Hypoglykæmiske og hypopidæmiske virkninger af totale glykosider af Cistanche Tubulosa i diæt-/streptozotocin-inducerede diabetiske rotter

Kontakt: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Kuiniu Zhu, et al

ABSTRAKT

Etnofarmakologisk relevans: Cistanche tubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) er en hyppigt ordineret komponent i mange traditionelle urte-recepter, der bruges til at behandle diabetes i Kina. I nyere undersøgelser er den antidiabetiske aktivitet afCistanchetubulosaudtræk er blevet bekræftet. Der er dog ikke rapporteret nogen systematisk undersøgelse af det samlede antal glykosider afCistatnche tubulosa(TGCT). Formålet med undersøgelsen: Nærværende undersøgelse havde til formål at undersøge de hypoglykæmiske og hypolipidæmiske virkninger af TGCT og de potentielle mekanismer i diæt/streptozotocin (STZ)-inducerede diabetiske rotter, og at kemisk karakterisere hovedbestanddelene af TGCT (samlede glykosider afCistanchetubulosa).

Materialer og metoder:Hovedbestanddelene i TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)blev karakteriseret ved HPLC/Q-TOF-MS, og den analytiske kvantificering blev udført med HPLC-DAD. Type 2-diabetiske rotter blev induceret af en diæt med højt fedtindhold og højt saccharose (HFSD) og en enkelt injektion af STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg og 200 mg/kg) eller metformin (200 mg/kg) blev administreret oralt i 6 uger. Kropsvægt og kalorieindtag blev overvåget gennem hele forsøget. Fastende plasmaglukose (FPG), oral glucosetolerancetest (OGTT), arealet under kurven for glucose (AUC-G), glykosyleret hæmoglobin (HbA1c), fastende insulin, serum C-peptid, glykogenindhold og insulinfølsomhedsindeks var testet. Niveauerne af phosphoryleret proteinkinase B og phosphoryleret glycogensyntasekinase 3, aktiviteterne af hexokinase og pyruvatkinase blev analyseret. I mellemtiden blev ændringerne i serumlipidprofiler, superoxiddismutase, glutathionperoxidase, malondialdehyd og inflammatoriske faktorer målt. Histologisk af bugspytkirtlen blev også evalueret ved hæmatoxylin-eosin-farvningen.

Resultater:Vores undersøgelse afslørede tilstedeværelsen af ​​phenylethanoid glycosider (PhGs): echinacosid (500,19 ± 11,52 mg/g), acteosid (19,13 ± 1,44 mg/g) og isoacteosid (141,82 ± 5,78 mg/g) i TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa). Farmakologiske test viste, at TGCT signifikant reverserede STZ-induceret vægttab (11,1 procent, 200 mg/kg); nedsat FPG (56,4 procent, 200 mg/kg) og HbA1c (37,4 procent, 200 mg/kg); forbedrede OGTT, AUC-G og insulinfølsomhed; øget glykogenindhold (40,8 procent i leveren og 52,6 procent i muskler, 200 mg/kg) og aktiviteterne af kulhydratmetaboliserende enzymer; regulerede lipidprofilændringer og aktiviteterne af antioxidantenzymer; nedsatte serummarkører for oxidativt stress og inflammation på en dosisafhængig måde (p <>

Konklusioner:Denne undersøgelse bekræftede, at TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa) var et effektivt ernæringsmiddel til at lindre hyperglykæmi og hyperlipidæmi hos diæt/STZ-inducerede diabetiske rotter, hvilket i vid udstrækning kan tilskrives aktiviteterne af TGCT(totalt glykosider afCistanchetubulosa)om hæmninger af oxidativt stress og inflammation.

Nøgleord:Samlede glykosider afCistanche tubulosaType 2 diabetes mellitus Hypoglykæmisk Hypolipidæmisk Antioxidant Anti-inflammatorisk

1. Introduktion

Diabetes mellitus betragtes som en metabolisk sygdom, som er karakteriseret ved hyperglykæmi som følge af nedsat insulinproduktion eller/og insulinresistens (IR) (American Diabetes Association, 2019). Kronisk hyperglykæmi er forbundet med flere alvorlige komplikationer såsom nefropati, retinopati, neuropati og hjerteproblemer (Ekoe, 2019). Antallet af globale diabetikere i 2019 anslås til at være 463 millioner (9,3 procent), stigende til 578 millioner (10,2 procent) i 2030 og 700 millioner (10,9 procent) i 2045 (Saeedi et al., 2019). Adskillige lægemidler såsom metformin (Met, øger produktionen af ​​leverglykogen), insulin (undertrykker glukoseproduktion og øger glukoseudnyttelse) og sulfonylurinstoffer (stimulerer pancreas-øceller til at udskille insulin) er effektive til at reducere glykæmi. Imidlertid havde masser af uønskede bivirkninger (herunder vægtøgning, hypoglykæmi, IR og ødem) begrænset deres anvendelse (Moller, 2001). Derfor har mange forskere ledt efter biologisk aktive forbindelser fra traditionelle planteekstrakter til behandling af diabetes i løbet af de seneste år (Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).

Cistanchetubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) er blevet flittigt brugt i traditionel kinesisk medicin, som ofte ordineres i traditionelle formuleringer til behandling af nyremangel, kvindelig infertilitet og diabetes mellitus (Li et al., 2016; Han et al., 2017 ; Su et al., 2017). Nylige undersøgelser har rapporteret, at vandigt ekstrakt afCistanchetubulosaviste hypoglykæmiske og hypolipidæmiske effekter i db/db-mus med type 2-diabetes mellitus (T2DM) (Xiong et al., 2013) og forbedrede blodsukkerniveauer, IR og lipidperoxidation i streptozotocin (STZ)-nicotinamid-inducerede (diabetiske rotter) Kong et al., 2018). Phenylethanoidglycosider (PhG'er) er hovedbestanddelene afCistanchetubulosa(Morikawa et al., 2014), som har udvist forskellige biologiske aktiviteter såsom antioxidation (Xue et al., 2017) og anti-cancer (Fu et al., 2019). Desuden hæmmede PhG'er signifikant stigningen i postprandiale blodsukkerniveauer i stivelsesfyldte mus (Morikawa et al., 2014), undertrykte den natriumafhængige glucosecotransporter 1-medierede glucoseoptagelse i intestinale epitelceller (Shimada et al., 2017), og hæmmede aktiviteten af ​​aldosereduktase i rottelinser (Morikawa et al., 2019). Imidlertid har ingen tidligere forskning undersøgt den antihyperglykæmiske aktivitet af totale glykosider afCistanchetubulosa(TGCT).

I denne undersøgelse, de antidiabetiske egenskaber af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)er blevet evalueret i en diæt med højt fedtindhold og højt saccharose (HFSD) og STZ-inducerede diabetiske rotter. Derudover blev antioxidant- og antiinflammatoriske aktiviteter også undersøgt for at forstå den potentielle mekanisme af TGCT.

2 Materialer og metoder

2.1. Kemikalier og reagenser

STZ blev købt fra Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, USA). Met blev opnået fra det kinesisk-amerikanske Shanghai Squibb Pharma. ELISA-sættene af insulin, C-peptid blev leveret af Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, Kina). ELISA-sættene af glukose, glycosyleret hæmoglobin (HbA1c), total kolesterol (TC), triacylglycerol (TG), low-density lipoprotein kolesterol (LDL-C), high-density lipoprotein kolesterol (HDL-C), superoxiddismutase (SOD) , glutathionperoxidase (GSH-Px), malondialdehyd (MDA), tumornekrosefaktor- (TNF ), interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6) blev købt fra Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . ELISA-sættene af phosphoryleret proteinkinase B (p-PKB) og phosphoryleret glycogensynthase kinase 3 (p-GSK3 ) blev erhvervet fra Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinacoside (renhed større end eller lig med 98 procent) og acteosid (renhed større end eller lig med 97 procent) blev købt fra National Institutes for Food and Drug Control. Isoacteosid (renhed større end eller lig med 98 procent) blev leveret af Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.

