小檗碱对2型糖尿病大鼠血清成纤维细胞生长因子21的影响

薛静静，李　婷，王　彦



小檗碱对2型糖尿病大鼠血清成纤维细胞生长因子21的影响

薛静静1，李婷2，王彦3

目的观察小檗碱对2型糖尿病(T2DM)大鼠血清成纤维细胞生长因子21(FGF21)的影响。方法将6周～8周龄SD雄性大鼠30只，随机分为正常对照组(6只)和T2DM模型组(24只)，采用高糖高脂饮食联合小剂量链脲佐菌素制备T2DM大鼠模型。将成模的18只大鼠随机分为高糖高脂饮食组、正常饮食干预组、小檗碱联合正常饮食干预组(小檗碱干预组)，每组6只，分别干预8周后禁食不禁水12 h，经腹主动脉采血后处死大鼠，分离血清，即刻检测各组大鼠空腹血糖(FPG)，同时留取血清-70 ℃保存，同批检测血清FGF21、空腹胰岛素(FINS)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)，计算稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。结果干预8周后，与正常对照组相比，小檗碱干预组和正常饮食干预组TG、TC、FPG、HOMA-IR、FGF21水平升高(P<0.05)。干预8周后，与高糖高脂饮食组相比，小檗碱干预组和正常饮食干预组TG、TC、FPG水平均降低(P<0.05)，FGF21水平升高(P<0.05)；小檗碱干预组HOMA-IR降低(P<0.05)，正常饮食干预组HOMA-IR有降低趋势，但差异无统计学意义。干预8周后，与正常饮食干预组相比，小檗碱干预组TG、TC、FPG、HOMA-IR水平降低(P<0.05)；FGF21水平有升高趋势，但差异无统计学意义。结论小檗碱可以改善T2DM大鼠糖脂代谢紊乱及胰岛素抵抗程度，该作用可能与其可介导血清FGF21水平的升高有关。

2型糖尿病；小檗碱；成纤维细胞生长因子21；空腹血糖；空腹胰岛素

调查显示：2010年我国成人糖尿病患病率11.6%，据此估计我国现有糖尿病病人约1.14亿，位居全球首位[1]。糖尿病与现代生活方式、不合理饮食和运动减少有关，2型糖尿病(T2DM)占病人总数的90%以上。胰岛素抵抗是T2DM主要的病理生理机制，改善胰岛素抵抗是防治糖尿病及其相关并发症的关键环节。近年研究发现成纤维细胞生长因子21(FGF21)与胰岛素抵抗及糖尿病发生发展有关，目前认为其可能是一种保护性因子[2]。小檗碱是一种生物碱，有改善胰岛素抵抗和治疗T2DM的作用[3]，目前小檗碱的降糖机制还未明确。小檗碱能否通过影响血清FGF21发挥上述作用？目前相关报道还较少。本研究旨在观察小檗碱对T2DM大鼠血清FGF 21的影响，探讨小檗碱降糖和改善胰岛素抵抗的可能机制。

1　材料与方法

1.1主要试剂链脲佐菌素(STZ)购自美国Sigma公司。小檗碱购自东北制药集团沈阳制药有限公司，葡萄糖氧化酶购自深圳迈瑞公司。碘胰岛素放射免疫分析药盒购自北京北方生物技术研究所。FGF21 ELISA试剂盒购自上海源叶生物科技有限公司。ROCHEP800生化仪购自深圳迈瑞公司。

1.2实验动物30只SPF级雄性6周～8周龄雄性SD大鼠，购自中国人民解放军军事医学科学院实验动物中心[动物生产许可证号：SCXK-(军)2012-0004]，体重180 g～200 g。饲养环境温度为(22±2)℃，湿度为(55±5)%，明暗时间各12 h。

1.3动物模型构建及干预方法大鼠适应性喂养1周后，随机分为正常对照组(6只)和T2DM模型组(24只)，正常对照组给予普通饲料(山西医科大学动物中心提供)喂养，T2DM模型组给予高糖高脂饲料(10%蛋黄、10%蔗糖、15%猪油、65%普通饲料)喂养。喂养第12周，T2DM模型组给予30 mg/kg STZ腹腔注射(STZ应用pH 4.3～4.5的柠檬酸缓冲液配成1%的浓度)。注射2周后鼠尾静脉采血测定空腹血糖(FPG)，如果不同日两次及以上检测FPG≥7.8 mmol/L，认为T2DM造模成功。将造模成功的18只大鼠再随机分为3组：高糖高脂饮食组、正常饮食干预组、小檗碱联合正常饮食干预组(小檗碱干预组)，每组6只。高糖高脂饮食组继续给予高糖高脂饲料，其余各组均给予普通饲料。小檗碱干预组同时给予小檗碱灌胃[小檗碱200 mg/(kg·d)溶于2 mL生理盐水中]。上述干预持续8周。

1.4标本采集和指标检测8周后大鼠禁食不禁水12 h后称重，乌拉坦(4 mL/kg)腹腔注射麻醉，腹主动脉采血后处死大鼠，血液经低速离心机离心(3 000 r/min，15 min)，留取血清，即刻检测血糖，同时留取血清-70 ℃保存，同批检测血清FGF21、空腹胰岛素(FINS)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)。葡萄糖氧化酶法检测FPG，酶法检测TC、TG，放射免疫法检测FINS，ELISA法检测FGF21。并计算稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)，HOMA-IR=FINS×FPG/22.5。

