閆科潤(rùn),沈玥,李寧,黃現(xiàn)青,喬明武,宋蓮軍

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院, 河南省食品加工與流通安全控制工程技術(shù)研究中心, 河南 鄭州,450000)

糖尿病(diabetes mellitus,DM)是臨床常見(jiàn)病、多發(fā)病,現(xiàn)已逐步成為世界范圍內(nèi)最主要的慢性非傳染性疾病之一,發(fā)病率逐年上升。據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)[1],2019年在全球4.63億患者中,中國(guó)糖尿病患者數(shù)排名第一,總?cè)藬?shù)約為1.164億人,占比全球25%,糖尿病是中國(guó)第一大慢性病。糖尿病以高血糖和碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪代謝紊亂為特征[2]。持續(xù)性高血糖常導(dǎo)致并發(fā)癥,影響患者的視覺(jué)、神經(jīng)、腎臟等系統(tǒng)[3]。糖尿病心腦血管病變、糖尿病神經(jīng)病變、糖尿病足、糖尿病腎病、糖尿病眼病,是糖尿病五大并發(fā)癥,對(duì)生活質(zhì)量有極大影響。

現(xiàn)在臨床應(yīng)用上具有抗糖尿病作用的降糖藥有多種,但由于商品化藥物成本高,且觀察到大量的藥物相互作用和不良反應(yīng)[4],而傳統(tǒng)草藥可能對(duì)糖尿病有多種療效[5],耐受性更強(qiáng),副作用更少,因此越來(lái)越需要從天然植物中尋找更天然的治療劑,所以治療糖尿病及其并發(fā)癥的藥用植物的研究倍受關(guān)注。

異葒草素屬于黃酮類(lèi)化合物,廣泛存在于多種植物中,具有多種生理功能?，F(xiàn)有研究表明,異葒草素可以通過(guò)調(diào)節(jié)血糖的生理水平,緩解胰島素抵抗,保護(hù)機(jī)體免受氧化應(yīng)激的作用,減少脂質(zhì)積累,促進(jìn)線(xiàn)粒體生物發(fā)生,進(jìn)而改善一型和二型糖尿病,而且可以改善一部分糖尿病并發(fā)癥。本文系統(tǒng)地綜述異葒草素調(diào)控糖尿病的作用及分子機(jī)制,并談及異葒草素調(diào)控糖尿病并發(fā)癥的相關(guān)結(jié)果,以期為異葒草素治療糖尿病及其并發(fā)癥的進(jìn)一步研究及應(yīng)用提供一定的參考。

1 異葒草素的介紹

異葒草素(isoorientin, ISO),3′,4′,5,7-四羥基- 6-吡喃葡萄糖基黃酮,又稱(chēng)木犀草素-6-C-葡萄糖苷,分子式為C21H20O11,分子質(zhì)量為448.38,分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。異葒草素廣泛存在于藜麥[6]、小麥[7]、蕎麥芽[8]、蓮子[9]、西番蓮[10]、玉米絲[11]、荊條葉[12]、葫蘆巴籽[13]、葛根[14]等多種植物的藥用或食用部位。

圖1 異葒草素Fig.1 Isoorientin

異葒草素是一種天然的黃酮類(lèi)物質(zhì),屬于木犀草素C-糖苷類(lèi)化合物[15]。研究表明,黃酮類(lèi)C-糖苷比黃酮類(lèi)O-糖苷更穩(wěn)定,且具有更高的抗炎、抗氧化和抗糖尿病能力[16-17],異葒草素作為其典型C-糖苷類(lèi)黃酮化合物,根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)異葒草素具有較好的抗炎、抗氧化及抗糖尿病活性。

近年來(lái)的研究成果表明,異葒草素具有抗腫瘤[18-19]、抑制炎性疾病[20]、抗病毒[21]、改善糖尿病[22]和神經(jīng)保護(hù)潛力[23]等藥理效果。從分子機(jī)制的研究可以看出,異葒草素的抗炎功能為其通過(guò)抗氧化、降低炎癥因子表達(dá)而改善糖尿病提供理論依據(jù),并且異葒草素改善糖尿病及保護(hù)神經(jīng)的作用為其調(diào)控糖尿病神經(jīng)病變這一并發(fā)癥提供理論依據(jù)。

2 異葒草素調(diào)控糖尿病的作用機(jī)制

2.1 異葒草素通過(guò)調(diào)控血糖紊亂改善糖尿病

現(xiàn)有研究結(jié)果從血糖及相關(guān)生理指標(biāo)的調(diào)控、糖耐量及急性降糖效果等方面驗(yàn)證了以異葒草素為主要成分的提取物具有降血糖的效果。XU等[24]研究發(fā)現(xiàn)木棉葉標(biāo)準(zhǔn)乙醇提取物(主要成分為異葒草素)能顯著降低二型糖尿病(diabetes mellitus type 2,T2DM)模型大鼠的空腹血糖、糖化血紅蛋白、總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇、血清胰島素和丙二醛(malondialdehyde,MDA)濃度,提高口服葡萄糖耐量、高密度脂蛋白膽固醇和超氧化物歧化酶水平。ANDRADE-CETTO等[25]對(duì)Cecropia pachystachya提取物(主要成分為異葒草素)的降糖作用進(jìn)行了不同時(shí)長(zhǎng)的研究,發(fā)現(xiàn)其對(duì)四氧嘧啶誘導(dǎo)的一型糖尿病大鼠有明顯的降糖作用,12 h后血糖下降68%。在糖尿病大鼠中,給予該提取物也能顯著降低血糖水平,急性降糖效果為90 min時(shí)更為明顯(降幅為60%)。120 min后,該提取物與標(biāo)準(zhǔn)藥物(二甲雙胍和格列本脲)組大鼠的血藥濃度無(wú)明顯差異。