2.2. Planteressourcer og forberedelse af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)

Den tørrede saftige stilk afCistanchetubulosablev købt fra Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, Kina) og identificeret af Dr. Puyang Gong fra Pharmaceutical Botany Department, Southwest Minzu University. En kuponprøve (nr. 20161103) blev knust til et pulver og deponeret i herbariet hos Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. Ifølge SFDA's nationale lægemiddelstandard "Congrong Zonggan Jiaonang" (YBZ07482005-2011Z), råt lægemiddel (1 kg) blev ekstraheret med vand i tre gange efter iblødsætning i 1 time. Efter filtrering blev filtratet koncentreret under reduceret tryk, tilsat alkohol til den koncentrerede opløsning, indtil ethanolkoncentrationen nåede 60 procent. Flydende supernatant blev koncentreret uden alkoholsmag og blev derefter oprenset med makroporøs harpiks. For det første blev vand-eluent og 40 procent ethanol-eluent opsamlet successivt til senere brug. For det andet blev vand-eluent reinjiceret i den makroporøse harpiks og elueret med vand. Vandeluenten blev kasseret. For det tredje blev eluering med 40 procent ethanol og eluenten opsamlet til senere brug. Til sidst blev 40% ethanol-eluenter kombineret og koncentreret ved hjælp af en rotationsfordamper, hvorefter opløsningen blev tørret ved spraytørring. Ca. 60 g brun kraft blev opnået (dvs. TGCT). Renheden af ​​TGCT blev påvist i henhold til standarden (YBZ07482005-2011Z), som nås op til 853 mg/g. TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)({{0}},21 mg) og tre blandede standarder (echinacosid: 131,3 ug, acteosid: 4,2 ug, isoacteosid: 39,4 ug) blev henholdsvis opløst i 1 mL methanol:vand (50/50, v/ v), og derefter filtreret gennem en 0,45 μm membran før injektion.

2.3. Kvalitativ analyse af TGCT ved HPLC/Q-TOF-MS

HPLC-systemet var forbundet med en Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, USA) udstyret med elektrospray-ionisering. Analysen blev udført på Zorbax SB-C18-søjlen (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). Den mobile fase var sammensat af methanol-vand (indeholdende 0,1 procent H3PO4). Strømningshastigheden var 1,0 mL/min. Gradientelueringsprogrammer blev opsummeret som følger: 0-20 minutter, 18 procent –28 procent A; 20–50 min, 28 procent –32 procent A; 50–60 min, 32 procent A; 60–70 min, 32 procent –50 procent. TOF-MS blev udført i både positiv og negativ iontilstand over m/z 100-3000 under følgende driftsparametre: kapillærspænding 3500 V (ESI-) eller 4000 V (ESI plus ); tørringsgas, 10,0 l/min; gastemperatur, 350 ◦C; forstøvertryk, 35 psi; skimmerspænding, 65 V; fragment eller spænding, 135 V; OCTRFV, 750 V. Alle data blev kontrolleret af Data Acquisition for TOF/ Q-TOF Ver. B.03.01 og kvalitativ analyse Ver. B.03.01 (Agilent Technologies, USA).

2.4. Kvantitativ analyse af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)af HPLC-DAD

Adskillelse blev udført på Zorbax SB-C18-søjlen (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) inden for 50 minutter (1,0 ml/min). Kromatografiske betingelser for HPLC-DAD var de samme som den kvalitative analyse. Injektionsvolumenet, kolonnetemperaturen og UV-bølgelængden blev indstillet til henholdsvis 5 μL, 30 ◦C og 330 nm.

2.5. Forsøgsdyr

SD-hanrotter, der vejede 180 ± 20 g, blev købt fra Laboratory Animal Center i Nanjing Qinglongshan [Certifikat nr. SCXK (SU) 2017-0001] og anbragt på Animal Care Facility i Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, Kina). Dyreplejen og forsøgsprocedurerne blev godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee, Huzhou Institute for Food and Drug Control (godkendelse nr. 19018), og blev udført i overensstemmelse med reglerne for dyreforsøg i Kina. Rotter blev holdt under kontrolleret temperatur (24 ± 2 ◦C) og fugtighed (50 ± 10 procent) med en 12 timers lys- og mørkecyklus, akklimatiseret til livsbetingelser i 7 dage ved normalt laboratoriefoder og vand ad libitum.

2.6. Induktion af diabetes

Rotter i den normale kontrolgruppe (NC, n {{0}}) blev fodret med en normal kost, hvorimod forsøgsrotterne blev fodret med HFSD (en normal kost suppleret med 20 procent saccharose, 10 procent svinefedt, 2,5 procent kolesterol og 1 procent cholat, 3,95 kcal/g) i 4 uger. Efter 12 timers faste blev rotter intraperitonealt injiceret med en enkelt dosis STZ (30 mg/kg), som blev opløst i kold citratbuffer (0,1 M, pH 4,5) umiddelbart før brug. På den 8. dag efter STZ-injicering blev der taget en blodprøve fra haleenden med engangsblodudtagningsnål, og fastende plasmaglucose (FPG) blev bestemt af det bærbare glukometer (LifeScan, Inc. UK). Rotter med symptomerne på polyuri, polydipsi og FPG større end eller lig med 11,1 mmol/L blev betragtet som diabetiske rotter og tilfældigt inddelt i fem grupper (n =10).

