Effects of Lonicera caerulea Anthocyanin Complex Liquid Preparation on Glucose and Lipid Metabolism in Type 2 Diabetes Mellitus Mice
-
摘要: 目的：探究蓝靛果花青素复合液态制剂（由Lonicera caerulea L.、Polygonatum sibiricum、Inonotus obliquus复配制成，LPI）对Ⅱ型糖尿病（T2D）小鼠糖脂代谢的影响。方法：高脂饲喂结合链脲佐菌素诱导构建T2D小鼠模型，将其随机分为6组进行饲养：空白对照组、糖尿病模型组、低中高剂量样品组和二甲双胍阳性对照组。28 d连续干预后测定并记录小鼠的体质量数据及生理生化指标，并对小鼠的脏器进行病理学观察。结果：LPI各个剂量组均能升高T2D小鼠体重，改善脏器损伤的症状，显著降低血清胰岛素水平（P<0.05）并显著提高HDL-C水平（P<0.05）。LPI各个剂量组可以显著降低空腹血糖值（P<0.05）及胰岛素抵抗指数（P<0.05），改善其葡萄糖耐量（P<0.05），并使T2D小鼠血清TC、TG、LDL-C水平显著降低，且具有剂量依赖性。结论：蓝靛果花青素复合液态制剂可从体质量数据、糖代谢、脏器病理损伤、脂代谢多方面改善T2D小鼠的代谢紊乱情况，为新型天然植物降糖制剂的研发及糖尿病防治提供理论支撑。Abstract: Objective: Investigate the effects of Lonicera caerulea anthocyanin complex liquid preparation (compound made of Lonicera caerulea L., Polygonatum sibiricum, Inonotus obliquus, LPI) on glucose and lipid metabolism in type 2 diabetes mellitus (T2D) mice. Methods: T2D model in mice was constructed by high-fat feeding combined with streptozotocin. The mice were randomly divided into 6 groups: Blank control group, diabetes model group, low, middle and high dose sample group and metformin positive control group. After continuous intervention for 28 days, the body mass data and physiological and biochemical indexes of mice were measured and recorded, and the pathological observation of the organs of mice was performed. Results: Each dose group of LPI could increase the weight of T2D mice, improve the symptoms of organ injury, significantly reduce serum insulin level (P<0.05) and significantly increase the levels of HDL-C (P<0.05). Each dose group of LPI could significantly reduce fasting blood glucose (P<0.05) as well as insulin resistance index (P<0.05), improve glucose tolerance (P<0.05), and reduce the levels of TC, TG and LDL-C in serum of T2D mice (P<0.05) in a dose-dependent manner.
-
Keywords:
- anthocyanins /
- type Ⅱ diabetes /
- glycolipid metabolism /
- liver
-
随着人口老龄化、肥胖率上升、运动量下降及饮食习惯的改变，糖尿病的发病率急剧升高[1]。Ⅱ型糖尿病通常是由胰岛素抵抗引起的，与遗传、超重或运动不足有关，其患者人数占所有糖尿病患者的90%~95%，预计到2030年将增加到4.39亿[2]。目前针对糖尿病的治疗策略有调节饮食、体育锻炼、药物治疗[3]等。但市面大多数药物在治疗糖尿病的同时对人体具有不良影响，如血糖过低、体液潴留、骨质疏松、心力衰竭等[4]。大量研究表明，与化学药物相比，天然产物及活性成分在防治糖尿病的同时对人体具有较小的毒性和不良影响[5]，同时还具有多组分多靶点组合或协同效应的优势[3]。多组分多靶点疗法已被证实比传统的单靶点药物更有效且毒性更小[6]。研制具有良好协同降糖作用及感官的制剂，既可以满足具有抗糖尿病人群的需求[7]，又可促进农产品的精深加工，具有广阔的市场前景和重要的社会意义。
