黄连对链脲佐菌素诱导的2型糖尿病大鼠模型炎症因子的影响

王宏伟 苏轲 谢波

[摘要]目的 建立2型糖尿病大鼠模型，探討黄连对2型糖尿病大鼠炎症因子的影响。方法 利用高脂高糖饲料饲养诱导与链脲佐菌素（STZ）联合造模，将造模成功的60只雄性大鼠随机分为正常组、模型组、阳性组（二甲双胍0.097 g/kg）、黄连高剂量组（4.360 g/kg）、黄连中剂量组（2.910 g/kg）、黄连低剂量组（1.450 g/kg），每组各10只。给药组均灌胃给药3周，同时正常组、模型组灌胃等量0.5%羧甲基纤维素钠（CMC-Na）溶液。3周后分别测定各组的肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素1（IL-1）、一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）和急性期反应蛋白（CRP）相关炎症因子水平。结果 模型组的TNF-α、IL-1、NO、PEG2、CRP水平均高于正常组，差异有统计学意义（P<0.05）；阳性组、黄连高、中剂量组的TNF-α、IL-1、NO、PEG2、CRP水平均低于模型组，差异有统计学意义（P<0.05）；其中黄连高剂量组的TNF-α、IL-1、NO、PEG2、CRP水平与阳性组相当（P>0.05）；黄连低剂量组的TNF-α、PEG2水平均低于模型组，差异有统计学意义（P<0.05）；黄连低剂量组的IL-1、NO和CRP水平与模型组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。结论 黄连可以降低2型糖尿病大鼠的炎症因子水平，为研究2型糖尿病的潜在发病机制及黄连的药理机制提供理论依据。

[关键词]黄连；2型糖尿病；炎症因子

[中图分类号] R56 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2018）12（c）-0035-03

[Abstract] Objective To establish the rat model of type 2 diabetes mellitus （T2DM） and explore the effect of Rhizoma Coptidis （RC） on inflammatory factors in T2DM rats. Methods The rats were fed with high-fat and high-sugar diet and induced by streptozotocin （STZ） for modeling. A total of 60 male rats were randomly divided into normal group， model group， positive group （0.097 g/kg Metformin）， RC high-dose group （4.360 g/kg）， RC middle-dose group （2.910 g/kg）， and RC low-dose group （1.450 g/kg）， with 10 rats in each group. The drug-administered groups were intragastrically administered for 3 weeks. At the same time， the identical amount of 0.5% sodium carboxymethylcellulose （CMC-Na） was gavaged in the normal and model group. The levels of tumor necrosis factor α （TNF-α）， interleukin-1 （IL-1）， nitric oxide （NO）， prostaglandin E2 （PGE2）， and C-reactive protein （CRP） at an acute stage after 3-week intervention were determined. Results The levels of TNF-α， IL-1， NO， PEG2 and CRP in the model group were higher than those in the normal group， and the differences were statistically significant （P<0.05）. The levels of TNF-α， IL-1， NO， PEG2 and CRP in the positive group， RC high-dose group and RC middle-dose group were lower than those in the model group， and the differences were statistically significant （P<0.05）. The levels of TNF-α， IL-1， NO， PEG2 and CRP in the RC high-dose group were similar to those in the positive group （P>0.05）. The levels of TNF-α and PEG2 in the RC low-dose group were lower than those in the model group， and the differences were statistically significant （P<0.05）. The levels of IL-1， NO and CRP in the RC low-dose group were not significantly different from those in the model group （P>0.05）. Conclusion RC can reduce the levels of inflammatory factors in T2DM rats， and provide a theoretical basis for studying the potential pathogenesis of T2DM and the pharmacological mechanism of RC.

[Key words] Rhizoma Coptidis； Type 2 diabetes mellitus； Inflammatory factors

糖尿病是一种由遗传和环境因素相互作用而引起的慢性代谢性疾病，其主要病理特征是胰岛素分泌缺陷或作用障碍导致葡萄糖升高[1]。2型糖尿病具有胰岛素抵抗或分泌不足的特征，一般不需要依赖注射胰岛素[2]。其病理机制尚无统一定论，目前炎症学说是接受度较高的发病机制之一[3-4]。该学说认为炎症因子可抑制细胞膜上的葡萄糖转运蛋白，造成高胰岛素血症，从而诱发胰岛素抵抗。其次，过量炎症因子还可直接抑制胰岛素信号传导，引起胰岛素抵抗。另外，临床研究表明，2型糖尿病患者伴有持续的低度炎症反应，因此其属于慢性炎症性疾病[5]。其涉及到的炎症标志物有：肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白介素1、6、8（IL-1、6、8）、急性期反应蛋白（CRP）、脂联素、干扰素（IFN）等。因此，改善体内的持续性炎症反应与糖尿病的治疗有密切关系。

黄连首载于《神农本草经》，《中国药典》（2015版）规定其为毛茛科植物黄连（Coptis Chinensis Franch）、三角葉黄连（Coptis Deltoidea C.Y.Chenget Hsiao）或云连（Coptis Teeta Wall.）的干燥根茎，其味苦、性寒，归心、脾、胃、肝、胆、大肠经[6]。在中医理论中，糖尿病属于“消渴病”范畴，发展早期以“湿热瘀阻”为主，治疗以清泄火热为主[7-8]。中药黄连被用作治疗“消渴病”具有悠久的历史[9]。《本草纲目》云：“治消渴，用酒蒸黄连”；《名医别录》亦云：“黄连止消渴”。基于以上理论指导，本研究拟采用链脲佐菌素（STZ）诱导的2型糖尿病大鼠模型，探讨黄连提取物对其炎症水平的影响，以期为研究2型糖尿病的潜在发病机制及黄连的药理机制提供理论依据。