Gruppe I: NC, fodret med 0,5 procent natriumcarboxylmethylcellulose (CMC Na, 10 ml/kg).

Gruppe II: diabeteskontrol (DC), fodret med 0,5 procent CMC-Na (10 ml/kg).

Gruppe III: TGCT-50, behandlet med TGCT (50 mg/kg).

Gruppe Ⅳ: TGCT-100, behandlet med TGCT (100 mg/kg).

Gruppe Ⅴ: TGCT-200, behandlet med TGCT (200 mg/kg).

Gruppe Ⅵ: Met-200, behandlet med Met (200 mg/kg).

Doserne, der blev brugt i denne undersøgelse, blev udvalgt baseret på Chinese Pharmacopeia (2015-udgaven). Alle grupper blev administreret oralt én gang dagligt og fortsatte med at modtage deres respektive diæter i yderligere 6 uger.

2.7. Overhold rotternes generelle tilstand

Pelstilstand, urinproduktion og overlevelse af rotter blev observeret hver dag. Kropsvægt (BW) og kalorieindtag blev overvåget gennem hele forsøget. FPG blev evalueret ved 0, 2., 4. og 6. uge efter behandling med TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa).

2.8. Oral glucosetolerancetest (OGTT)

OGTT blev udført på natten over fastende rotter på det terminale stadium af hele undersøgelsen. Kun 6 0 μL blodprøver blev opsamlet med en kapillarpipette fra sinus orbital (0 timer), derefter administreret med TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)(50 mg/kg, 100 mg/kg og 200 mg/kg) eller Met (200 mg/kg). Blodprøver blev opsamlet 0,5 time, 1 time, 2 timer efter glukosebelastning (2 g/kg). Rotterne blev bedøvet med isofluran i nogle få minutter, før de tog blod, og derefter trykkede de straks for at stoppe blødningen med hæmostatisk bomuld. Alle forsøgene blev udført med god omhu for at sikre dyrenes velfærd. Plasmaglucosekoncentrationer blev bestemt ved hjælp af et glucosekit baseret på glucoseoxidaseperoxidasemetoden. Arealet under kurven for glukose (AUC-G) blev beregnet til at henvise til litteraturen (Shao et al., 2013).

2.9. Bestemmelse af fastende insulin (FINS) og insulinfølsomhedsindeks (ISI)

Interval på 1 dag efter OGTT var alle rotter i gode forhold uden symptomer som blindhed og betændelse. Derefter blev de bedøvet med pentobarbitalnatrium (40 mg/kg, ip) efter faste i 12 timer, og blodprøver blev indsamlet fra abdominalaorta med og uden heparin til biokemiske estimeringer. Serum blev opsamlet fra blodprøver (uden heparin) ved centrifugering. FINS blev analyseret med ELISA-kittet. FPG blev bestemt under anvendelse af et kommercielt sæt baseret på glucoseperoxidasemetoden. ISI blev beregnet i overensstemmelse med formlen: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).

2.10. Estimering af glykogensyntese i lever og muskler

Lever og gastrocnemius muskler blev skåret ud, skyllet, vejet og opbevaret ved -70 ◦C. Glykogen i lever og muskler blev målt ved anthronemetoden som beskrevet tidligere (Ren et al., 2015). Indholdet af glykogen blev udtrykt som mg/g vådvægt af væv. Aktiviteterne af hexokinase (HK) og pyruvatkinase (PK) i leveren blev bestemt af kommercielt tilgængelige kits ifølge producentens instruktioner.

2.11. Biokemisk analyse

HbA1c i fuldblod (med heparin) blev målt med et diagnostisk kit. Serum C-peptid, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 og IL-1 blev testet med kommercielle sæt i overensstemmelse med producentens anvisninger.

2.12. Histologisk evaluering af bugspytkirtlen

Bugspytkirtelvæv blev også skåret ud, skyllet og fikseret i 10 procent neutral formalin, derefter dehydreret i gradientethanol (75 procent, 85 procent, 95 procent og 100 procent) og xylen (100 procent). Efter gennemtrængning blev de indlejret i paraffin og skåret i 3 μm tykke sektioner med en roterende mikrotom. Vævssnit blev farvet med hæmatoxylin-eosin (H&E) til lysmikroskopiske undersøgelser (Chen et al., 2014).

