麦冬寡糖对自发性2型糖尿病db/db小鼠降血糖的作用

吴万征，苏薇薇，王永刚，彭维，吴忠，李沛波

(1. 广东医科大学附属医院，广东 湛江 524001；2. 中山大学生命科学学院，广东 广州 510275)

麦冬寡糖对自发性2型糖尿病db/db小鼠降血糖的作用

吴万征1，苏薇薇2，王永刚2，彭维2，吴忠2，李沛波2

(1. 广东医科大学附属医院，广东 湛江 524001；2. 中山大学生命科学学院，广东 广州 510275)

为观察麦冬寡糖对自发性2型糖尿病db/db小鼠的降血糖作用，将40只db/db小鼠随机分为5组：模型对照组，阳性对照盐酸二甲双胍组，麦冬寡糖低、中、高剂量组，另设野生型db/m小鼠为正常对照组，分别灌胃给予相应药物或溶媒，连续8周。8周给药结束后，称量小鼠体质量，测定24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量；给药4周、8周后，分别检测小鼠空腹血糖值(FBG)，并于给药8周后进行口服糖耐量实验；最后，取小鼠血清，检测糖化血清蛋白(GSP)、三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及血尿素氮(BUN)和血肌酐(Scr)含量。结果显示，麦冬寡糖能显著减轻自发性2型糖尿病db/db小鼠的体质量，降低空腹血糖值，减少口服葡萄糖耐量实验的曲线下面积并降低GSP含量；麦冬寡糖也能抑制24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、BUN和Scr含量的增加，显著降低血清TG、TC、HDL-C和LDL-C含量。综上所述，麦冬寡糖对自发性2型糖尿病db/db小鼠表现的肥胖、高血糖症、血脂异常、肾损伤均有较好的改善作用。

麦冬寡糖；2型糖尿病；db/db小鼠；降血糖作用

麦冬为百合科植物麦冬Ophiopogonjaponicas(L.f) Ker-Gawl.的干燥块根，有养阴生津之功，主要用于津伤口渴和内热消渴等[1]。《本草正义》记载[2]：“凡消谷能食，无非胃火极旺，必以甘寒大剂清胃解渴，麦冬固在必需之列者也”。有研究表明，麦冬对四氧嘧啶[3]、链脲佐菌素[4-5]诱导的高血糖动物和OLETF大鼠[6]具有显著的降血糖作用。本课题组的前期研究表明：麦冬提取物对实验2型糖尿病大鼠具有显著保护作用[7]；麦冬寡糖对诱导性2型糖尿病大鼠具有显著降血糖、抑制肾损害等作用[8]，体外实验表明其对α-葡萄糖苷酶活性具有显著抑制作用[9]，且相对分子质量范围为500～1 500的麦冬寡糖具有更显著抑制α-葡萄糖苷酶活性[10]。本实验以与人类2型糖尿病发病机制较为相似的自发性2型糖尿病db/db小鼠为动物模型，观察麦冬寡糖对2型糖尿病的降血糖作用，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 药物与试剂

麦冬寡糖，由中山大学广州现代中药质量研究开发中心提供，其制备方法为：取麦冬(产自湖北，购于广州清平药材市场雷美花药材店)药材适量，剪碎，加10倍量φ=95%乙醇，回流2 h，过滤，弃滤液，挥干乙醇，加10倍量蒸馏水，水浴提取2次，滤过，合并滤液，减压浓缩至密度为1.2 g/mL，加乙醇至醇φ为80%，静置12 h，沉淀，分别以无水乙醇、无水乙醚、丙酮洗涤，55 ℃烘干，即得麦冬粗提取物；取麦冬粗提取物，溶于适量蒸馏水中，以3 000 r/min的转速离心，除去沉淀，Sephadex G-75层析柱(3 cm×80 cm)上样，以蒸馏水洗脱，流速为0.5 mL/min。每管5 mL，自动部分收集器收集，合并洗脱峰，冷冻干燥，得到纯化后的总麦冬寡糖，经硫酸-蒽酮法测定w(总寡糖)为97.64%，经MALDI-TOF-MASS进样检测，该麦冬寡糖的相对分子质量范围在500～2 500之间。盐酸二甲双胍片(上海信谊药厂有限公司)；小鼠白蛋白ELISA试剂盒和小鼠尿蛋白ELISA检测试剂盒(上海江莱生物科技有限公司)；糖化血清蛋白(GSP)检测试剂盒(南京威特曼生物科技有限公司)。

1.2 设备与仪器

7160全自动生化分析仪，日本日立公司；强生One-Touch 稳豪型血糖仪，美国强生公司；Model 550型酶标仪，美国BIO-RAD公司。

1.3 动物

7周龄SPF级db/db小鼠40只(雌雄各半)，db/m小鼠8只(雌雄各半)，购自上海斯莱克实验动物有限公司，动物质量许可证：SCXK(沪) 2012-0005。