2　结　果

干预8周后，与正常对照组相比，小檗碱干预组、高糖高脂饮食组和正常饮食干预组TG、TC、FPG、HOMA-IR、FGF21水平升高(P<0.05)。干预8周后，与高糖高脂饮食组相比，小檗碱干预组和正常饮食干预组TG、TC、FPG水平均降低(P<0.05)，FGF21水平升高(P<0.05)；小檗碱干预组HOMA-IR降低(P<0.05)，正常饮食干预组HOMA-IR有降低趋势，但差异无统计学意义。干预8周后，与正常饮食干预组相比，小檗碱干预组TG、TC、FPG、HOMA-IR水平降低(P<0.05)；FGF21水平有升高趋势，但差异无统计学意义。详见表1。

表1　各组血清FPG、TG、TC、FGF21水平及HOMA-IR比较(±s)

3　讨　论

已有证据证实小檗碱能够改善糖脂代谢紊乱，但机制尚未完全阐明。Lee等[4]研究小檗碱可降低db/db小鼠血糖，改善糖耐量，增强胰岛素敏感性作用机制为激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路。越来越多的研究表明：FGF21表达可被二甲双胍、罗格列酮、胰岛素等降糖药物调节，提示FGF21可能是降糖药物发挥其有效作用的一个下游介质。小檗碱是否也可经由血清FGF21途径发挥作用？本研究结果证实小檗碱可降低T2DM大鼠的血糖、血脂，并能改善其胰岛素抵抗程度，同时显示此作用可能与增加FGF21水平有关。

FGF21是近年发现的一种代谢调节因子，哺乳动物FGF21主要表达于肝脏，脂肪和胰腺也表达，分泌到血液发挥作用。Chavez等[2]通过对肥胖、糖耐量减低者和T2DM病人血清FGF21水平及其与胰岛素敏感性的相关性研究，提示在胰岛素抵抗状态下血清FGF21水平升高，并且与肝脏和外周胰岛素抵抗正相关。本研究以高糖高脂饮食联合链脲佐菌素构建T2DM大鼠为研究对象，发现与正常对照组相比，T2DM大鼠血清FGF21水平升高。罗妤等[5]通过研究FGF21表达抑制对载脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠糖脂代谢影响，观察到其降低了血浆FGF21，同时升高空腹血糖、空腹胰岛素、总胆固醇、三酰甘油水平，显示低水平血浆FGF21会加重糖脂代谢紊乱和胰岛素抵抗。李钶等[6]通过研究FGF21过表达的小鼠对肝细胞糖脂代谢及重要转录因子的影响，发现FGF21可能通过降低磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PERCK)的表达，抑制肝糖异生过程，改善血糖，并可通过升高低密度脂蛋白受体及降低羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)表达降低三酰甘油及胆固醇水平。通过研究FGF21过表达的小鼠对脂肪细胞糖脂代谢及重要转录因子的影响，得出FGF21可能通过增加葡萄糖转运蛋白1表达降低血糖，升高三酰甘油脂肪酶(ATGL)及敏感性脂肪酶(HSL)表达降低血脂。提示FGF21在调节糖脂代谢中有重要作用。推测在胰岛素抵抗状态下，通过血清FGF21水平代偿升高而抵消胰岛素抵抗也有学者提出FGF21抵抗，与糖尿病病人胰岛素抵抗类似，但对于胰岛素抵抗状态下FGF21上调是否为FGF21抵抗的代偿机制需进一步研究。

颜红梅等[7]通过研究小檗碱对糖代谢异常的非酒精性脂肪肝病人血清FGF21水平的影响，发现经过16周治疗，病人血糖降低，FGF21水平升高，提示其血糖改善可能与升高血清FGF21水平相关。本研究结果显示：与高糖高脂饮食组相比，小檗碱干预组FGF21水平增加(P<0.05)；但与正常饮食干预组相比，小檗碱干预组FGF21仅有增高趋势，差异无统计学意义，证实FGF21可能是保护性因子，之所以与正常饮食干预组差异无统计学意义，可能与小檗碱干预时间短有关。

[1]Xu Y，Wang L，He J，et al.Prevalence and control of diabetes in Chinese adults[J].JAMA，2013，310(9)：948-959.

[2]Chavez AO，Molina-Carrion M，Abdul-Ghani MA，et al.Circulating fibroblast growth factor-21 is elevated in impaired glucose tolerance and type 2 diabetes and correlates with muscle and hepatic insulin resistance[J].Diabetes Care，2009，32(8)：1542-1546.

[3]Pang B，Zhao LH，Zhou Q，et al.Application of berberine on treating type 2 diabetes mellitus[J].Int J Endocrinol，2015，2015：905749.

[4]Lee YS，Kim WS，Kim KH，et al.Berberine，a natural plant product，activates AMP-activated protein kinase with beneficial metabolic effects in diabetic and insulin-resistant states[J].Diabetes，2006，55(8)：2256-2264.

[5]罗妤，邓广江，杨刚毅，等.成纤维细胞生长因子21表达抑制对ApoE基因敲除小鼠糖脂代谢的影响[J].中华内分泌代谢杂志，2011，27(12)：1004-1008.

[6]李钶，李伶，杨刚毅.成纤维细胞生长因子21调控小鼠肝脏和脂肪细胞的糖脂代谢[J].中华内分泌代谢杂志，2010，26(8)：699-702.

[7]颜红梅.不同方案治疗糖代谢异常的非酒精性脂肪肝疗效分析及血清FGF21变化[D].上海：复旦大学，2011.

(本文编辑郭怀印)

1.山西医科大学第一临床医学院(太原 030001)；2.天津市第四中心医院；3.山西医科大学第一医院

王彦，E-mail：wyroad@126.com

R587.1R255.4

Adoi：10．3969/j．issn．1672-1349．2016．14．012

1672-1349(2016)14-1603-03

2016-03-16)