Hypoglykemiske og hypolipidemiske effekter av totale glykosider av Cistanche Tubulosa i diett-/streptozotocin-induserte diabetiske rotter

Kontakt: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

Kuiniu Zhu, et al

ABSTRAKT

Etnofarmakologisk relevans: Cistanche tubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) er en ofte forskrevet komponent i mange tradisjonelle urteresepter som brukes til å behandle diabetes i Kina. I nyere studier er antidiabetisk aktivitet avCistanchetubulosautdrag er bekreftet. Det er imidlertid ikke rapportert noen systematisk undersøkelse av det totale glykosidene avCistatnche tubulosa(TGCT). Målet med studien: Denne studien hadde som mål å undersøke de hypoglykemiske og hypolipidemiske effektene av TGCT og de potensielle mekanismene i diett/streptozotocin (STZ)-induserte diabetiske rotter, og å kjemisk karakterisere hovedbestanddelene av TGCT (totalt glykosider avCistanchetubulosa).

Materialer og metoder:Hovedbestanddelene i TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)ble karakterisert ved HPLC/Q-TOF-MS og den analytiske kvantifiseringen ble utført med HPLC-DAD. Type 2-diabetiske rotter ble indusert av en fettrik diett med høyt sukrose (HFSD) og en enkelt injeksjon av STZ (30 mg/kg). TGCT (50 mg/kg, 100 mg/kg og 200 mg/kg) eller metformin (200 mg/kg) ble administrert oralt i 6 uker. Kroppsvekt og kaloriinntak ble overvåket gjennom hele forsøket. Fastende plasmaglukose (FPG), oral glukosetoleransetest (OGTT), arealet under kurven for glukose (AUC-G), glykosylert hemoglobin (HbA1c), fastende insulin, serum C-peptid, glykogeninnhold og insulinfølsomhetsindeks var testet. Nivåene av fosforylert proteinkinase B og fosforylert glykogensyntasekinase 3, aktivitetene til heksokinase og pyruvatkinase ble analysert. I mellomtiden ble endringene i serumlipidprofiler, superoksiddismutase, glutationperoksidase, malondialdehyd og inflammatoriske faktorer målt. Histologisk av bukspyttkjertelen ble også evaluert av hematoxylin-eosin-fargen.

Resultater:Vår undersøkelse avdekket tilstedeværelsen av fenyletanoidglykosider (PhGs): echinakosid (500,19 ± 11,52 mg/g), acteosid (19,13 ± 1,44 mg/g) og isoakteosid (141,82 ± 5,78 mg/g) i TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa). Farmakologiske tester indikerte at TGCT reverserte STZ-indusert vekttap signifikant (11,1 prosent, 200 mg/kg); redusert FPG (56,4 prosent, 200 mg/kg) og HbA1c (37,4 prosent, 200 mg/kg); forbedret OGTT, AUC-G og insulinfølsomhet; økt glykogeninnhold (40,8 prosent i leveren og 52,6 prosent i muskler, 200 mg/kg) og aktivitetene til karbohydratmetaboliserende enzymer; regulerte lipidprofilendringer og aktivitetene til antioksidantenzymer; reduserte serummarkører for oksidativt stress og inflammasjon på en doseavhengig måte (p <>

Konklusjoner:Denne studien bekreftet at TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa) var et effektivt ernæringsmiddel for å lindre hyperglykemi og hyperlipidemi hos diett/STZ-induserte diabetiske rotter, noe som i stor grad kan tilskrives aktivitetene til TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)på hemming av oksidativt stress og betennelse.

Nøkkelord:Totalt glykosider avCistanche tubulosaType 2 diabetes mellitus Hypoglykemisk Hypolipidemisk Antioksidant Anti-inflammatorisk

1. Introduksjon

Diabetes mellitus regnes som en metabolsk sykdom, som er preget av hyperglykemi som følge av nedsatt insulinproduksjon eller/og insulinresistens (IR) (American Diabetes Association, 2019). Kronisk hyperglykemi er assosiert med flere alvorlige komplikasjoner som nefropati, retinopati, nevropati og hjerteproblemer (Ekoe, 2019). Antallet globale diabetikere i 2019 er estimert til å være 463 millioner (9,3 prosent), økende til 578 millioner (10,2 prosent) innen 2030 og 700 millioner (10,9 prosent) innen 2045 (Saeedi et al., 2019). Flere medikamenter som metformin (Met, øker produksjonen av hepatisk glykogen), insulin (undertrykker glukoseproduksjonen og øker glukoseutnyttelsen) og sulfonylurea (stimulerer bukspyttkjertelens øycelle til å skille ut insulin) er effektive for å redusere glykemi. Imidlertid hadde mange uønskede bivirkninger (inkludert vektøkning, hypoglykemi, IR og ødem) begrenset bruken (Moller, 2001). Derfor har mange forskere søkt etter biologisk aktive forbindelser fra tradisjonelle planteekstrakter for behandling av diabetes de siste årene (Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).