各种体内和体外实验及临床研究表明，深色浆果是很好的天然抗糖尿病食物，它们含有丰富的生物活性物质，如花青素、黄酮和多糖[8]。花青素可以激活糖尿病小鼠腺苷酸蛋白激酶、上调GLUT4以提高胰岛素敏感性，抑制葡萄糖生成，从而改善糖尿病症状[9]。黄精在预防和治疗糖尿病方面表现较好主要归因于其次级代谢产物[10]，如多糖、黄酮、皂苷及酚类化合物[11]。桦褐孔菌（白桦茸）是中国广泛使用的一种药材和保健食品[12]，桦褐孔菌多糖（IOPS）被认为是桦褐孔菌的主要生物活性成分之一，具有降血糖、抗肿瘤、抗氧化等作用[13]。
本文基于复配的具有协同降糖功效的蓝靛果花青素复合液态制剂（LPI），通过高脂饲喂结合链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）腹腔注射诱导Ⅱ型糖尿病（Diabetes mellitus type 2，T2D）动物模型，随后对T2D小鼠进行 28 天的LPI灌胃，从体质量数据、糖代谢、脏器病理损伤、脂代谢多方面来研究LPI对T2D小鼠糖脂代谢紊乱的改善情况及剂量效应关系，从而为拓宽植物源性复合制剂在降糖领域的应用提供理论依据和实践基础，为天然植物降糖制剂的研发及糖尿病防治提供准确可靠的支撑。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
C57BL/6J小鼠 60只（雄），28~34日龄，北京维通利华实验动物技术有限公司（合格证号：SCXK（京）2021-0006），动物实验福利伦理审查编号IACUC-2021066；蓝靛果花青素复合液态制剂（LPI） 哈尔滨工业大学特种食药与生物化工创新研究中心实验室制备；苏木素精、伊红（醇溶性） 上海惠世生化试剂有限公司；链脲佐菌素 美国Sigma公司；盐酸二甲双胍 默克制药有限公司；INS试剂盒 科诺迪生物科技有限公司；AST、ALT、TC、TG、LDL-C、HDL-C试剂盒 南京建成生物有限公司。
ALC-210型电子分析天平 塞多利斯科学仪器有限公司；MODEL 550型酶标仪 美国Bio-Rad公司；T6型紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；GA-3型血糖仪 三诺生物有限公司；THERM-100型−80 ℃超低温冰箱 美国Thermo Scientific公司；2135型组织切片机 德国Lecia公司；Moticam3000型数码成像显微镜 美国麦克奥迪实业集团有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 LPI的制备流程
以蓝靛果、黄芪、桦树茸为主要成分的蓝靛果花青素复合制剂（LPI）的制备流程如下：将3种原料蓝靛果、黄芪、桦树茸按清洗粉碎后，过40目筛，备用。分别准确称取3种原料各10.00 g，料水比1:10，40 ℃超声辅助提取60 min，提取2次，转速4000 r/min离心10 min后进行200目过滤，取上清液，合并二次上清滤液，45 ℃旋转蒸发浓缩，储存在4 ℃冰箱中备用。LPI的蓝靛果、黄精、桦树茸提取液复配比例为4:1:1，并添加0.025%三氯蔗糖、1.50%柠檬酸钠、0.04% γ-环糊精。
1.2.2 LPI对T2D小鼠糖脂代谢的影响
1.2.2.1 实验动物模型建立及分组
选用28~34日龄雄性清洁级C57BL/6J健康小鼠[14]，适应性喂养1周后，50只小鼠给予高脂饲喂4 w；另随机选取10只为空白对照组进行普通饲料饲喂。喂养4周后，50只小鼠进行一次腹腔注射STZ（100 mg/kg），建立T2D小鼠模型。1周后对STZ诱导小鼠的空腹血糖值进行检测，血糖值≥11.00 mmol/L的小鼠，判定为造模成功[14]。
实验小鼠分为6组：空白对照组（NC组）﹑糖尿病模型组（T2D组）、低剂量样品组（LPIL组）、中剂量样品组（LPIM组）、高剂量样品组（LPIH组）和二甲双胍阳性对照组（PC组）。基于《中国药典》成人对各原料的最大食用剂量，换算小鼠的低、中、高样品组的受试物剂量分别为每天l0、20和30 mL/kg，PC组剂量为100 mg/kg·bw，其他组灌胃等体积蒸馏水。连续给予受试物28 d，每天记录一次小鼠的摄食量和饮水量，每2 d测一次体重，不禁食禁水，并于最后一次测定体重后进行12 h禁食不禁水处理，随后进行血液和组织标本采集。
1.2.2.2 血液和组织标本采集
小鼠进行摘眼球取血后脱颈处死，室温静置2 h等待血清析出，于离心机3500 r/min离心20 min，取上清于−20 ℃储存，便于后续检测使用。解剖取出心脏、肝脏、脾、肾、胰腺、结肠，于生理盐水中漂洗、滤纸吸干，称重后取胰腺、肾脏、肝脏右叶宽l cm及结肠固定于4%多聚甲醛溶液中，做好标记用于HE染色进行脏器病理形态的观察。