這些實(shí)驗(yàn)大部分都是以混合提取物為研究對(duì)象,只有少部分研究異葒草素單體。SEZIK等[26]從龍膽中提取分離純化出異葒草素,發(fā)現(xiàn)其降糖、降脂作用似乎不呈劑量依賴(lài)性,15 mg/kg劑量時(shí)作用最強(qiáng),較高劑量時(shí)作用減弱。第15天末次給藥后,停止給藥,并在動(dòng)物舍內(nèi)繼續(xù)以普通大鼠飼料和自由飲水維持10 d,第25天進(jìn)行血糖、膽固醇和甘油三酯濃度的最終測(cè)定,發(fā)現(xiàn)顯著效果持續(xù)存在。LUAN等[13]發(fā)現(xiàn)異葒草素可以通過(guò)促進(jìn)蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)和腺苷酸激活蛋白激酶[adenosine 5′-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK]磷酸化,促進(jìn)代謝,恢復(fù)胰島素抵抗的脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取。ALONSO-CASTRO等[27]發(fā)現(xiàn)在胰島素敏感細(xì)胞中,異葒草素誘導(dǎo)免疫應(yīng)答(immune response, IR)、胰島素受體底物1(insulin receptor substrate1,IRS1)、胰島素受體底物2(insulin receptor substrate2,IRS2)和磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase,PI3K)基因的表達(dá)高于胰島素,且促進(jìn)了IR、PI3K和AKT的磷酸化。并通過(guò)胰島素信號(hào)通路抑制劑作用于異葒草素誘導(dǎo)的3T3-F442A細(xì)胞和人脂肪細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)4種胰島素信號(hào)通路抑制劑HNMPA-(AM)3(用于IR),Wortmannin(用于PI3 K),AKT抑制劑VIII(用于AKT1/2),Indinavir(用于GLUT4)都抑制了細(xì)胞的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn),證明異葒草素可以通過(guò)調(diào)控胰島素信號(hào)通路調(diào)控糖尿病。

雖然已有少數(shù)實(shí)驗(yàn)證明異葒草素單體對(duì)高血糖有調(diào)控效果,但研究結(jié)果僅限于特征生理指標(biāo)的變化,相對(duì)于混合物在糖化血紅蛋白、血清胰島素和MDA濃度等生理指標(biāo)的測(cè)定及急性降糖方面研究較少,在生理指標(biāo)測(cè)定及急性降糖方面仍需進(jìn)行進(jìn)一步的探究。此外,通過(guò)體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),證明異葒草素可調(diào)控血糖紊亂來(lái)改善糖尿病,但它主要把生理指標(biāo)作為測(cè)定指標(biāo),仍缺少分子機(jī)制層面的探究。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明異葒草素通過(guò)激活A(yù)KT和AMPK的磷酸化,進(jìn)而恢復(fù)機(jī)體對(duì)葡萄糖的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)。但是異葒草素調(diào)控葡萄糖的機(jī)理攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)理仍待研究,比如異葒草素調(diào)控轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程是否是通過(guò)調(diào)控蛋白激酶(protein kinase Cλ/ξ, PKCλ/ξ)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)、分解代謝基因活化蛋白(catabolite gene activator protein,CAP)等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2.2 異葒草素通過(guò)抑制糖異生作用改善糖尿病

有少量研究關(guān)于異葒草素調(diào)控糖異生。葡萄糖- 6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase, G6 Pase)是一種水解葡萄糖-6-磷酸的酶,它會(huì)產(chǎn)生磷酸基團(tuán)和游離葡萄糖。然后葡萄糖通過(guò)膜葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白從細(xì)胞中輸出。這種催化作用完成了糖異生和糖原分解的最后步驟,因此在血糖水平的動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用,在禁食狀態(tài)下尤其如此[28]。這種肝臟葡萄糖的輸出是二型糖尿病患者空腹血糖濃度升高的主要決定因素。ANDRADE-CETTO等[29]以二型糖尿病大鼠為體內(nèi)模型,以完整的大鼠肝微粒體為體外模型,從兩方面探究Cecropia提取物(主要成分為異葒草素)對(duì)G6 Pase活性的影響,實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)G6 Pase活性有明顯的抑制作用,可以通過(guò)阻斷肝臟的葡萄糖輸出來(lái)改善血糖控制。KASANGANA等[30]發(fā)現(xiàn)異葒草素能促進(jìn)AMPK磷酸化,進(jìn)而降低G6 Pase活性,同時(shí)AMPK活化引起糖原合成酶激酶-3(glycogen syn- thase kinase-3,GSK-3)磷酸化,刺激糖原合成酶(gly- cogen synthase,GS)活性,抑制肝臟糖異生進(jìn)而降低血糖。