Cistanchetubulosa(Schrenk) R. Wight (Orobanchaceae) har blitt mye brukt i tradisjonell kinesisk medisin, som ofte er foreskrevet i tradisjonelle formler for behandling av nyremangel, kvinnelig infertilitet og diabetes mellitus (Li et al., 2016; Han et al., 2017 ; Su et al., 2017). Nyere studier har rapportert at vandig ekstrakt avCistanchetubulosaviste hypoglykemiske og hypolipidemiske effekter hos db/db-mus med type 2 diabetes mellitus (T2DM) (Xiong et al., 2013), og forbedrede blodsukkernivåer, IR og lipidperoksidasjon hos streptozotocin (STZ)-nikotinamid-induserte (diabetiske rotter) Kong et al., 2018). Fenyletanoidglykosider (PhGs) er hovedbestanddelene avCistanchetubulosa(Morikawa et al., 2014), som har vist ulike biologiske aktiviteter som antioksidasjon (Xue et al., 2017) og anti-kreft (Fu et al., 2019). Videre hemmet PhG signifikant økningen av postprandiale blodsukkernivåer hos stivelsesbelastede mus (Morikawa et al., 2014), undertrykte den natriumavhengige glukose-kotransportøren 1-mediert glukoseopptak i intestinale epitelceller (Shimada et al., 2017), og hemmet aktiviteten til aldosereduktase i rottelinser (Morikawa et al., 2019). Imidlertid har ingen tidligere forskning undersøkt den antihyperglykemiske aktiviteten til totale glykosider avCistanchetubulosa(TGCT).

I denne studien, de antidiabetiske egenskapene til TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)har blitt evaluert i en fettrik diett med høyt sukrose (HFSD) og STZ-induserte diabetiske rotter. I tillegg ble antioksidant- og anti-inflammatorisk aktivitet også undersøkt for å forstå den potensielle mekanismen til TGCT.

2. Materialer og metoder

2.1. Kjemikalier og reagenser

STZ ble kjøpt fra Sigma-Aldrich Corp. (Saint Louis, USA). Met ble hentet fra kinesisk-amerikanske Shanghai Squibb Pharma. ELISA-settene med insulin, C-peptid ble levert av Elabscience Biotechnology Co., Ltd (Wuhan, Kina). ELISA-settene med glukose, glykosylert hemoglobin (HbA1c), totalkolesterol (TC), triacylglyserol (TG), lipoproteinkolesterol med lav tetthet (LDL-C), lipoproteinkolesterol med høy tetthet (HDL-C), superoksiddismutase (SOD) , glutationperoksidase (GSH-Px), malondialdehyd (MDA), tumornekrosefaktor- (TNF ), interleukin 1 (IL-1), interleukin 6 (IL-6) ble kjøpt fra Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute . ELISA-settene med fosforylert proteinkinase B (p-PKB) og fosforylert glykogensyntasekinase 3 (p-GSK3 ) ble anskaffet fra Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd. Echinacoside (renhet større enn eller lik 98 prosent) og acteosid (renhet større enn eller lik 97 prosent) ble kjøpt fra National Institutes for Food and Drug Control. Isoacteosid (renhet større enn eller lik 98 prosent) ble levert av Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.