1.2.3 生理生化指标测定
1.2.3.1 糖代谢指标测定
灌胃期间每隔4 d测定各组小鼠空腹血糖（n=10），禁食12 h后尾静脉取血，用血糖仪进行测定并记录，重复三次取平均值。第22 d测定小鼠的葡萄糖耐量，将其禁食8 h后检测空腹血糖值记为0 min的血糖值，随后灌胃2.00 g/kg的食品级葡萄糖溶液，然后分别在30、60、90和120 min时对其空腹血糖值进行检测并记录。
实验采用1.2.2.2种采集的血清来测定各组小鼠的生化指标。检测指标为：空腹血糖（FBG）、口服葡萄糖耐量（OGTT）、血清胰岛素（INS），按照血糖仪及试剂盒说明书步骤进行，并按照公式[15]计算口服糖耐量的AUC面积以及胰岛素抵抗指数。
1.2.3.2 脏器组织分析
实验采用1.2.2.2中采集的血清来测定各组小鼠的肝脏组织代谢相关的生化指标。检测指标为：谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）。检测步骤按照试剂盒说明书进行。
将肝脏、结肠、脾脏及胰腺组织用4%多聚甲醛固定液固定，修块后脱水、透明、浸蜡和包埋。经石蜡包埋后，切片厚6 μm，经二甲苯两次各5 min，无水酒精两次各5 min；90%、80%、70%酒精各5 min，蒸馏水浸5 min，苏木素染色5 min，自来水冲洗，含1%盐酸的70%酒精中分化20 s，蒸馏水浸5 min，70%、80%酒精各5 min，90%伊红醇溶液中5 min，无水酒精两次各5 min；二甲苯两次各5 min，中性树胶封片，显微镜100倍或200倍下观察并照相。
1.2.3.3 脂代谢指标测定
实验采用血清来测定各组小鼠的脂代谢指标。检测指标为：总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）、高密度脂蛋白（HDL-C）。检测步骤按照试剂盒说明书进行。
1.3 数据处理
数据以平均值±标准差（Mean±SD）表示，使用Origin 2017及GraphPad Prism 8绘图。SPSS 23.0软件用于数据统计分析，通过单因素ANOVA分析差异的统计学显著性，然后进行Duncan多重比较检验，并在P<0.05水平记录显著性差异。
2. 结果与分析
2.1 LPI对小鼠体重的影响
如图1所示，比较各组小鼠起始平均体重，NC组较低（P<0.05），其余各组无显著性差异（P>0.05）。试验结束时，PC组小鼠平均体重与NC组小鼠平均体重无显著差异（P>0.05），NC组小鼠体重随天数变化不断上升，最后平均值在26.00 g左右，T2D组小鼠体重在0~12 d内有下降趋势，随后随着天数增加缓慢上升。LPI各给药组中LPIH组小鼠平均体重最高，为24.84±1.32 g，T2D组小鼠平均体重最低，为23.65±1.30 g。LPI灌胃期间，各组小鼠活动敏捷，精神性状态良好，表明LPI此剂量下未见毒性，可以在一定程度上缓解T2D小鼠体重下降的情况。
2.2 LPI对小鼠糖代谢指标的影响
2.2.1 LPI对小鼠空腹血糖值及口服葡萄糖耐量的影响
由图2可知，T2D组小鼠的空腹血糖值升高至14 mmol/L以上，高于10 mmol/L，因此判断T2D模型建立成功[16]。在LPI灌胃期间，NC组小鼠的空腹血糖值在3.70~5.80 mmol/L范围内波动，与T2D组小鼠相比，各给药组的空腹血糖值均有下降趋势，但是LPIL组下降效果不显著（P>0.05）。灌胃结束时，LPIM组小鼠的平均血糖值为12.01 mmol/L，LPIH组小鼠的平均血糖值为10.83 mmol/L，PC组小鼠的平均血糖值为10.14 mmol/L。LPIH组和PC组的效果较好，LPIM组次之，LPIL组空腹血糖值下降幅度最小，符合剂量依赖关系。
如图3（a）所示，在灌胃葡萄糖溶液后的0~120 min内，各组小鼠的血糖值在0~30 min内不断上升，30 min后不断下降，最终趋于平稳。NC组小鼠在30 min时血糖浓度为12.30±1.82 mmol/L，60 min时降低至7.53±0.25 mmol/L，120 min时血糖浓度5.30±0.95 mmol/L，与灌胃葡萄糖溶液前无显著差异（P>0.05）。T2D组小鼠在30 min时血糖升高至29.50±0.30 mmol/L，随后有所降低但仍高于0 min时的血糖水平，推测由于STZ腹腔注射导致小鼠胰岛受损、胰岛素受体灵敏度下降。各给药组小鼠的血糖变化趋势相似，其中LPIL组效果不明显（P>0.05），LPIH组次之。结合图3（b）可发现，PC组、LPIM组及LPIH组均显著改善葡萄糖耐量（P<0.05）。
![]()
2.2.2 LPI对小鼠血清胰岛素及胰岛素抵抗指数的影响
如图4（a）所示，与NC组小鼠相比，T2D组小鼠血清胰岛素水平显著升高（P<0.05）。与T2D组相比，LPI各剂量组的小鼠血清胰岛素水平均有不同程度的改善，其中PC组、LPIL组、LPIH组及LPIM组均显著降低（P<0.05），其中LPIM组效果最好，恢复至NC组水平。如图4（b）所示，T2D组的HOMA-IR为7.23±0.06，远高于NC组的1.95±0.07。各治疗组均较T2D组有显著改善（P<0.05），其中PC、LPIH组效果最佳，样品干预组存在一定的剂量关系。