1.4 分组与给药

将db/db小鼠按血糖值随机分为模型对照组、阳性药物(盐酸二甲双胍)组、麦冬寡糖低、中、高剂量组，每组8只；将db/m小鼠8只设为正常对照组。阳性药物组按剂量250 mg/kg灌胃给予盐酸二甲双胍，麦冬寡糖低、中、高剂量组分别按剂量160、320和640 mg/kg灌胃给予麦冬寡糖；模型对照组和正常对照组灌胃给予等体积蒸馏水，灌胃给药容积均为10 mL/kg；每日1次，连续灌胃8周。

1.5 观察指标及检测方法

所有小鼠于给药前、给药8周后称量并记录体质量；灌胃给药8周后，在实验结束前1 d，用代谢笼收集24 h 尿液，采用试剂盒测定24 h尿蛋白总量和24 h尿白蛋白总量；于给药前、给药4周和8周后，小鼠禁食不禁水10 h后，尾部取血，用血糖测定仪进行空腹血糖值的测定；第8周测定空腹血糖值后，各组均按2.0 g/kg体质量的剂量灌胃给予葡萄糖，分别于给予葡萄糖后0.5、2 h测定血糖值，并计算血糖-时间曲线下的面积(AUC)；最后将各组小鼠用w=2%的戊巴比妥钠溶液按25 mL/kg的剂量进行麻醉，腹主动脉采血，3 000 r/min离心10 min，制得血清，采用全自动生化分析仪测定血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、血尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)的含量；采用试剂盒检测GSP含量。

1.6 统计学处理

实验数据以“均数±标准差”表示，采用SPSS统计软件进行统计学处理。

2 实验结果

2.1 麦冬寡糖对小鼠体质量的影响

由表1可见，给药前，模型对照组和各给药组db/db小鼠的体质量无明显差异(组间比较，P均>0.05)，但均显著大于正常对照组db/m小鼠的体质量(P均<0.01)。给药8周后，麦冬寡糖中、高剂量组小鼠的体质量显著低于模型对照组(P<0.05或0.01)。说明麦冬寡糖对自发性2型糖尿病db/db小鼠体质量的控制具有显著作用。

2.2 麦冬寡糖对小鼠空腹血糖及糖耐量的影响

由表2可见，给药前，模型对照组和各给药组db/db小鼠的空腹血糖值均显著高于正常对照组db/m小鼠的血糖值(P均<0.01)。给药4周后，麦冬寡糖中、高剂量组小鼠的血糖值显著低于模型对照组(P<0.05或0.01)；给药8周后，麦冬寡糖低、中、高剂量组小鼠的血糖值显著低于模型对照组(P<0.01)，说明麦冬寡糖能显著降低自发性2型糖尿病db/db小鼠的血糖。由表3可见，给药8周后，麦冬寡糖低、中、高剂量组小鼠的AUC值显著低于模型对照组(P<0.05或0.01)，说明麦冬寡糖能显著改善自发性2型糖尿病db/db小鼠的糖耐量。

2.3 麦冬寡糖对小鼠GSP的影响

由表4可见，与正常对照组比较，模型对照组小鼠的GSP明显增加(P<0.01)；与模型对照组比较，麦冬寡糖低、中、高剂量能显著降低GSP的质量浓度(P<0.05或0.01)。说明麦冬寡糖能有效、持续控制自发性2型糖尿病db/db小鼠的血糖水平。

表1 麦冬寡糖对小鼠体质量的影响Table 1 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on body weights of db/db mice (±s，n=8)

1) 与正常对照组比较，#P<0.05，##P<0.01；与模型对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。

表2 麦冬寡糖对小鼠空腹血糖的影响Table 2 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on fasting blood glucose level in db/db mice (±s，n=8)

1)与正常对照组比较，#P<0.05，##P<0.01；与模型对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。

表3 麦冬寡糖对小鼠糖耐量的影响Table 3 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on glucose tolerance in db/db mice (±s，n=8)

1) 与正常对照组比较，#P<0.05，##P<0.01；与模型对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。

1) 与正常对照组比较，#P<0.05，##P<0.01；与模型对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。

2.4 麦冬寡糖对小鼠肾功能的影响

由表5可见，与正常对照组比较，模型对照组小鼠的24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、血清BUN和Scr浓度明显增加(P均<0.01)；与模型对照组比较，麦冬寡糖中、高剂量能显著降低24 h尿蛋白量(P<0.05或0.01)，麦冬寡糖低、中、高剂量能显著降低24 h尿白蛋白量、血清BUN和Scr浓度(P<0.05或0.01)。说明麦冬寡糖能显著抑制自发性2型糖尿病db/db小鼠的肾功能损害。

表5 麦冬寡糖对小鼠肾功能的影响Table 5 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on renal function in db/db mice (±s，n=8)

1) 与正常对照组比较，#P<0.05，##P<0.01；与模型对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。

2.5 麦冬寡糖对小鼠血脂的影响

由表6可见，与正常对照组比较，模型对照组小鼠的血清TG、TC、HDL-C和LDL-C浓度均显著升高(P均<0.01)；与模型对照组比较，麦冬寡糖中、高剂量能显著降低TC和LDL-C浓度(P<0.05或0.01)，麦冬寡糖高剂量能显著降低TG和HDL-C浓度(P<0.05)。说明麦冬寡糖能改善自发性2型糖尿病db/db小鼠的血脂异常。