2.2. Planteressurser og utarbeidelse av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)

Den tørkede saftige stammen avCistanchetubulosable kjøpt fra Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd., (Anhui, Kina) og identifisert av Dr. Puyang Gong fra Pharmaceutical Botany Department, Southwest Minzu University. En kupongprøve (nr. 20161103) ble knust til et pulver og deponert i herbariet til Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. I henhold til SFDAs nasjonale medikamentstandard "Congrong Zonggan Jiaonang" (YBZ07482005-2011Z), rå medikament (1 kg) ble ekstrahert med vann i tre ganger etter bløtlegging i 1 time. Etter filtrering ble filtratet konsentrert under redusert trykk, tilsatt alkohol til den konsentrerte løsningen inntil etanolkonsentrasjonen nådde 60 %. Flytende supernatant ble konsentrert uten alkoholsmak og ble deretter renset med makroporøs harpiks. For det første ble vannelueringsmiddel og 40 prosent etanolelueringsmiddel samlet suksessivt for senere bruk. For det andre ble vannelueringsmiddel reinjisert inn i den makroporøse harpiksen og eluert med vann. Vann-elueringsmidlet ble kastet. For det tredje ble eluering med 40% etanol og elueringsmidlet samlet for senere bruk. Til slutt ble 40% etanol-elueringsmidler kombinert og konsentrert ved hjelp av en rotasjonsfordamper, deretter ble løsningen tørket ved spraytørking. Omtrent 60 g brun kraft ble oppnådd (dvs. TGCT). Renheten til TGCT ble detektert i henhold til standarden (YBZ07482005-2011Z), som nås opp til 853 mg/g. TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)({{0}},21 mg) og tre blandede standarder (echinakosid: 131,3 ug, akteosid: 4,2 ug, isoakteosid: 39,4 ug) ble henholdsvis oppløst i 1 mL metanol:vann (50/50, v/ v), og deretter filtrert gjennom en 0,45 μm membran før injeksjon.

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

HPLC-systemet ble koblet til en Agilent 6538 Q-TOF-MS (Agilent Corp, USA) utstyrt med elektrosprayionisering. Analysen ble utført på Zorbax SB-C18-kolonnen (15{{10}} mm × 4,6 mm, 5 μm). Den mobile fasen var sammensatt av metanol-vann (inneholdt 0,1 prosent H3PO4). Strømningshastigheten var 1,0 mL/min. Gradientelueringsprogrammer ble oppsummert som følger: 0–20 min, 18 prosent –28 prosent A; 20–50 min, 28 prosent –32 prosent A; 50–60 min, 32 prosent A; 60–70 min, 32 prosent –50 prosent . TOF-MS ble utført i både positiv og negativ ionemodus over m/z 100–3000 under følgende operasjonsparametere: kapillærspenning 3500 V (ESI-) eller 4000 V (ESI pluss ); tørkegass, 10,0 l/min; gasstemperatur, 350 ◦C; forstøvertrykk, 35 psi; skimmerspenning, 65 V; fragment eller spenning, 135 V; OCTRFV, 750 V. Alle data ble kontrollert av Data Acquisition for TOF/ Q-TOF Ver. B.03.01 og kvalitativ analyse ver. B.03.01 (Agilent Technologies, USA).

2.4. Kvantitativ analyse av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)av HPLC-DAD

Separasjon ble utført på Zorbax SB-C18-kolonnen (150 mm × 4,6 mm, 5 μm) innen 50 minutter (1,0 ml/min). Kromatografiske forhold for HPLC-DAD var de samme som den kvalitative analysen. Injeksjonsvolumet, kolonnetemperaturen og UV-bølgelengden ble satt til henholdsvis 5 μL, 30 ◦C og 330 nm.

2.5. Forsøksdyr

SD-hannrotter, som veide 180 ± 20 g, ble kjøpt fra Laboratory Animal Center i Nanjing Qinglongshan [sertifikatnr. SCXK (SU) 2017-0001] og holdt på dyrepleieanlegget i Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd. (Jiangsu, Kina). Dyrepleie og eksperimentelle prosedyrer ble godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee, Huzhou Institute for Food and Drug Control (godkjenning nr. 19018), og ble utført i henhold til forskrifter for dyreforsøk i Kina. Rotter ble holdt under kontrollert temperatur (24 ± 2 ◦C) og fuktighet (50 ± 10 prosent) med en 12 timers lys- og mørkesyklus, akklimatisert til levekår i 7 dager ved vanlig laboratoriemat og vann ad libitum.