![]()
图 4 LPI对小鼠血清胰岛素水平及HOMA-IR指数影响注：（a）血清胰岛素水平；（b）HOMA-IR指数。Figure 4. Effects of LPI on INS level and HOMA-IR index in mice2.3 LPI对小鼠脏器损伤及组织形态的影响
2.3.1 LPI对小鼠脏器指数的影响
由表1显示，与NC组相比，T2D组小鼠脾和肾脏器指数显著增大（P<0.05），胰腺和肝脏显著增大（P<0.05），心脏指数显著减小（P<0.05）。与T2D组相比，各脾脏、肾脏、胰腺、肝脏的脏器指数均有不同程度的减小，心脏脏器指数增大。
表 1 LPI对小鼠脏器指数的影响Table 1. Effects of LPI on organ index of mice分组 心脏指数
（%）肝脏指数
（%）脾脏指数
（%）肾脏指数
（%）胰腺指数
（%）NC 0.53±0.08a 3.75±0.34d 0.24±0.01e 1.17±0.04b 0.56±0.07d T2D 0.47±0.07d 4.72±0.16a 0.30±0.09a 1.20±0.07a 0.63±0.11a PC 0.51±0.07b 4.48±0.12b 0.25±0.03d 1.14±0.07c 0.56±0.10d LPIL 0.49±0.09c 4.48±0.36b 0.27±0.01c 1.20±0.04a 0.61±0.10c LPIM 0.47±0.05d 4.44±0.18b 0.25±0.04d 1.15±0.03c 0.62±0.09b LPIH 0.50±0.06b 4.34±0.08c 0.28±0.04b 1.14±0.04c 0.63±0.10a 注：同一列不同上标字母代表两者之间存在显著性差异（P<0.05）。 2.3.2 LPI对小鼠血清转氨酶的影响
连续28 d灌胃后对各组小鼠谷丙转氨酶（ALT）及谷草转氨酶（AST）水平进行检测，其结果如图5（a）所示。由图5（a）及图5（b）可知，与NC组相比，T2D组小鼠血清ALT和AST维持在较高水平（P<0.05），LPI各组的ALT水平与T2D组相比均显著降低（P<0.05）。各剂量组之间进行比较，LPIM组的效果最佳（P<0.05）；LPI各组的AST水平与T2D组相比均显著降低，LPIL组、LPIM及LPIH组均显著降低（P<0.05）。
![]()
图 5 LPI对糖尿病小鼠血清转氨酶的影响注：（a）谷丙转氨酶；（b）谷草转氨酶。Figure 5. Effects of LPI on serum transaminase in T2D mice2.3.3 LPI对小鼠脏器组织形态的影响
使用光学显微镜放大200倍观察肝脏、胰腺及肾脏组织HE染色情况，并放大100倍观察结肠组织HE染色情况，结果如图6所示。
![]()
图 6 LPI对小鼠脏器组织形态的影响注：箭头和圆圈代表严重病变部位；（a）肝脏组织形态（200×）；（b）胰腺组织形态（200×）；（c）肾脏组织形态（200×）；（d）结肠组织形态（100×）。Figure 6. Effects of LPI on the morphology of mouse organ tissues肝脏HE染色如图6（a），NC组小鼠肝组织细胞排列紧密，细胞大小和形态基本相同。T2D组小鼠肝脏组织细胞的边界模糊，间隙增加，液泡增加，核的排列不均匀，甚至团聚成团，出现脂肪样变性及炎细胞浸润的现象。各给药组小鼠肝组织结构一定程度恢复，其中LPIH组效果最好，细胞排列紧密，改善了小鼠的肝炎情况。
胰腺HE染色如图6（b），NC组小鼠胰腺细胞排列规则致密，胞内细胞质丰富充盈，细胞核大小形态均一。与NC组相比，T2D组小鼠胰腺细胞形态不规则，由于STZ破坏胰岛细胞导致细胞数量减少且胰岛萎缩，出现腺泡被炎细胞浸润的现象，各剂量给药组小鼠胰腺组织结构恢复程度明显。
肾脏HE染色如图6（c），NC组小鼠保持正常的肾脏组织结构，未见明显肾脏的病理学变化。与NC组相比，T2D组小鼠由于高脂饲料结合STZ注射导致肾脏细胞肾小球明显萎缩，呈现分叶状，肾小管上皮细胞脱落水肿，肾间质纤维化，肾小球系膜和基质出现增厚现象。各剂量给药组小鼠肾脏组织结构均有不同程度的改善。
结肠HE染色如图6（d），NC组小鼠结肠细胞排列整齐，结肠粘膜粉红色，隐窝深度正常。T2D组小鼠结肠炎细胞浸润，隐窝深度增加，杯状细胞和淋巴细胞明显减少，结肠绒毛断裂且排列紊乱，上皮细胞出现脱落和水肿的现象。LPI组及二甲双胍组小鼠肾脏组织结构均有所改善，其中LPIH组改善效果最优。
2.4 LPI对小鼠血清脂代谢的影响
如图7（a）所示，NC组小鼠血清TC含量为2.90±0.20 mmol/L，T2D组小鼠与NC组相比TC水平显著升高（P<0.05），为3.72±0.10 mmol/L，是NC组的1.30倍。小鼠经LPI连续灌胃28 d后，LPI各剂量组小鼠的TC水平均有下降趋势，其中LPIH组下降效果最好，小鼠血清TC含量为3.33±0.05 mmol/L，较T2D组降低了10.48%。
