖尿病模型組(Diabetic control)、阿卡波糖組(Diabetic+acarbose)、Davidiin低劑量組(Diabetic+5mg/kg*d)、Davidiin中劑量組(Diabetic+15mg/kg*d)、Davidiin高劑量組(Diabetic+45mg/kg*d);上述5組以高脂飼料繼續(xù)飼養(yǎng)4周。另有正常對(duì)照組大鼠(Normal control)10只。
1.2.3標(biāo)本制備
給藥4周后,各組大鼠禁食,然后經(jīng)腹腔注射水合氯醛(400mg/kg)麻醉,分離腹主動(dòng)脈并取血,取1ml加入抗凝管中(用作測定糖化血紅蛋白);其余血標(biāo)本,肝素抗凝,3000rpm/min離心15min。取上清分裝保存,用于其他指標(biāo)檢測。大鼠采血后,暴露胰腺和肝臟,迅速將胰腺周圍的組織分離干凈,取下整個(gè)胰腺,從胰頭部迅速剪取約1mm3的胰腺組織,生理鹽水沖洗干凈,浸泡于固定液中。
1.2.4指標(biāo)檢測
于給藥后每周(0、1、2、3、4周)的同一時(shí)間記錄大鼠的一般狀態(tài),包括實(shí)驗(yàn)大鼠的精神狀態(tài)、毛色、體重、攝食量、尿量等情況;測定動(dòng)物給藥0、1、2、3、4周隨機(jī)血糖;給藥三周后,各組大鼠進(jìn)行葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn);血漿甘油三酯、膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、血糖、胰島素、SOD、MDA、肌酐等生化指標(biāo)及糖化血紅蛋白、TNF-α。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用spss 16.0軟件(美國IBM公司)進(jìn)行處理分析,測定數(shù)值均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,均數(shù)間比較采方差分析檢驗(yàn),p<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.結(jié)果
2.1大鼠一般情況觀察
正常對(duì)照組大鼠體重增加明顯,精神狀況良好,毛皮有光澤,動(dòng)作自如,反應(yīng)靈敏。糖尿病模型組大鼠精神逐漸萎靡、明顯消瘦、多尿、多飲、毛豎無光澤;治療組精神狀況良好,較正常對(duì)照組稍差。
2.2大鼠血糖水平的變化
分別于給藥1周、2周、3周、4周,測各組大鼠非禁食血糖(9:30AM),結(jié)果見表3。高脂飼料飼養(yǎng)聯(lián)合鏈脲佐菌素可致使大鼠非禁食血糖水平顯著增高(p<0.01);Davidiin給藥能夠降低高血糖大鼠非禁食血糖,并呈現(xiàn)劑量關(guān)系;與糖尿病模型組比較,Davidiin中劑量組給藥3周、4周后顯著降低非禁食血糖水平(p<0.05);Davidiin高劑量組給藥2周后,非禁食血糖較模型對(duì)照組顯著下降(p<0.05),給藥3周、4周后血糖下降非常顯著(p<0.01)。
表3藥物治療對(duì)大鼠非禁食血糖的影響(mg/dl,)
#p<0.05,##p<0.01,與正常對(duì)照組比較;*p<0.05,**p<0.01,與糖尿病模型組比較
2.3給藥對(duì)大鼠糖耐量異常的改善
給藥3周后,大鼠禁食不禁水12h,進(jìn)行口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn),結(jié)果見表4;糖尿病模型組大鼠的空腹血糖和糖負(fù)荷后各測定時(shí)間點(diǎn)血糖水平顯著高于正常對(duì)照組,差異非常顯著(p<0.01);與糖尿病模型組比較,阿卡波糖組大鼠葡萄糖負(fù)荷后各時(shí)間點(diǎn)血糖水平下降非常顯著(p<0.01),但空腹血糖(0min)無顯 著差異;Davidiin給藥明顯改善糖耐量異常,降低空腹血糖,并改善糖負(fù)荷后各時(shí)間點(diǎn)的血糖水平,各劑量均能顯著降低糖負(fù)荷后血糖曲線下面積,并呈現(xiàn)劑量關(guān)系;與糖尿病模型組比較,Davidiin高劑量組灌胃葡萄糖后30min、60min血糖水平降低非常顯著(p<0.01),120min血糖水平降低顯著(p<0.05),糖負(fù)荷后血糖曲線下面積降低非常顯著;與阿卡波糖組不同的是,Davidiin高劑量組能非常顯著的降低空腹血糖水平(p<0.01)。