1材料与方法

1.1仪器与试药

G-421型血糖仪（爱奥乐）；分析天平[New Classic ML梅特勒-托利多（美国）]；真空干燥箱（上海一恒DZF-6020）；黄连（购于本地药材市场，经相关专家鉴定为毛茛科植物Coptis Chinensis Franch）；STZ[Sigma公司（美国），批号：019k1022]；羧甲基纤维素钠（CMC-Na上海康朗生物科技有限公司）；二甲双胍（中美海施贵宝制药有限公司，批号：AAL3451）；高脂高糖饲料（北京科澳协力饲料有限公司，批号：20161217）；TNF-α检测试剂盒（天津九鼎生物技术有限公司，批号：20170325）；IL-1检测试剂盒（南京建成生物技术有限公司，批号：20170215）；PGE2 ELISA试剂盒（美国Cayman公司）；NO试剂盒（碧云天生物公司）；CRP试剂盒（北京利德曼生化股份有限公司）；酶标仪（北京生物科技有限公司）。

1.2实验动物

SPF级SD大鼠60只，体重200～220 g，购自上海西普尔-必凯实验动物有限公司（合格证号码：201300 16007059），饲养于南京中医药大学实验动物中心屏障动物饲养室，按屏障环境内动物实验观察与操作规范进行实验。

1.3方法

1.3.1黄连提取物的制备 取黄连药材2 kg，加10倍量95%乙醇提取2次，每次2 h，过滤，滤液用旋转蒸发仪蒸发浓缩，真空干燥得到提取物。

1.3.2 2型糖尿病大鼠模型的建立 将60只雄性大鼠适应性饲养1周，随机取10只作为正常组，喂养普通饲料。其余大鼠用高脂高糖饲料喂养4周后，禁食不禁水12 h，腹腔注射STZ溶液（35 mg/kg），3 d后测定血糖，将2个星期后血糖依旧稳定，且空腹血糖>11.1 mmol/L的大鼠纳入2型糖尿病模型。

1.3.3分组与给药方案 将造模成功的SD大鼠随机分为模型组、阳性组（二甲双胍0.097 g/kg），根据临床用药剂量换算，将给药组分为黄连高剂量组（4.360 g/kg）、黄连中剂量组（2.910 g/kg）、黄连低剂量组（1.450 g/kg），每组各10只。正常组与模型组按0.010 ml/g给药体积给予0.5%的羧甲基纤维素钠（CMC-Na），各给药组分别给药，每天1次，连续给药3周。

1.3.4炎症因子水平测定 给药3周后，各组大鼠眼眶取血，3500 r/min离心10 min，分离血清，采用Griess法或ELISA等方法测定TNF-α、IL-1、NO、PGE2和CRP相关炎症因子的水平，具体操作参照试剂盒说明书进行。

1.4统计学方法

采用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

模型组的TNF-α、IL-1、NO、PEG2、CRP水平均高于正常组，差异有统计学意义（P<0.05）；阳性组、黄连高、中剂量组的TNF-α、IL-1、NO、PEG2、CRP水平均低于模型组，差异有统计学意义（P<0.05）；其中黄连高剂量组的TNF-α、IL-1、NO、PEG2、CRP水平与阳性组相当（P>0.05）；黄连低剂量组的TNF-α、PEG2水平均低于模型组，差异有统计学意义（P<0.05）；黄连低剂量组的IL-1、NO和CRP水平与模型组比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表1）。

3讨论

随着中国经济的发展，人们生活水平正逐步提高，糖尿病的发病人数（2型糖尿病为主）也逐年攀升，严重威胁着人类的健康[10]。2型糖尿病的发病机制复杂，目前其病因尚未完全阐明。近年来国内外学者对糖尿病作了大量研究[11-13]，接受度较高的病理机制之一为炎症学说。糖尿病属于中医学“消渴”范畴，但中医药对其机制研究尚不够深入，这在一定程度上限制了中医药在临床的应用[14]。本研究将成功造模的2型糖尿病大鼠口服黄连提取物后检测其炎症因子水平，探究中药黄连对2型糖尿病的治疗作用，为研究2型糖尿病的潜在机制及黄连的药理机制提供依据。

本研究选取测定的炎症因子具有代表性且相对较全，结果显示，模型组大鼠5种炎症因子（TNF-α、IL-1、NO、PEG2、CRP）水平均显著高于正常组，而二甲双胍作为代表性降糖药，阳性组大鼠炎症因子水平显著低于模型组（P<0.05），其从正面和侧面均提示2型糖尿病和炎症发生具有一定的相关性，为研究其潜在的发生机制提供了理论依据。其次也提示2型糖尿病发病机制较为复杂，与体内多种信号通路有关，如和TNF-α、IL-1炎症因子相关的IKK/NF-κB通路[15]、NO相关的一氧化氮合酶（iNOS）/NO通路等有关[16]。黄连高剂量组的炎症因子水平与阳性组相当，而显著低于模型组，提示黄连对2型糖尿病具有一定的治疗作用。黄连低剂量组与黄连高剂量组比较，其炎症因子水平较高，与模型组无显著差别，提示黄连低剂量时对2型糖尿病的治疗效果相对较差，进而推测黄连治疗2型糖尿病存在一定的量-效相关性，这将为黄连在临床上的应用提供参考。

综上所述，黄连可以降低2型糖尿病大鼠的炎症因子水平，为研究2型糖尿病的潜在发病机制及黄连的药理机制提供理论依据。

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