2.6. Induksjon av diabetes

Rotter i den normale kontrollgruppen (NC, n {{0}}) ble fôret med en normal diett, mens forsøksrottene ble fôret med HFSD (en normal diett supplert med 20 prosent sukrose, 10 prosent smult, 2,5 prosent kolesterol og 1 prosent kolesterol, 3,95 kcal/g) i 4 uker. Etter 12 timers faste ble rotter intraperitonealt injisert med en enkelt dose STZ (30 mg/kg), som ble oppløst i kald sitratbuffer (0,1 M, pH 4,5) umiddelbart før bruk. På den 8. dagen av STZ-injisert ble det tatt en blodprøve fra bakenden med en engangsnål for blodopptak, og fastende plasmaglukose (FPG) ble bestemt av det bærbare glukometeret (LifeScan, Inc. UK). Rotter med symptomer på polyuri, polydipsi og FPG større enn eller lik 11,1 mmol/L ble ansett som diabetiske rotter og tilfeldig delt inn i fem grupper (n =10).

Gruppe I: NC, matet med 0,5 prosent natriumkarboksylmetylcellulose (CMC Na, 10 mL/kg).

Gruppe II: diabeteskontroll (DC), matet med 0,5 prosent 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).

Dosene som ble brukt i denne studien ble valgt basert på Chinese Pharmacopeia (2015-utgaven). Alle gruppene ble administrert oralt en gang daglig og fortsatte å motta sine respektive dietter i ytterligere 6 uker.

2.7. Observer den generelle tilstanden til rotter

Pelstilstand, urinproduksjon og overlevelse av rotter ble observert hver dag. Kroppsvekt (BW) og kaloriinntak ble overvåket gjennom hele forsøket. FPG ble evaluert ved 0, 2., 4. og 6. uke etter behandling med TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa).

2.8. Oral glukosetoleransetest (OGTT)

OGTT ble utført på rotter som fastet natten over i sluttstadiet av hele studien. Bare 60 μL blodprøver ble tatt med en kapillærpipette fra sinus orbital (0 timer), deretter administrert med TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)(50 mg/kg, 100 mg/kg og 200 mg/kg) eller Met (200 mg/kg). Blodprøver ble tatt 0,5 timer, 1 time, 2 timer etter glukosebelastning (2 g/kg). Rottene ble bedøvet med isofluran i noen minutter før de tok blod, og presset deretter umiddelbart for å stoppe blødningen med hemostatisk bomull. Alle forsøkene ble gjort med god omhu for å sikre dyrenes velferd. Plasmaglukosekonsentrasjoner ble bestemt med et glukosesett basert på glukoseoksidaseperoksidasemetoden. Arealet under kurven for glukose (AUC-G) ble beregnet for å referere til litteraturen (Shao et al., 2013).

2.9. Bestemmelse av fastende insulin (FINS) og insulinsensitivitetsindeks (ISI)

Intervall på 1 dag etter OGTT var alle rottene i gode forhold uten symptomer som blindhet og betennelse. Deretter ble de bedøvet med pentobarbitalnatrium (40 mg/kg, ip) etter faste i 12 timer og blodprøver ble tatt fra abdominalaorta med og uten heparin for biokjemiske estimeringer. Serum ble samlet fra blodprøver (uten heparin) ved sentrifugering. FINS ble analysert av ELISA-settet. FPG ble bestemt ved å bruke et kommersielt sett basert på glukoseperoksidasemetoden. ISI ble beregnet i henhold til formelen: ISI=1/[FINS (pmol/L) × FPG (mmol/L)] (Wang et al., 2013).

2.10. Estimering av glykogensyntese i lever og muskler

Lever og gastrocnemius muskler ble skåret ut, skylt, veid og lagret ved -70 ◦C. Glykogen i lever og muskler ble målt ved anthronemetoden som beskrevet tidligere (Ren et al., 2015). Innholdet av glykogen ble uttrykt som mg/g våtvekt av vev. Aktivitetene til heksokinase (HK) og pyruvatkinase (PK) i leveren ble bestemt av kommersielt tilgjengelige sett i henhold til produsentens instruksjoner.

2.11. Biokjemisk analyse

HbA1c i fullblod (med heparin) ble målt med et diagnosesett. Serum C-peptid, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL-6 og IL-1 ble testet med kommersielle sett i samsvar med produsentens anvisninger.

2.12. Histologisk evaluering av bukspyttkjertelen

Bukspyttkjertelvev ble også skåret ut, skylt og fiksert i 10 prosent nøytralt formalin, deretter dehydrert i gradientetanol (75 prosent, 85 prosent, 95 prosent og 100 prosent) og xylen (100 prosent). Etter gjennomtrengning ble de innebygd i parafin og kuttet i 3 μm tykke seksjoner med en roterende mikrotom. Vevssnitt ble farget med hematoxylin-eosin (H&E) for lysmikroskopiske undersøkelser (Chen et al., 2014).