2.13. Statistisk analyse

Statistisk analyse blev udført af SPSS version 16.0 software. Dataene blev præsenteret ved middelværdi ± SD. Statistiske sammenligninger mellem grupperne blev udført ved hjælp af envejs ANOVA efterfulgt af Tukeys test, og en værdi på p < 0.05="" blev="" taget="" som="" statistisk="">

3. Resultater

3.1. Fytokemisk analyse af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)

Den kvalitative analyse er udført og præsenteret i de supplerende materialer. Det samlede ionkromatogram i negativ ion-tilstand blev demonstreret i Fig. S1. MS-data blev foreløbigt tildelt ved sammenligning med data i en tidligere rapport (Li et al., 2015) og opsummeret i tabel S1. De analytiske metoder til kvantificering af markørerne er også blevet valideret og kort beskrevet i de supplerende materialer. HPLC-chromatogrammerne blev vist i fig. 1. Tre hovedbestanddele (echinacosid, acteosid og isoacteosid) af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)blev identificeret sammenlignet med referencestofferne. Identifikationen af ​​forbindelserne og deres koncentrationer i TGCT er vist i tabel 1.

3.2. Effekter af TGCT på BW og kalorieindtag

Som vist i fig. 2A viste rotter fodret med HFSD vægten steget med et gennemsnit på 41 g sammenlignet med NC-gruppen efter 4 uger. STZ reducerede dog åbenbart BW hos rotter sammenlignet med NC-gruppen. I modsætning hertil var BW i TGCT-grupper (100 og 200 mg/kg) progressivt og signifikant øget (p < 0,05)="" med="" henholdsvis="" 8,1="" procent="" og="" 11,1="" procent="" sammenlignet="" med="" dc-gruppen="" ved="" slutningen="" af="" ​​forsøgsperioden="" ,="" hvilket="" indikerede,="" at="">(samlede glykosider afCistanchetubulosa)kunne forhindre for stort vægttab under patologiske forhold. NC-gruppens kalorieindtag var observerbart lavere end de andre grupper, og der var ingen signifikant forskel i kalorieindtaget mellem de andre fem grupper (fig. 2B).

3.3. Effekter af TGCT på FPG, OGTT og HbA1c

STZ-inducerede diabetiske rotter viste en bemærkelsesværdig stigning i FPG sammenlignet med NC-gruppen (p < 0.01)="" som="" afbildet="" i="" fig.="" 3a.="" oral="" administration="" af="">(samlede glykosider afCistanchetubulosa)påvist hypoglykæmisk effekt på en tids- og dosisafhængig måde. TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)(100 og 200 mg/kg) reducerede FPG-niveauerne signifikant ved 4. (22,1 procent og 24,8 procent ) og 6. (23,2 procent og 56,4 procent) uge sammenlignet med DC-gruppen. Som afbildet i fig. 3B og C, sænkede TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) tydeligvis blodsukkeret med 16,1 procent og 22,2 procent efter 0,5 timer og faldt med 17,2 procent og 26,5 procent efter 1 time, og AUC. -G af TGCT-grupper blev også reduceret med henholdsvis 8,1 procent, 18,5 procent og 25,4 procent. Som illustreret i fig. 3D var der en signifikant stigning i HbA1c (93,3 procent) sammenlignet med NC-gruppen, mens oral administration af TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) til diabetiske rotter faldt bemærkelsesværdigt (p < 0,05)="" hba1c="" (henholdsvis="" 26,7="" procent="" og="" 37,4="" procent)="" sammenlignet="" med="">

3.4. Glykogenindhold i lever og muskler

Som vist i fig. 4A og B var glykogenniveauer signifikant reduceret i diabetiske rotter. Når forskellige koncentrationer af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)blev administreret til diabetiske rotter i 6 uger, var leverglykogen i TGCT-grupper (100 mg/kg og 200 mg/kg) højere (25,2 procent og 40,8 procent) end dem i DC-gruppen (p < 0,05).="" 4a).="" en="" lignende="" effekt="" blev="" påvist="" i="" musklen="" som="" glykogen="" i="">(samlede glykosider afCistanchetubulosa)grupper (100 mg/kg og 200 mg/kg) var højere (40,7 procent og 52,6 procent) end dem i DC-gruppen (p < 0,05, fig. 4B).