![]()
图 7 LPI对小鼠血清胆固醇及甘油三酯含量的影响注：（a）血清胆固醇；（b）血清甘油三酯。Figure 7. Effects of LPI on the content of TC and TG in mice如图7（b）所示，T2D组小鼠血清TG含量为1.40±0.04 mmol/L，显著高于NC组（P<0.05）；小鼠经灌胃28 d后，LPI各给药组TG水平均有所下降，其中LPIH组效果最显著，TG含量为0.69±0.12 mmol/L，较T2D组降低了50.71%，与NC组水平相近。
如图8（a）所示，与NC组相比，T2D组小鼠的LDL-C水平显著升高（P<0.05），含量为0.67±0.06 mmol/L。各给药组经灌胃28 d后，情况均有所改善，相较于T2D组，LPI各剂量组小鼠血清的LDL-C水平均显著下降（P<0.05）。其中LPIH组小鼠血清的LDL-C含量为0.33±0.02 mmol/L，较T2D组下降了50.75%，效果最佳。恢复到了NC组LDL-C水平以下，且样品干预存在明显的剂量关系。
![]()
图 8 LPI对小鼠低、高密度脂蛋白含量的影响注：（a）血清低密度脂蛋白；（b）血清高密度脂蛋白。Figure 8. Effects of LPI on the content of DL-C and HDL-C in mice如图8（b）所示，NC组小鼠血清的HDL-C含量为2.97±0.12 mmol/L，与NC组相比，T2D组小鼠血清的HDL-C含量显著下降（P<0.05）；各给药组小鼠血清HDL-C含量相较于T2D组均有所升高，PC组效果最佳，LPIM组的效果次之，含量为2.61±0.11 mmol/L。
3. 讨论与结论
在本实验中，为研究LPI对T2D小鼠糖脂代谢的影响，采用高脂饲喂结合STZ诱导造模，造模前小鼠毛发黝黑透亮，精神状态良好，造模后小鼠毛发亮度下降，体重下降，饮食量、饮水量及排尿量增加，“三多一少”的症状逐渐显现[17]，精神状态不佳。糖尿病的最显著特征是血糖值升高，空腹血糖值（Fasting blood glucose，FBG）在医学上是诊断糖尿病的唯一标准[17]。Zhao等[18]使用杨梅素干预后，T2D小鼠的FBG值下降，说明FBG值是观察T2D小鼠症状是否得到改善的重要指标，也说明LPI对T2D小鼠的空腹血糖值有一定的改善作用。
口服葡萄糖耐量试验（Oral glucose tolerance test，OGTT）用来了解胰岛β细胞功能和机体对血糖的调节能力，广泛应用于临床诊断糖尿病的确诊试验中[19]。小鼠经STZ腹腔注射后，聚腺苷二磷酸核糖基化被激活，导致空腹血糖值升高，进而发生反馈调节，促进胰岛素分泌[20]。Liu等[21]使用 AWRK6和EGCG对T2D小鼠进行联合用药，发现小鼠的OGTT水平显著下降，并发现PI3K/AKT信号通路起到了治疗效果。同时，胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）广泛应用于糖尿病患者胰岛素敏感性的临床评价[22]，Shao等[23]通过实验证明电磁场与红外组合联用条件下可以使HOMA-IR指数降低，从而降低胰岛素抵抗，通过LPI的灌胃使得T2D小鼠HOMA-IR指数随着LPI剂量的升高而降低，同时降低T2D小鼠血清胰岛素水平，说明LPI对于糖尿病相关的关键指标均有较好的调节作用。
脏器重量与动物器官炎性反应程度、病变状况及发育程度密切相关[24]。肝脏是代谢的主要器官，由于前期经高脂饲喂，导致小鼠肝脏脂类堆积，从而使肝脏病理性肿大；T2D小鼠存在胰岛素抵抗现象，导致各器官产生炎症反应，也是导致脏器指数上升的原因，心脏指数减小可能是由于心脏功能衰退导致心脏萎缩。各给药组小鼠的脏器指数与T2D组相比均有一定程度的缓解，可能在一定程度上改善了病变现象。谷丙转氨酶（Alaninetransaminase，ALT）和谷草转氨酶（Aspartate amino transferase，AST）被广泛应用于临床检验中评估肝脏损伤[25]。如图5所示，T2D组小鼠的血清ALT及AST活性升高，表明糖尿病损伤了小鼠的肝脏，经LPI灌胃后，ALT及AST的活性均有下降趋势，从而表明LPI对糖代谢紊乱引发的的肝脏细胞受损具有一定的修复作用。
长期维持血脂异常状态会进一步发展为Ⅱ型糖尿病[26]。血清总胆固醇（Total cholesterol，TC）是指血液中所有脂蛋白含有胆固醇的总和，可作为脂代谢的指标[27]。低密度脂蛋白胆固醇（Low density lipoprotein chesterol，LDL-C）过量存在会引起机体动脉粥样硬化[28]。高密度脂蛋白胆固醇（High density liptein cholesterol，HDL-C）的水平越高，越有利于机体胆固醇的代谢，此外还具有抗氧化抗炎等多种功能[29]。Renitta等[30]利用马尾藻提取物干预T2D小鼠15天，测得TC、TG、LDL-C水平显著下降，HDL-C水平显著上升，从而改善小鼠的糖尿病症状。实验结果表明，T2D小鼠在建模成功后，出现了脂代谢紊乱的症状，经LPI灌胃后，血清TC、TG、LDL-C、HDL-C水平均显著改善，其中血清TG、LDL-C水平变化最为显著，且具有明显的剂量依赖性，说明LPI能够改善T2D小鼠脂代谢紊乱的症状。