2.13. Statistisk analyse

Statistisk analyse ble utført av SPSS versjon 16.0 programvare. Dataene ble presentert ved gjennomsnitt ± SD. Statistiske sammenligninger mellom gruppene ble utført ved bruk av enveis ANOVA etterfulgt av Tukeys test og en verdi på p < 0.05="" ble="" tatt="" som="" statistisk="">

3. Resultater

3.1. Fytokjemisk analyse av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)

Den kvalitative analysen ble utført og presentert i tilleggsmaterialet. Det totale ionekromatogrammet i negativ ionmodus ble vist i fig. S1. MS-data ble foreløpig tildelt ved sammenligning med data i en tidligere rapport (Li et al., 2015) og oppsummert i tabell S1. Analysemetodene for å kvantifisere markørene har også blitt validert og kort beskrevet i tilleggsmaterialet. HPLC-kromatogrammene ble presentert i fig. 1. Tre hovedbestanddeler (echinakosid, acteosid og isoacteosid) i TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)ble identifisert sammenlignet med referansestoffene. Identifikasjonen av forbindelsene og deres konsentrasjoner i TGCT ble vist i tabell 1.

3.2. Effekter av TGCT på BW og kaloriinntak

Som vist i fig. 2A viste rotter matet med HFSD vekten økt med gjennomsnittlig 41 g sammenlignet med NC-gruppen etter 4 uker. Imidlertid reduserte STZ tydeligvis BW til rotter sammenlignet med NC-gruppen. BW i TGCT-gruppene (100 og 200 mg/kg) ble derimot progressivt og signifikant økt (p < 0,05)="" med="" henholdsvis="" 8,1="" prosent="" og="" 11,1="" prosent="" sammenlignet="" med="" dc-gruppen="" ved="" slutten="" av="" forsøksperioden="" ,="" som="" indikerte="" at="">(totalt glykosider avCistanchetubulosa)kan forhindre overdreven vekttap under patologiske forhold. Kaloriinntaket til NC-gruppen var observerbart lavere enn de andre gruppene, og det var ingen signifikant forskjell i kaloriinntaket mellom de fem andre gruppene (fig. 2B).

3.3. Effekter av TGCT på FPG, OGTT og HbA1c

STZ-induserte diabetiske rotter viste en bemerkelsesverdig økning i FPG sammenlignet med NC-gruppen (p < 0.01)="" som="" vist="" i="" fig.="" 3a.="" oral="" administrering="" av="">(totalt glykosider avCistanchetubulosa)demonstrert hypoglykemisk effekt på en tids- og doseavhengig måte. TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)(100 og 200 mg/kg) reduserte FPG-nivåene signifikant ved fjerde (22,1 prosent og 24,8 prosent) og sjette (23,2 prosent og 56,4 prosent) uke sammenlignet med DC-gruppen. Som vist i fig. 3B og C, reduserte TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) åpenbart blodsukkeret med 16,1 prosent og 22,2 prosent etter 0,5 timer og reduserte med 17,2 prosent og 26,5 prosent etter 1 time, og AUC. -G av TGCT-gruppene ble også redusert med henholdsvis 8,1 prosent, 18,5 prosent og 25,4 prosent. Som illustrert i fig. 3D var det en signifikant økning i HbA1c (93,3 prosent) sammenlignet med NC-gruppen, mens oral administrering av TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) til diabetiske rotter redusert bemerkelsesverdig (p < 0,05)="" hba1c="" (henholdsvis="" 26,7="" prosent="" og="" 37,4="" prosent)="" sammenlignet="" med="">

3.4. Glykogeninnhold i lever og muskler

Som vist i fig. 4A og B, ble glykogennivåene signifikant redusert hos diabetiske rotter. Når forskjellige konsentrasjoner av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)ble administrert til diabetiske rotter i 6 uker, leverglykogen i TGCT-gruppene (100 mg/kg og 200 mg/kg) var høyere (25,2 prosent og 40,8 prosent) enn de i DC-gruppen (p < 0,05="" 4a).="" en="" lignende="" effekt="" ble="" demonstrert="" i="" muskelen="" som="" glykogen="" i="">(totalt glykosider avCistanchetubulosa)gruppene (100 mg/kg og 200 mg/kg) var høyere (40,7 prosent og 52,6 prosent) enn de i DC-gruppen (p < 0,05, fig. 4B).