表4藥物治療對(duì)于糖耐量異常的影響(mg/dl,)
#p<0.05,##p<0.01,與正常對(duì)照組比較;*p<0.05,**p<0.01,與糖尿病模型組比較
2.4給藥對(duì)大鼠糖化血紅蛋白的影響
給藥4周后,處死動(dòng)物,血液樣本測定各組大鼠糖化血紅蛋白(HbA1c)水平,結(jié)果見表5。與正常對(duì)照組大鼠相比,糖尿病模型組大鼠糖化血紅蛋白顯著升高(p<0.05),給藥組糖化血紅蛋白水平糖尿病較模型組降低,Davidiin高劑量給藥有顯著作用(p<0.05),阿卡波糖給藥有非常顯著的作用(p<0.01)。
表5藥物治療對(duì)大鼠糖化血紅蛋白的影響(nmol/L,)
#p<0.05,##p<0.01,與正常對(duì)照組比較;*p<0.05,**p<0.01,與糖尿病模型組比較
2.5給藥對(duì)大鼠血漿血糖、胰島素的影響
給藥4周后,測定各組大鼠血糖(FBG)、胰島素(Insulin)水平,結(jié)果見表6。與正常對(duì)照組大鼠相比,糖尿病模型組大鼠血漿血糖升高非常顯著(p<0.01);Davidiin給藥組血漿血糖水平較糖尿病較模型組降低,并呈現(xiàn)劑量效應(yīng),其中Davidiin高劑量組差異顯著(p<0.05);阿卡波糖組血糖水平無顯著變化。各組大鼠胰島素水平比較,與正常對(duì)照組大鼠相比,糖尿病模型組大鼠血漿胰島素升高非常顯著(p<0.01);給藥組血漿胰島素水平較糖尿病較模型組降低,并呈現(xiàn)劑量效應(yīng);阿卡波糖及Davidiin中劑量組、高劑量給藥作用非常顯著(p<0.01)。
表6藥物治療對(duì)大鼠空腹血糖、血漿胰島素的影響
#p<0.05,##p<0.01,與正常對(duì)照組比較;*p<0.05,**p<0.01,與糖尿病模型組比較
2.6給藥對(duì)大鼠HOMA-IR(穩(wěn)態(tài)胰島素評(píng)價(jià)指數(shù))和HOMA-β(胰島β細(xì)胞功能)的影響
計(jì)算各組大鼠HOMA-IR和HOMA-β,結(jié)果見表7。與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組的HOMA-IR升高非常顯著(P<0.01);與糖尿病模型組比較,化合物給藥各組HOMA-IR均有所降低,高劑量組差異顯著(P<0.05);阿卡波糖組HOMA-IR則未表現(xiàn)出下降。糖尿病模型組HOMA-β較正常對(duì)照組下降非常顯著(P<0.01);各給藥組與糖尿病模型組比較,無顯著差異。
表7藥物治療對(duì)大鼠HOMA-IR和HOMA-β的影響
#p<0.05,##p<0.01,與Normal control比較;*p<0.05,**p<0.01,與Diabetic control比較
2.7給藥對(duì)大鼠血漿血脂的影響
給藥4周后,測定各組動(dòng)物血漿血脂水平,結(jié)果見表8。與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組的甘油三酯(TG)及總膽固醇(TCHO)水平升高非常顯著(P<0.01);與糖尿病模型組比較,各給藥治療組甘油三酯水平均有所降低,Davidiin高劑量組與阿卡波糖組差異顯著(P<0.05);與糖尿病模型組比較,阿卡波糖組大鼠血漿總膽固醇水平無顯著變化,Davidiin中劑量組、高劑量組大鼠血漿總膽固醇水平下降非常顯著(P<0.01),且Davidiin治療呈現(xiàn)劑量關(guān)系。