综上所述，LPI在体质量数据、糖代谢、脏器病理损伤、脂代谢多方面改善修复了T2D小鼠的代谢紊乱情况，说明LPI能够在调节血糖水平、以及修复脏器损伤的同时，还能实现对血脂水平的调控，从而多途径多靶点地缓解T2D小鼠Ⅱ型糖尿病的症状。值得注意的是，在本实验中，体质量数据、糖代谢数据以及脏器病理损伤结果能够说明LPI具有较好的协同降糖功效；脂代谢数据结果以及部分脏器病理损伤结果能够说明LPI具有较好的改善血脂代谢紊乱功效。可以看出，LPI对于糖脂代谢的紊乱情况均有较好的修复效果。由于代谢紊乱性疾病往往是多种疾病协同发生的[31]，单一用药不仅具有潜在副作用，还可能引起其他代谢紊乱疾病的发生，使得LPI在缓解Ⅱ型糖尿病症状、糖尿病防治领域更具有研究及应用价值，同时也拓宽了蓝靛果这一高值农产品的应用领域以及植物源性食品在降糖这一领域的应用前景，弥补了蓝靛果在降血糖研究领域的不足以及以蓝靛果为原料在液态制剂方面的应用市场，为天然植物降糖制剂的研发及糖尿病防治提供理论依据。
-
![]()
![]()
图 4 LPI对小鼠血清胰岛素水平及HOMA-IR指数影响
注：（a）血清胰岛素水平；（b）HOMA-IR指数。
Figure 4. Effects of LPI on INS level and HOMA-IR index in mice
![]()
图 5 LPI对糖尿病小鼠血清转氨酶的影响
注：（a）谷丙转氨酶；（b）谷草转氨酶。
Figure 5. Effects of LPI on serum transaminase in T2D mice
![]()
图 6 LPI对小鼠脏器组织形态的影响
注：箭头和圆圈代表严重病变部位；（a）肝脏组织形态（200×）；（b）胰腺组织形态（200×）；（c）肾脏组织形态（200×）；（d）结肠组织形态（100×）。
Figure 6. Effects of LPI on the morphology of mouse organ tissues
![]()
图 7 LPI对小鼠血清胆固醇及甘油三酯含量的影响
注：（a）血清胆固醇；（b）血清甘油三酯。
Figure 7. Effects of LPI on the content of TC and TG in mice
![]()
图 8 LPI对小鼠低、高密度脂蛋白含量的影响
注：（a）血清低密度脂蛋白；（b）血清高密度脂蛋白。
Figure 8. Effects of LPI on the content of DL-C and HDL-C in mice
表 1 LPI对小鼠脏器指数的影响
Table 1 Effects of LPI on organ index of mice
分组 心脏指数
（%）肝脏指数
（%）脾脏指数
（%）肾脏指数
（%）胰腺指数
（%）NC 0.53±0.08a 3.75±0.34d 0.24±0.01e 1.17±0.04b 0.56±0.07d T2D 0.47±0.07d 4.72±0.16a 0.30±0.09a 1.20±0.07a 0.63±0.11a PC 0.51±0.07b 4.48±0.12b 0.25±0.03d 1.14±0.07c 0.56±0.10d LPIL 0.49±0.09c 4.48±0.36b 0.27±0.01c 1.20±0.04a 0.61±0.10c LPIM 0.47±0.05d 4.44±0.18b 0.25±0.04d 1.15±0.03c 0.62±0.09b LPIH 0.50±0.06b 4.34±0.08c 0.28±0.04b 1.14±0.04c 0.63±0.10a 注：同一列不同上标字母代表两者之间存在显著性差异（P<0.05）。 
下载: 导出CSV
-
[1] PILLON N J, LOOS R J F, MARSHALL S M, et al. Metabolic consequences of obesity and type 2 diabetes:Balancing genes and environment for personalized care[J]. Cell,2021,184(6):1530−1544. doi: 10.1016/j.cell.2021.02.012
[2] CHEN L, MAGLIANO D J, ZIMMET P Z. The worldwide epidemiology of type 2 diabetes mellitus--present and future perspectives[J]. Nature Reviews Endocrinology, 2011, 8(4):228−236.