3.5. Effekter av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)på seruminsulin, C-peptid og ISI

Som vist i tabell 2 var insulin og C-peptid åpenbart (p < 0.01)="" redusert="" hos="" diabetiske="" rotter="" sammenlignet="" med="" nc-gruppen.="" imidlertid="">(totalt glykosider avCistanchetubulosa)at all doses caused no significant increase in insulin and C-peptide levels (p >{{0}}.05), selv om insulin og C-peptid i TGCT-behandlede grupper var litt høyere enn i DC-gruppen. I mellomtiden beregnet vi ISI i fig. 4C. I motsetning til insulinsekresjonen ble ISI forhøyet henholdsvis 32,9 prosent og 37,8 prosent ved TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) sammenlignet med DC-gruppen (p <>

3.6. Histopatologisk undersøkelse av bukspyttkjertelen

For å verifisere effekten av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)ved regenerering i bukspyttkjertelholmer ble den histologiske analysen av bukspyttkjertelen utført. I fig. 5A ble normal histologisk struktur og holmer i størrelse observert i NC-gruppen. I motsetning resulterte STZ-injisert i å redusere antall og diameter på øyer med markerte mikrovesikulære endringer (fig. 5B). Begge TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)og Met økte antallet og størrelsen på holmer betydelig ved poenganalyse (fig. 5C–F).

3.7. Effekter av TGCT på p-PKB, p-GSK3, HK og PK

I tabell 2 ble fosforyleringsnivåene av PKB og GSK3 funnet å være signifikant (p < 0.05)="" redusert="" hos="" diabetiske="" rotter.="">(totalt glykosider avCistanchetubulosa)(100 mg/kg og 200 mg/kg) økte bemerkelsesverdig konsentrasjonene av p-PKB (TGCT-100: 13,5 prosent, p < 0.05="" og="" tgct-200:="" 16,7="" prosent,="" p="">< 0,05)="" og="" p="" gsk3="" (tgct-200:="" 18,3="" prosent,="" p="">< 0,01).="" lignende="" effekter="" av="" tgct="" på="" hk="" og="" pk="" ble="" også="" observert.="" tgct-grupper="" økte="" aktivitetene="" til="" hk="" (tgct-100:="" 30,2="" prosent="" ,="" p="">< 0,05="" og="" tgct-200:="" 59,1="" prosent="" ,="" p="">< 0,01)="" og="" pk="" (tgct-200:="" 32,7="" prosent="" ,="" p="">< 0,05)="" enn="" de="" i="">

3.8. Effekter av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)på dyslipidemi

Som vist i tabell 3, ble rotter behandlet med TGCT (100 mg/kg og 200 mg/kg) betydelig forbedret lipidavvikene. TG ble redusert med 19,8 prosent (p < 0,05)="" og="" 25,9="" prosent="" (p="">< 0,01);="" tc="" ble="" redusert="" med="" 28,5="" prosent="" og="" 31,4="" prosent="" (p="">< 0,05);="" ldl-c="" ble="" redusert="" med="" 20,0="" prosent="">< 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 av TGCT på oksidativt stress og betennelse

I lys av de viktige rollene til oksidativt stress og betennelse i patofysiologien til diabetes, evaluerte vi evnen til TGCT på oksidativt stress og betennelse hos diabetiske rotter. TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)(100 og 200 mg/kg) økte effektivt (14,7 prosent , p < 0,05 og 20,5 prosent , 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. Diskusjon

Diabetes er en progressiv og kronisk metabolsk lidelse som hovedsakelig er preget av hyperglykemi. For tiden er FPG et spesifikt mål på blodsukkerkonsentrasjon, OGTT er et sensitivt deteksjonskriterium for tidlige abnormiteter i glukoseavhending, mens HbA1c er mye brukt som en gullstandardindeks for glykemisk kontroll reflekterer gjennomsnittlig glukosenivå over 120 dager før testen ( Nagy et al., 2018; Gan et al., 2018). FPG, OGTT og HbA1c brukes klinisk for diagnostisering og behandling av prediabetes og diabetes (Chai et al., 2017). I vår studie er det klart at FPG av diabetiske rotter behandlet med TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)(100 mg/kg og 200 mg/kg) ble signifikant redusert sammenlignet med DC-gruppen. Som dataene vist i OGTT og AUC-G, ble den nedsatte glukosetoleransen og glukoseopptakshastigheten reversert av TGCT hos diabetiske rotter. I mellomtiden ble resultatet også støttet av måling av HbA1c-innhold. Disse dataene indikerte at TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)forbedret de fysiologiske indeksene til diabetiske rotter ved å regulere blodsukkerhomeostase.