3.5. Effekter af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)på seruminsulin, C-peptid og ISI

Som vist i tabel 2 var insulin og C-peptid åbenlyst (p < 0.01)="" faldet="" hos="" diabetiske="" rotter="" sammenlignet="" med="" nc-gruppen.="" dog="">(samlede glykosider afCistanchetubulosa)at all doses caused no significant increase in insulin and C-peptide levels (p >{{0}}.05), selvom insulin og C-peptid i TGCT-behandlede grupper var lidt højere end i DC-gruppen. I mellemtiden beregnede vi ISI i fig. 4C. I modsætning til insulinsekretionen blev ISI forhøjet med henholdsvis 32,9 procent og 37,8 procent ved TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) sammenlignet med DC-gruppen (p <>

3.6. Histopatologisk undersøgelse af bugspytkirtlen

For at verificere effekten af ​​TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)ved regenerering i pancreas-øer blev den histologiske analyse af bugspytkirtlen udført. I fig. 5A blev normal histologisk struktur og størrelse øer observeret i NC-gruppen. I modsætning hertil resulterede STZ-injiceret i et fald i antallet og diameteren af ​​øer med markante mikrovesikulære ændringer (fig. 5B). Både TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)og Met øgede antallet og størrelsen af ​​øer betydeligt ved scoringsanalyse (fig. 5C-F).

3.7. Virkninger af TGCT på p-PKB, p-GSK3, HK og PK

I tabel 2 viste phosphoryleringsniveauerne af PKB og GSK3 sig at være signifikant (p < 0.05)="" faldet="" hos="" diabetiske="" rotter.="">(samlede glykosider afCistanchetubulosa)(100 mg/kg og 200 mg/kg) øgede koncentrationerne af p-PKB (TGCT-100 bemærkelsesværdigt: 13,5 procent, p < 0.05="" og="" tgct-200:="" 16,7="" procent,="" p="">< 0,05)="" og="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" procent,="" p="">< 0,01).="" lignende="" virkninger="" af="" tgct="" på="" hk="" og="" pk="" blev="" også="" observeret.="" tgct-grupper="" øgede="" aktiviteterne="" for="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" procent,="" p="">< 0,05="" og="" tgct-200:="" 59,1="" procent,="" p="">< 0,01)="" og="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" procent,="" p="">< 0,05)="" end="" dem="" i="">

3.8. Effekter af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)på dyslipidæmi

Som vist i tabel 3 fik rotter behandlet med TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) lipidabnormaliteterne væsentligt forbedret. TG blev reduceret med 19,8 procent (p < 0,05)="" og="" 25,9="" procent="" (p="">< 0,01);="" tc="" blev="" reduceret="" med="" 28,5="" procent="" og="" 31,4="" procent="" (p="">< 0,05);="" ldl-c="" blev="" reduceret="" med="" 20,0="" procent="">< 0.01)="" compared="" with="" dc="" group.="" however,="" the="" suppressed="" hdl-c="" level="" in="" dc="" group="" was="" significantly="" elevated="" by="" 26.8%="" (p="" <="" 0.05)="" in="" tgct-200="">

3.9. Effekter af TGCT på oxidativt stress og inflammation

I lyset af de vigtige roller af oxidativ stress og inflammation i patofysiologien af ​​diabetes, evaluerede vi TGCT's evne til oxidativ stress og inflammation hos diabetiske rotter. TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)(100 og 200 mg/kg) steg effektivt (14,7 procent, p < 0,05 og 20,5 procent, p< 0.01)="" the="" activity="" of="" sod,="" remarkably="" elevated="" (16.3%,="" p="" <="" 0.01="" and="" 22.3%,="" p="" <="" 0.01)="" the="" gsh-px="" activity="" and="" significantly="" decreased="" (15.0%,="" p="" <="" 0.05="" and="" 19.7%,="" p="" <="" 0.05)="" the="" mda="" formation="" compared="" with="" dc="" group="" in="" table="" 3.="" similarly,="" tgct="" (200="" mg/kg)="" treatment="" also="" blocked="" the="" stz-induced="" overproduction="" of="" pro-inflammatory="" cytokines="" tnf-α="" (21.8%,="" p="" <="" 0.01),="" il-6="" (14.0%,="" p="" <="" 0.05)="" and="" il-1β="" (15.2%,="" p=""><>

4. Diskussion

Diabetes er en progressiv og kronisk metabolisk lidelse, der hovedsageligt er karakteriseret ved hyperglykæmi. På nuværende tidspunkt er FPG et specifikt mål for blodsukkerkoncentration, OGTT er et følsomt detektionskriterium for tidlige abnormiteter i glukosebortskaffelse, mens HbA1c er meget brugt som et guldstandardindeks for glykæmisk kontrol afspejler det gennemsnitlige glucoseniveau over 120 dage før testen ( Nagy et al., 2018; Gan et al., 2018). FPG, OGTT og HbA1c bruges klinisk til diagnosticering og behandling af prædiabetes og diabetes (Chai et al., 2017). I vores undersøgelse er det klart, at FPG af diabetiske rotter behandlet med TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)(100 mg/kg og 200 mg/kg) var signifikant reduceret sammenlignet med DC-gruppen. Som dataene vist i OGTT og AUC-G blev den nedsatte glukosetolerance og glukoseoptagelseshastighed vendt ved TGCT hos diabetiske rotter. I mellemtiden blev resultatet også understøttet af måling af HbA1c-indhold. Disse data indikerede, at TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)forbedrede de fysiologiske indekser for diabetiske rotter ved at regulere blodsukkerhomeostase.