表8藥物治療給藥對(duì)糖尿病大鼠血脂的影響(mmol/L,)
#p<0.05,##p<0.01,與正常對(duì)照組比較;*p<0.05,**p<0.01,與糖尿病模型組 比較
2.8給藥對(duì)大鼠血漿SOD(超氧化物歧化酶)、MDA(丙二醛)的影響
給藥4周后,測定各組動(dòng)物血漿SOD、MDA水平,結(jié)果見表9。與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組大鼠血漿SOD水平有所下降,但無顯著差異;與糖尿病模型組比較,Davidiin各劑量組、阿卡波糖組SOD水平均顯著升高,差異非常顯著(P<0.01)。各組大鼠血漿MDA水平比較,與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組大鼠血漿MDA水平顯著升高(P<0.05);與糖尿病模型組比較,Davidiin高劑量組、阿卡波糖組MDA水平均顯著下降,差異非常顯著(P<0.01)。
表9藥物治療對(duì)糖尿病大鼠血漿SOD、MDA水平的影響
#p<0.05,##p<0.01,與正常對(duì)照組比較;*p<0.05,**p<0.01,與糖尿病模型組比較
2.9給藥對(duì)大鼠血漿肌酐的影響
給藥4周后,處死動(dòng)物,測定各組動(dòng)物血漿肌酐水平,結(jié)果見表10。與正常對(duì)照組比較,糖尿病模型組大鼠血漿Cr水平顯著升高,差異非常顯著(P<0.01);與糖尿病模型組比較,Davidiin各劑量組Cr水平均有所下降,高劑量組差異顯著(P<0.05);阿卡波糖組Cr水平無顯著變化。
表10藥物治療對(duì)大鼠血漿肌酐的影響(μmol/L,)
#p<0.05,##p<0.01,與正常對(duì)照組比較;*p<0.05,**p<0.01,與糖尿病模型組比較
2.10給藥對(duì)大鼠胰島組織病理的影響
正常對(duì)照組大鼠胰島β細(xì)胞數(shù)量較多,呈條索狀排列于胰島的中心,胞質(zhì)豐富,呈嗜酸性,核圓形深染;α細(xì)胞散在或成團(tuán)分布于胰島周邊部,胞質(zhì)較少,體積比β細(xì)胞小。糖尿病模型組大鼠胰島胰島萎縮,數(shù)量減少,分布稀疏,胰島細(xì)胞發(fā)生退行性改變,數(shù)目亦減少;HE染色后觀察,周圍結(jié)締組織和基膜不完整,形態(tài)不規(guī)則,胰島β細(xì)胞數(shù)目減少,空泡增多,細(xì)胞腫脹,胞質(zhì)著色淺,分布不均、邊集,部分細(xì)胞核缺失,部分胞核固縮或呈殘影;胰島中心偶見β細(xì)胞出現(xiàn)再生,再生細(xì)胞核大,核仁突出。阿卡波糖組較糖尿病模型組胰島輪廓比較完整,胰島細(xì)胞數(shù)量較多,分布較規(guī)則,胞漿較飽滿;Davidiin給藥組較糖尿病模型組胰島輪廓比較完整,胰島β再生出現(xiàn)不同程度增多,空泡減少,胞漿較飽滿,但與正常對(duì)照組比較胰島數(shù)目較少,胰島細(xì)胞形態(tài)欠規(guī)則。
圖2藥物治療對(duì)大鼠胰島組織病理的影響(HE,×400)
A:正常對(duì)照組大鼠(Normal control)B:糖尿病模型組(Diabetic control)
C:阿卡波糖組(Diabetic+acarbose)D:Davidiin低劑量組(Diabetic+5mg/kg*d)
E:Davidiin中劑量組(Diabetic+15mg/kg*d)F:Davidiin高劑量組(Diabetic+45mg/kg*d)
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
上述化合物β-1,6-六羥基聯(lián)苯二甲?;?2,3,4-三沒食子酸基-D-葡萄糖長期應(yīng)用能夠降低餐后血糖水平,改善受損葡萄糖耐量,阻滯血紅蛋白蛋白的糖基化、降低胰島素抵抗、促進(jìn)胰島細(xì)胞再生,緩解氧化應(yīng)激壓力,長期服用還能夠改善糖脂代謝、延遲或防治腎病變的發(fā)生和發(fā)展。