Nedsatt insulinsekresjon og IR spiller en avgjørende rolle i utviklingen av hyperglykemi. Å målrette mot en av dem er hensiktsmessig for å forbedre glykemisk kontroll og forhindre T2DM (Szoke og Gerich, 2005; Punthakee et al., 2018). Flere forskere har rapportert at en kombinasjon av et fettrikt kosthold og lavdose STZ er et effektivt middel for å indusere T2DM i forsøk med dyr. Lavdose STZ forårsaker mild svekkelse av insulinsekresjon som ligner mer på de senere stadiene av T2DM (Gheibi et al., 2017). I denne studien økte TGCT verken insulinsekresjonen signifikant eller gjenopprettet bukspyttkjerteløya til diabetiske rotter, selv om insulin og antall øyer i TGCT-behandlede grupper var høyere enn i DC-gruppen. Disse funnene er i tråd med den tidligere studien på db/db-mus (Xiong et al., 2013). Resultatene våre viste en signifikant vektøkning hos diabetiske rotter behandlet med TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa), som kan forklares med en svak økning av insulin som kan hemme proteinkatabolisme i muskelvev (Adams et al., 2019). Videre viste resultatet av ISI at TGCT åpenbart forbedret IR av diabetiske rotter som er i samsvar med en tidligere rapport (Kong et al., 2018), som ga nye bevis med hensyn til den potensielle mekanismen på den antidiabetiske effekten av TGCT.

Som vi alle vet, er PKB/GSK3-veien en av de mest kritiske insulinsignalveiene, og har blitt foreslått å mediere insulinindusert glykogensyntese (Zheng et al., 2015). HK og PK fungerer som potensielle legemiddelmål i farmakologisk behandling av diabetes. Reduserte HK- og PK-aktiviteter er bekreftet i IR, mens aktivering av HK og PK forårsaker flere glykogenreserver eller glykolyse som produserer fyldigere energi ved å utnytte blodsukker (Hu et al., 2014). I denne studien, TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)behandling økte samtidig uttrykket av fosforylerte proteiner av PKB og GSK3, noe som førte til en betydelig reversering i aktivitetene til HK og PK, og gjenopprettet markant glykogeninnholdet i leveren og muskelen ettersom blodsukkeret reduserte. Disse resultatene indikerte at TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)aktiverte nøkkelenzymene i insulinsignalveien, og ga ytterligere bevis på at insulinfølsomheten virkelig ble forbedret hos diabetiske rotter.

Langvarig diabetes bidrar også til å øke LDL-C og redusere HDL-C-nivåer som forårsaker lipiddysregulering (Jayashankar et al., 2016), og dyslipidemi er en etablert markør for endotelial dysfunksjon og kardiovaskulær risiko ved diabetes (Shahwan et al., 2019). I vår studie reduserte TGCT (200 mg/kg) nivåene av TC, TG og LDL-C bemerkelsesverdig, og økte nivået av HDL-C hos diabetiske rotter, noe som er i samsvar med de tidligere rapportene somCistanchetubulosaregulerte effektivt lipidmetabolismen hos mus (Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). Disse funnene indikerte at TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)kan være mer fordelaktig for diabetikere med blodlipidavvik.

STZ er et bredspektret antibiotikum, som har en høy selektiv toksisitetseffekt på øyceller i bukspyttkjertelen som følge av økningen av superoksidradikal, og videre til dårlig glykemisk kontroll i sin tur (Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020 ). I mellomtiden er oksidativt stress også en viktig årsak til IR i mange miljøer (Taniguchi et al., 2006). IR og diabetes er assosiert med de reduserte aktivitetene til antioksidantenzymer, som SOD og GSH-Px (Styskal et al., 2012). Tidligere studier hadde antydet at undertrykking av oksidativt stress var i stand til å senke blodsukkeret hos diabetiske rotter (Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). I denne studien, behandling med TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)betydelig gjenopprettet de cellulære defensive funksjonene til SOD og GSH-Px og reduserte MDA-nivåer hos diabetiske rotter, noe som viste at TGCT har egenskapene til antioksidasjon.