[3] TÖNNIES T, BRINKS R, ISOM S, et al. Projections of Type 1 and Type 2 Diabetes burden in the US population aged <20 years through 2060:the search for diabetes in youth study[J]. Diabetes Care,2023,46(2):313−320. doi: 10.2337/dc22-0945
[4] XU L N, LI Y, DAI Y, et al. Natural products for the treatment of type 2 diabetes mellitus:Pharmacology and mechanisms[J]. Pharmacological Research,2018,130:451−465. doi: 10.1016/j.phrs.2018.01.015
[5] ESPINOZA-FONSECA L M. The benefits of the multi-target approach in drug design and discovery[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry,2006,14(4):896−897.
[6] DIRIR A M, DAOU M, YOUSEF A F, et al. A review of alpha-glucosidase inhibitors from plants as potential candidates for the treatment of type-2 diabetes[J]. Phytochemistry Reviews,2022,21(4):1049−1079. doi: 10.1007/s11101-021-09773-1
[7] CLIFFORD M N, KERIMI A, WILLIAMSON G. Bioavailability and metabolism of chlorogenic acids (acyl-quinic acids) in humans[J]. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,2020,19(4):1299−1352. doi: 10.1111/1541-4337.12518
[8] DANILA C, JESÚS S G, TAMARA Y. The importance of berries in the human diet[J]. Mediterranean Journal of Nutrition and Metabolism,2019,12(4):335−340. doi: 10.3233/MNM-190366
[9] TAKIKAWA M, INOUE S, HORIO F, et al. Dietary anthocyanin-rich bilberry extract ameliorates hyperglycemia and insulin sensitivity via activation of AMP-activated Protein Kinase in diabetic mice[J]. Journal of Nutrition,2010,140(3):527−533. doi: 10.3945/jn.109.118216
[10] ZHAO Ping, ZHAO Chengcheng, LI Xia, et al. The genus Polygonatum:A review of ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacology[J]. Journal of Ethnopharmacology,2018,214:274−291. doi: 10.1016/j.jep.2017.12.006
[11] NIU Wei, CHEN Xiaoqing, XU Ruling, et al. Polysaccharides from natural resources exhibit great potential in the treatment of ulcerative colitis:A review[J]. Carbohydrate Polymers,2021,254:117189. doi: 10.1016/j.carbpol.2020.117189
[12] LIU Liu, DONG Qun, DONG Xiaotang, et al. Structural investigation of two neutral polysaccharides isolated from rhizome of Polygonatum sibiricum[J]. Carbohydrate Polymers,2007,70(3):304−309. doi: 10.1016/j.carbpol.2007.04.012
[13] LOVEGROVE A, EDWARDS C H, DE NONI I, et al. Role of polysaccharides in food, digestion, and health[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2017,57(2):237−253. doi: 10.1080/10408398.2014.939263
[14] ENGEL H, XIONG L Y, REICHENBERGER M A, et al. Rodent models of diet-induced type 2 diabetes mellitus:A literature review and selection guide[J]. Diabetes & Metabolic Syndrome-Clinical Research & Reviews,2019,13(1):195−200.