Nedsat insulinsekretion og IR spiller en afgørende rolle i udviklingen af ​​hyperglykæmi. Målretning af en af ​​dem er passende for at forbedre den glykæmiske kontrol og forhindre T2DM (Szoke og Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Flere forskere har rapporteret, at en kombination af en kost med højt fedtindhold og lavdosis STZ er et effektivt middel til at inducere T2DM i forsøg med dyr. Lavdosis STZ forårsager mild svækkelse af insulinsekretion, der ligner de senere stadier af T2DM (Gheibi et al., 2017). I denne undersøgelse øgede TGCT hverken insulinsekretionen signifikant eller genoprettede pancreas-øen hos diabetiske rotter, selvom insulin og antallet af øer i TGCT-behandlede grupper var højere end i DC-gruppen. Disse resultater er i tråd med det tidligere studie i db/db-mus (Xiong et al., 2013). Vores resultater viste en signifikant vægtstigning hos diabetiske rotter behandlet med TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa), hvilket kan forklares med en lille stigning i insulin, der kan hæmme proteinkatabolisme i muskelvæv (Adams et al., 2019). Ydermere viste resultatet af ISI, at TGCT tydeligvis forbedrede IR'en af ​​diabetiske rotter, hvilket er i overensstemmelse med en tidligere rapport (Kong et al., 2018), som gav nye beviser med hensyn til den potentielle mekanisme på den antidiabetiske effekt af TGCT.

Som vi alle ved, er PKB/GSK3-vejen en af ​​de mest kritiske insulinsignaleringsveje, der er blevet foreslået at mediere insulin-induceret glykogensyntese (Zheng et al., 2015). HK og PK fungerer som potentielle lægemiddelmål i den farmakologiske behandling af diabetes. Sænkede HK- og PK-aktiviteter er blevet bekræftet i IR, mens aktivering af HK og PK forårsager flere glykogenreserver eller glykolyse, der producerer fyldigere energi ved at bruge blodsukker (Hu et al., 2014). I nærværende undersøgelse, TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)behandling øgede samtidig det phosphorylerede proteins ekspression af PKB og GSK3, hvilket førte til en signifikant vending i aktiviteterne af HK og PK, og genoprettede markant glykogenindholdet i leveren og musklerne, efterhånden som blodsukkeret reduceredes. Disse resultater indikerede, at TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)aktiverede nøgleenzymer i insulinsignalvejen og gav yderligere bevis for, at insulinfølsomheden virkelig var forbedret hos diabetiske rotter.

Langvarig diabetes bidrager også til at booste LDL-C og reducere HDL-C-niveauer, der forårsager lipiddysregulering (Jayashankar et al., 2016), og dyslipidæmi er en etableret markør for endotel dysfunktion og kardiovaskulær risiko ved diabetes (Shahwan et al., 2019). I vores undersøgelse sænkede TGCT (200 mg/kg) niveauerne af TC, TG og LDL-C bemærkelsesværdigt og øgede niveauet af HDL-C hos diabetiske rotter, hvilket er i overensstemmelse med de tidligere rapporter,Cistanchetubulosaregulerede effektivt lipidmetabolismen hos mus (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Disse resultater indikerede, at TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)kan være mere gavnligt for diabetikere med abnormiteter i blodlipiderne.

STZ er et bredspektret antibiotikum, som har en høj selektiv toksicitetseffekt på pancreas-ø-celler som følge af stigningen af ​​superoxidradikal og yderligere til dårlig glykæmisk kontrol igen (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020 ). I mellemtiden er oxidativ stress også en vigtig årsag til IR i adskillige miljøer (Taniguchi et al., 2006). IR og diabetes er forbundet med de reducerede aktiviteter af antioxidantenzymer, såsom SOD og GSH-Px (Styskal et al., 2012). Tidligere undersøgelser havde antydet, at undertrykkelse af oxidativ stress var i stand til at sænke blodsukkeret hos diabetiske rotter (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). I denne undersøgelse, behandling med TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)betydeligt genoprettede de cellulære defensive funktioner af SOD og GSH-Px og reducerede MDA-niveauer i diabetiske rotter, hvilket viste, at TGCT har egenskaberne i antioxidation.