表6 麦冬寡糖对小鼠血脂的影响Table 6 Effect of Ophiopogonis japonicus oligosaccharides on serum lipid levels in db/db mice (±s，n=8)

1) 与正常对照组比较，#P<0.05，##P<0.01；与模型对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。

3 讨 论

糖尿病是当前威胁全球人类健康的最重要的非传染性疾病之一，已成为全球重要慢性病议题。根据国际糖尿病联盟(IDF)发布的2015年世界糖尿病地图资料显示[11]：全球20～79岁的人中有约4.15亿人患糖尿病，另外有3.18亿人糖耐量受损，有很高糖尿病风险，预计到2040年这一年龄段中罹患糖尿病的人数将会上升到6.42亿；2015年全球糖尿病成年患者最多的前10个国家中，中国列为第1位，高达1.096亿人。在我国患病人群中，以2型糖尿病为主，占90%以上[12]。近年来，抗糖尿病药物的研究与开发受到越来越多的关注，尤其是从传统中草药或天然药物中去筛选安全、有效的活性成分成为一条重要途径。

已有研究表明，麦冬寡糖对高脂喂养联合低剂量链脲菌素诱导的糖尿病大鼠具有显著降血糖、抑制肾损害等作用[8]；体外实验表明其对α-葡萄糖苷酶活性具有显著抑制作用[9]，且相对分子质量范围为500～1 500的麦冬寡糖具有更显著抑制α-葡萄糖苷酶活性[10]。db/db小鼠是Leptin受体基因缺陷导致的先天肥胖性2型糖尿病小鼠，由于其Leptin受体基因失去功能，在出生后2周内就发生高胰岛素血症，8周后就发展为严重的高血糖症[13-14]。由于其能较好地模拟人类2型糖尿病的高血糖、高血脂、胰岛素抵抗等多种症状，因此，是研究人类2型糖尿病良好的动物模型[15]。故本文以自发性2型糖尿病db/db小鼠为动物模型，主要从体质量、血糖、血脂和肾功能等方面观察麦冬寡糖抗2型糖尿病的作用。实验结果显示，麦冬寡糖能显著减轻自发性2型糖尿病db/db小鼠的体质量，降低空腹血糖、减少口服葡萄糖耐量实验的曲线下面积并降低GSP的浓度，能抑制24 h尿蛋白量、24 h尿白蛋白量、BUN和Scr浓度的增加，显著降低血清TG、TC、HDL-C和LDL-C浓度。说明麦冬寡糖对自发性2型糖尿病db/db小鼠表现的肥胖、高血糖症、血脂异常、肾损伤均有较好的改善作用。该研究为麦冬寡糖在抗2型糖尿病健康产品开发方面的应用提供了药效学实验数据。

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ThehypoglycemiceffectofOphiopogonisjaponicusoligosaccharideondb/dbdiabeticmice

WUWanzheng1，SUWeiwei2，WANGYonggang2，PENGWei2，WUZhong2，LIPeibo2

(1.Affiliated Hospital of Guangdong Medical University, Zhanjiang 524000,China; 2. College of Life Sciences, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275，China)

In order to investigate the hypoglycemic effect ofOphiopogonisjaponicusoligosaccharide on type 2 diabetes mellitus，the db/db diabetic mice were intragastrically administered withOphiopogonisjaponicusoligosaccharide for 8 weeks．The body weight and general physical signs were observed during the treatment．The fasting blood glucose levels were determined after 4 and 8 weeks of administration．The changes in 24 h urinary albumin excretion and 24 h urine protein amounts, glycosylated serum protein(GSP), total cholesterol(TC), triglyceride(TG), high density lipoprotein cholesterol(HDL-C) and low density lipoprotein cholesterol(LDL-C), urea nitrogen and creatinine levels in serum were measured after 8 weeks of treatment．Results showed thatOphiopogonisjaponicusoligosaccharide could significantly lower the body weights, blood glucose levels and the AUCs during oral glucose tolerance test, and inhibited the changes of 24 h urinary albumin excretion and 24 h urine protein amounts, GSP, TC, TG, HDL-C and LDL-C, urea nitrogen and creatinine levels in serum of db/db diabetic mice by comparison with db/m mice. In conclusion,Ophiopogonisjaponicusoligosaccharide exerts remarkable hypoglycemic and protective effects in db/db mice, thus showing its potential for use in the treatment of type 2 diabetes mellitus.

Ophiopogonisjaponicusoligosaccharide；type 2 diabetes mellitus；db/db mice；hypoglycemic effect

10.13471/j.cnki.acta.snus.2017.06.020

2017-07-03

广州市科技计划项目(201704020119)；广东省重大科技专项资金项目(2013A022100022)

吴万征(1963年生)，男；研究方向中药学；E-mail：1724329633@ qq.com

李沛波(1973年生)，男；研究方向中药药理学；E-mail：lipb73@126.com

R96

A

0529-6579(2017)06-0128-06