BACKGROUND INTRODUCTION

II型糖尿病是一種代謝性疾病，主要表現(xiàn)為胰島素抵抗、葡萄糖不耐受等，據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，2015年，全球有4．15億的糖尿病患者，預(yù)估到2035年，該數(shù)據(jù)將可能達(dá)到5．92億。

目前，II型糖尿病的治療方法主要為藥物輔助飲食及鍛煉，而市售的降糖藥如二甲雙胍、格列本脲和阿卡波糖等均具有一定程度的副作用，因此，天然來(lái)源、副作用小的降糖藥物有望為II型糖尿病開辟新的市場(chǎng)。

烏腺金絲桃（H． attenuatum Choisy）為一種多年生草本植物，又名穩(wěn)心草，廣泛分布于中國(guó)黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、陜西、山東、江蘇等地。民間以干燥全草入藥，具有止血、鎮(zhèn)痛、催乳、抗心律失常等功效。但其對(duì)糖尿病的作用尚并不十分清楚。

腸道菌群，作為人體基本組成部位之一，目前已被認(rèn)為是調(diào)節(jié)人體健康的“第二大基因”。腸道菌群紊亂對(duì)機(jī)體的代謝有很大影響，據(jù)現(xiàn)有研究報(bào)道，腸道菌群失調(diào)會(huì)對(duì)II型糖尿病產(chǎn)生很大的影響。H． attenuatum Choisy是否可通過(guò)影響腸道菌群從而改善糖尿病也仍是個(gè)謎。

基于上述背景，本研究室通過(guò)建立II型糖尿病小鼠模型研究了H． attenuatum Choisy對(duì)II型糖尿病的治療作用，并研究了H． attenuatum Choisy提取物的降糖機(jī)制及其對(duì)II型糖尿病小鼠的腸道菌群的影響。該研究結(jié)果已于近期發(fā)表在國(guó)際知名期刊《Journal of Functional Foods》（IF＝3．47；食品科技1區(qū)、工程技術(shù)2區(qū)）上。（Jin DX， et al．， Hypoglycemic effect of Hypericum attenuatum Choisy extracts on type 2 diabetes by regulating glucolipid metabolism and modulating gut microbiota． Journal of Functional Foods， 2019，52， 479－491）

ABSTRACT

該研究首先通過(guò)高脂飲食＋大劑量注射STZ的辦法建立T2DM小鼠模型，分別給予T2DM小鼠不同劑量（低（100 mg／kg／day）、中（200 mg／kg／day）、高（300 mg／kg／day））的H． attenuatum Choisy提取物，并觀察II型糖尿病小鼠的體重、飲食量、空腹血糖等指標(biāo)的變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，H． attenuatum Choisy提取物可改善T2DM引起的小鼠體重（BW）、空腹血糖（FBG）、口服葡萄糖耐量（OGTT）、血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL－C）等的升高。

通過(guò)檢測(cè)糖脂代謝相關(guān)基因如（PEPCK、G6Pase、GS、HMGCR、CYP7A1）等的表達(dá)，研究發(fā)現(xiàn)H． attenuatum Choisy提取物處理可通過(guò)增加糖原合成、減少糖異生等途徑增加T2DM小鼠的葡萄糖攝取及利用效率。為明確H． attenuatum Choisy改善T2DM小鼠胰島素抵抗的作用機(jī)制，我們檢測(cè)了胰島素信號(hào)通路的胰島素受體底物（IRS－1）的表達(dá)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)H． attenuatum Choisy提取物可促進(jìn)T2DM小鼠肝臟中IRS－1的磷酸化，我們繼續(xù)檢測(cè)了胰島素信號(hào)中IRS－1的下游因子PI3K以及PI3K的下游調(diào)節(jié)因子AKT，結(jié)果表明，H． attenuatum Choisy提取物能激活PI3K－AKT通路，并進(jìn)一步激活肝臟組織中糖原合成酶激酶－3（GSK－3β）的磷酸化，從而達(dá)到促進(jìn)糖原合成的結(jié)果。通過(guò)HE染色各組小鼠的肝臟及胰腺組織，結(jié)果發(fā)現(xiàn)T2DM小鼠胰腺中胰島β細(xì)胞排列不規(guī)則，輪廓不清晰，胰島固縮，并伴隨胰島細(xì)胞空泡變性，而H． attenuatum Choisy提取物可改善T2DM小鼠的胰腺組織損傷；肝臟組織HE染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)，T2DM小鼠肝臟中出現(xiàn)肝細(xì)胞空泡變性、水腫乃至肝細(xì)胞壞死，同時(shí)伴隨有大量炎細(xì)胞浸潤(rùn)；然而，H． attenuatum Choisy提取物處理組小鼠肝臟表現(xiàn)出趨于正常的肝臟組織形態(tài)。

由于T2DM常伴隨一系列癥狀如β細(xì)胞功能紊亂、慢性炎癥及線粒體氧化壓力等，而前期HE染色發(fā)現(xiàn)T2DM小鼠肝臟表現(xiàn)出明顯的炎細(xì)胞浸潤(rùn)，我們檢測(cè)了T2DM小鼠肝臟及脂肪組織中促炎因子（包括TNF－α、IL－6、IL－1β）的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)T2DM小鼠肝臟及脂肪組織中均出現(xiàn)促炎因子的表達(dá)增加，而H． attenuatum Choisy提取物可降低T2DM小鼠肝臟及脂肪組織中促炎因子的表達(dá)。

接著，為確定H． attenuatum Choisy提取物是否影響了T2DM小鼠的腸道菌群，從而對(duì)其降糖起到一定輔助作用，我們對(duì)各組小鼠的小腸及大腸中的腸道內(nèi)容物進(jìn)行了16S rDNA測(cè)序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，H． attenuatum Choisy提取物對(duì)T2DM小鼠腸道菌群產(chǎn)生了一定影響，H． attenuatum Choisy提取物處理組小鼠腸道中一些菌群（如Lactobacillales、Bifidobacteriales等）豐度的增加可能對(duì)其改善T2DM起到一定的作用。

短鏈脂肪酸（SCFAs）是腸道菌群的主要代謝產(chǎn)物之一，對(duì)維持宿主健康發(fā)揮重要作用。有研究表明，T2DM的發(fā)生與糞便中產(chǎn)SCFAs菌的減少密切相關(guān)，為進(jìn)一步確定H． attenuatum Choisy提取物是否對(duì)腸道菌群代謝物產(chǎn)生影響，我們檢測(cè)了腸道內(nèi)容物中SCFAs的含量變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，H． attenuatum Choisy提取物可改善T2DM引起的SCFAs（包括乙酸、丙酸、丁酸、纈草酸）的減少。SCFAs可使腸道內(nèi)環(huán)境pH降低，而酸化的腸道內(nèi)環(huán)境可限制一些致病菌的生長(zhǎng)，這可能是T2DM組小鼠和H． attenuatum Choisy提取物處理組小鼠腸道菌群不同的一個(gè)關(guān)鍵原因。此外，SCFAs（如乙酸、丁酸）的含量多少可能與小腸中胰高血糖素樣肽（GLP－1）的表達(dá)呈正相關(guān)，因此，H． attenuatum Choisy提取物對(duì)T2DM小鼠腸道菌群乃至其代謝物的影響均可能對(duì)T2DM產(chǎn)生一定的緩解作用。

總之，本研究為H． attenuatum Choisy治療糖尿病提供重要的理論依據(jù)，為提高H． attenuatum Choisy的應(yīng)用價(jià)值奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。