Hovedbestanddelene i TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)er PhG og det totale innholdet av echinacosid, acteosid og isoacteosid er mer enn 661 mg/g. Planter som har høye antioksidantkomponenter, som for eksempel PhG, har generelt vist seg å ha hypoglykemiske effekter (Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). Derfor spekulerte vi i at den antidiabetiske effekten av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)kan delvis tilskrives antioksidantaktiviteten til PhGs. Av hensyn til innholdet av echinacosid i TGCT er det nødvendig med ytterligere studier for å undersøke effekten av echinacoside på IR og diabetes in vivo og in vitro-modeller.

Det er allment anerkjent at diabetes mellitus er en inflammatorisk sykdom. Inflammatoriske cytokiner som TNF-, IL-6 og IL-1 kan forstyrre insulinreseptorens signalvei, og fører videre til IR (Bastard et al., 2006). Betennelse ser ut til å være et levedyktig medikamentmål i behandlingen av IR, og i forlengelsen av diabetes (Chen et al., 2015). I den nåværende studien, TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)kunne redusere nivået av TNF-, IL-6 og IL-1, noe som viste den antiinflammatoriske effekten. Dette kan være en annen antidiabetisk mekanisme for TGCT hos diabetiske rotter.

Akkumulerende bevis viser at vedvarende høyt blodsukker gir opphav til abnormiteter i strukturen og funksjonen til sirkulerende proteiner og lipider, noe som fører til glyoksidasjon og peroksidasjon, og deretter fremmer produksjonen av inflammatoriske cytokiner. Tilsvarende resulterer økte inflammatoriske cytokiner i produksjon av reaktive oksygenarter og andre reaktive deler, som fremmer oksidativt stress og oksidativ skade. Dette resulterer i en ond sirkel (Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). Derfor kan reduksjon av blodsukker og lipider bidra til antioksidant- og antiinflammatoriske effekter av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa). Til en viss grad er den eksakte antidiabetiske mekanismen ikke helt klar og trenger mer undersøkelse.

5. Konklusjon

Oppsummert indikerte denne studien at TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)var et effektivt middel for behandling av hyperglykemi og hyperlipidemi hos diett/STZ-induserte diabetiske rotter. Videre kan den antidiabetiske effekten i stor grad være relatert til antioksidant- og antiinflammatoriske egenskaper til TGCT. Denne studien vil foreslå muligheten for å introdusere TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)i diabetesbehandling. Imidlertid den detaljerte antidiabetiske mekanismen til TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa)er fortsatt usikker, og ytterligere studier in vivo og in vitro er nødvendig.

Forfatterbidrag

Konsept og design: ZQM, KNZ og WX. Utarbeidelse av TGCT(totalt glykosider avCistanchetubulosa), analyse av kjemiske bestanddeler og metodikkvalidering: RG, ZKX og WJL. Diabetes induksjon og daglig behandling: KNZ og HF. Klargjøring av prøver for biokjemisk analyse: KNZ, HF og ZQM. Dataanalyse og manuskriptutkast: KNZ, ZQM og YST. Datavalidering og manuskriptrevisjon: WZH, GD og YST.

Erklæring om konkurrerende interesse

Forfatterne har erklært ingen interessekonflikter.

Anerkjennelser

Denne studien ble støttet økonomisk av National Science & Technology Major Project Key New Drug Creation and Manufacturing Program, Kina (tilskudd nr. 2013ZX09402203), og vitenskaps- og teknologiprosjektet i Huzhou, Zhejiang-provinsen (tilskudd nr. 2018GZ03). Vi takker Mrs. Ning Su og Mrs. Sha Liu fra Jiangsu Institute of Medicine for deres hjelp med vevsstudier. Jinfeng Wu og Xuefei Zhang etc. ble takknemlig anerkjent i denne forskningen.

Vedlegg A. Tilleggsdata til denne artikkelen kan finnes online på https://doi. org/10.1016/j.jep.2021.113991.

Fra: 'Hypoglykemiske og hypolipidemiske effekter av totale glykosider avCistanchetubulosai diett/streptozotocin-induserte diabetiske rotter' avKuiniu Zhu, et al

---Journal of Ethnopharmacology 276 (2021) 113991