De vigtigste bestanddele i TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)er phG'er, og det samlede indhold af echinacosid, acteosid og isoacteosid er mere end 661 mg/g. Planter, der har høje antioxidantkomponenter, såsom PhG'er, har generelt vist sig at have hypoglykæmiske virkninger (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Derfor spekulerede vi i, at den antidiabetiske effekt af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)kan delvist tilskrives PhG'ernes antioxidantaktivitet. Af hensyn til indholdet af echinacosid i TGCT er der behov for yderligere undersøgelser for at undersøge virkningerne af echinacosid på IR og diabetes in vivo og in vitro modeller.

Det er almindeligt anerkendt, at diabetes mellitus er en inflammatorisk sygdom. Inflammatoriske cytokiner såsom TNF-, IL-6 og IL-1 kan interferere med insulinreceptorens signalvej og fører yderligere til IR (Bastard et al., 2006). Inflammation ser ud til at være et levedygtigt lægemiddelmål i behandlingen af ​​IR og i forlængelse heraf diabetes (Chen et al., 2015). I den aktuelle undersøgelse, TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)kunne sænke niveauet af TNF-, IL-6 og IL-1, hvilket viste den antiinflammatoriske effekt. Dette kan være en anden anti-diabetisk mekanisme af TGCT hos diabetiske rotter.

Akkumulerende beviser viser, at vedvarende højt blodsukker giver anledning til abnormiteter i strukturen og funktionen af ​​cirkulerende proteiner og lipider, hvilket fører til glycoxidation og peroxidation og derefter fremmer produktionen af ​​inflammatoriske cytokiner. Tilsvarende resulterer øgede inflammatoriske cytokiner i produktionen af ​​reaktive oxygenarter og andre reaktive dele, som fremmer oxidativ stress og oxidativ skade. Dette resulterer i en ond cirkel (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Derfor kan reduktion af blodsukker og lipider bidrage til de antioxidante og antiinflammatoriske virkninger af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa). Til en vis grad er den nøjagtige antidiabetiske mekanisme ikke helt klar og kræver mere undersøgelse.

5. Konklusion

Sammenfattende viste denne undersøgelse, at TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)var et effektivt middel til behandling af hyperglykæmi og hyperlipidæmi hos diæt/STZ-inducerede diabetiske rotter. Ydermere kan den antidiabetiske effekt i vid udstrækning være relateret til TGCT's antioxidante og antiinflammatoriske egenskaber. Denne undersøgelse ville foreslå muligheden for at indføre TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)i diabetesbehandling. Men den detaljerede antidiabetiske mekanisme af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa)forbliver usikker, og yderligere undersøgelser in vivo og in vitro er nødvendige.

Forfatterbidrag

Konception og design: ZQM, KNZ og WX. Udarbejdelse af TGCT(samlede glykosider afCistanchetubulosa), analyse af kemiske bestanddele og metodevalidering: RG, ZKX og WJL. Diabetes induktion og daglig behandling: KNZ og HF. Forberedelse af prøver til biokemisk analyse: KNZ, HF og ZQM. Dataanalyse og manuskriptudformning: KNZ, ZQM og YST. Datavalidering og manuskriptrevision: WZH, GD og YST.

Erklæring om konkurrerende interesse

Forfatterne har ikke erklæret nogen interessekonflikter.

Anerkendelser

Denne undersøgelse blev økonomisk støttet af National Science & Technology Major Project Key New Drug Creation and Manufacturing Program, Kina (tilskud nr. 2013ZX09402203) og videnskabs- og teknologiprojektet i Huzhou, Zhejiang-provinsen (tilskud nr. 2018GZ03). Vi takker Mrs. Ning Su og Mrs. Sha Liu fra Jiangsu Institute of Medicine for deres hjælp til vævsundersøgelser. Jinfeng Wu og Xuefei Zhang osv. blev taknemmeligt anerkendt i denne forskning.

Tillæg A. Supplerende data til denne artikel kan findes online på https://doi. org/10.1016/j.jep.2021.113991.

Fra: 'Hypoglykæmiske og hypolipidæmiske virkninger af totale glykosider afCistanchetubulosai diæt/streptozotocin-inducerede diabetiske rotter' afKuiniu Zhu, et al

---Journal of Ethnopharmacology 276 (2021) 113991