[15] FURMAN B L. Streptozotocin-induced diabetic models in mice and rats[J]. Current protocols,2021,1(4):e78. doi: 10.1002/cpz1.78
[16] MARINO F, SALERNO N, SCALISE M, et al. Streptozotocin-induced Type 1 and 2 Diabetes Mellitus mouse models show different functional, cellular and molecular patterns of diabetic cardiomyopathy[J]. International Journal of Molecular Sciences,2023,24(2):1132. doi: 10.3390/ijms24021132
[17] GAO Liang, ZHANG Yaju, WANG Xingmin, et al. Association of apolipoproteins A1 and B with type 2 diabetes and fasting blood glucose:a cross-sectional study[J]. Bmc Endocrine Disorders,2021,21:59. doi: 10.1186/s12902-021-00726-5
[18] ZHAO Zhiqi, CHEN Yizhang, LI Xiaoqiong, et al. Myricetin relieves the symptoms of type 2 diabetes mice and regulates intestinal microflora[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy,2022,153:113530.
[19] MAAGENSEN H, JUNKER A E, JORGENSEN N R, et al. Bone turnover markers in patients with nonalcoholic fatty liver disease and/or Type 2 Diabetes during oral glucose and isoglycemic intravenous glucose[J]. Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism,2018,103(5):2042−2049.
[20] NOSHAHR Z S, SALMANI H, RAD A K, et al. Animal models of diabetes-associated renal injury[J]. Journal of Diabetes Research,2020,2020:9416419.
[21] LIU Li, WANG Qiuyu, CHEN Zhenni, et al. A synthetic peptide AWRK6 combined with epigallocatechin gallate alleviates Type 2 Diabetes in mice[J]. Science of Advanced Materials,2020,12(5):740−745. doi: 10.1166/sam.2020.3719
[22] ELLIOTT T L, PFOTENHAUER K M. Classification and diagnosis of diabetes[J]. Primary Care,2022,49(2):191−200. doi: 10.1016/j.pop.2021.11.011
[23] SHAO Xi, YANG Yongqing, TAN Zhifen, et al. Amelioration of bone fragility by pulsed electromagnetic fields in type 2 diabetic KK-Ay mice involving Wnt/β-catenin signaling[J]. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism,2021,320(5):E951−E966. doi: 10.1152/ajpendo.00655.2020
[24] 殷莉, 乐智勇, 陈桂林, 等. 道地丹皮与非道地丹皮对2型糖尿病小鼠的作用研究[J]. 数理医药学杂志, 2012, 25(3):292−295. [YIN Li, LE Zhiyong, CHEN Guilin, et al. Effects of cortex moutan from authentic and non-authentic regions on type 2 diabetic model mice[J]. Journal of Mathematical Medicine, 2012, 25(3):292−295.] YIN Li, LE Zhiyong, CHEN Guilin, et al. Effects of cortex moutan from authentic and non-authentic regions on type 2 diabetic model mice[J]. Journal of Mathematical Medicine, 2012, 25（3）: 292−295.
[25] WANG Y L, KOH W P, YUAN J M, et al. Association between liver enzymes and incident type 2 diabetes in Singapore Chinese men and women[J]. Bmj Open Diabetes Research & Care,2016,4(1):e000296.
[26] SHENG C Y, SON Y H, JANG J, et al. In vitro skeletal muscle models for type 2 diabetes[J]. Biophysics Reviews,2022,3(3):031306. doi: 10.1063/5.0096420
[27] PANAHI Y, KHALILI N, SAHEBI E, et al. Curcuminoids modify lipid profile in type 2 diabetes mellitus:A randomized controlled trial[J]. Complementary Therapies in Medicine,2017,33:1−5. doi: 10.1016/j.ctim.2017.05.006
[28] KLIMENTIDIS Y C, ARORA A, NEWELL M, et al. Phenotypic and genetic characterization of lower LDL cholesterol and increased Type 2 Diabetes risk in the UK biobank[J]. Diabetes,2020,69(10):2194−2205. doi: 10.2337/db19-1134
[29] WANG Y L, KOH W P, TALAEI M, et al. Association between the ratio of triglyceride to high-density lipoprotein cholesterol and incident type 2 diabetes in Singapore Chinese men and women[J]. Journal of Diabetes,2017,9(7):689−698. doi: 10.1111/1753-0407.12477
[30] RENITTA R E, NARAYANAN R, CYPRIYANA J, et al. Antidiabetic potential of methanolic extracts of Sargassum wightii in streptozotocin induced diabetic mice[J]. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology,2020,28:101763. doi: 10.1016/j.bcab.2020.101763
[31] LI Haishan, FANG Qingying, NIE Qixing, et al. Hypoglycemic and hypolipidemic mechanism of tea polysaccharides on Type 2 Diabetic rats via gut microbiota and metabolism alteration[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2020,68(37):10015−10028. doi: 10.1021/acs.jafc.0c01968
下载:
计量
- 文章访问数: 68
- HTML全文浏览量: 14
- PDF下载量: 18