糖異生是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,葡萄糖-6-磷酸酶只是調(diào)節(jié)糖異生的激素中的一種,除此之外糖異生的主要限速酶還有丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase, PC)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase, PEPCK)、果糖二磷酸酶(fructose 1,6-bisphosphatase)。另外,在糖異生過(guò)程中,代謝物的調(diào)節(jié)對(duì)其也很重要,比如血漿中甘油、乳酸和氨基酸濃度。同時(shí),乙酰輔酶A的濃度對(duì)糖異生也有影響,其決定了丙酮酸的代謝方向。

2.3 異葒草素通過(guò)調(diào)控氧化損傷改善糖尿病

異葒草素的抗氧化性使其可緩解胰島素抵抗、減少脂質(zhì)積累、影響某些酶的活力,進(jìn)而改善糖尿病。LUAN等[13]研究發(fā)現(xiàn)異葒草素顯著抑制脂肪細(xì)胞特異性基因過(guò)氧化物酶體增殖物激活型受體γ(peroxi- some proliferators-activated receptors-γ,PPARγ)、CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(CCAAT/enhancer binding proteins alpha, C/EBPα)、脂肪細(xì)胞脂結(jié)合蛋白(adi- pocyte lipid binding protein, AP2)、膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(sterol-regulatory element binding proteins,SREBP1c)和脂肪酸合成酶(fatty acid synthase, Fas)的轉(zhuǎn)錄,緩解胰島素抵抗。過(guò)氧化物酶體增殖物激活型受體(peroxisome proliferators-activated receptors, PPARs)在炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、胰島素抵抗、糖脂代謝、腫瘤中起到重要的調(diào)節(jié)作用[31]。異葒草素通過(guò)下調(diào)脂肪因子和脂質(zhì)代謝相關(guān)基因,如PPARγ、C/EBP 和Fas等,上調(diào)胰島素誘導(dǎo)基因1和2(insulin induced gene,INSIG 1、2),減少脂肪細(xì)胞中脂滴的積聚[32]。其中PPARα/PPARγ/UCP1(UCP1為棕色脂肪產(chǎn)熱蛋白1，uncoupling protein 1)的調(diào)控與AMPK磷酸化類(lèi)似,PPARγ在激活后,可以通過(guò)表達(dá)UCP1來(lái)調(diào)節(jié)脂肪褐變。而異葒草素可以促進(jìn)脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取,這與增加UCP1的表達(dá)和氧耗率有關(guān)[33]。

四氧嘧啶誘導(dǎo)的一型糖尿病通過(guò)降低血清中還原型谷胱甘肽(glutathione, GSH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase, CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX)和谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase, GR)等抗氧化劑水平而引起氧化應(yīng)激。MALIK等[34]研究發(fā)現(xiàn)在異葒草素治療后,糖尿病大鼠的SOD活性得到了改善,CAT、GSH和GPX也得到了改善。并采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),將目標(biāo)蛋白G蛋白偶聯(lián)受體40(G Protein-Coupled Receptor 40, GPR40)、G6 Pase、棕色脂肪產(chǎn)熱蛋白2(uncoupling protein 2, UCP2)、糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase, GP)、醛糖還原酶(aldose reductase, AR)和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-4(glu- cose transporter 4, GLUT4)與異葒草素對(duì)接。對(duì)接結(jié)果表明,其與所有6種靶蛋白都有很強(qiáng)的活性,證明可以有效地抑制糖尿病蛋白的活性。

目前,已發(fā)現(xiàn)異葒草素可以提高抗氧化劑的水平,并借助生物信息的技術(shù)給予證明。但并沒(méi)有探究異葒草素是如何調(diào)控各種抗氧化劑,接下來(lái)可以以此為切入點(diǎn),探究異葒草素調(diào)控抗氧化劑的作用通路。另外,調(diào)節(jié)脂肪酸和膽固醇的合成除了與PPARs、SREBP、Fas 等有重要聯(lián)系,還與上游刺激因子1(upstream stimulatoty factor1, USF1)和細(xì)胞核受體(liver X receptor, LXR)有著密不可分的關(guān)系,胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可以通過(guò)激活USF1 和LXR 促進(jìn)脂肪酸的合成。

2.4 異葒草素通過(guò)調(diào)控線(xiàn)粒體功能改善糖尿病

線(xiàn)粒體是一種雙膜結(jié)合的細(xì)胞器,通常被認(rèn)為是細(xì)胞的“動(dòng)力單元”[35]。研究表明,線(xiàn)粒體在脂肪細(xì)胞的脂肪生成和脂解過(guò)程中都起著重要作用。在脂肪細(xì)胞中,線(xiàn)粒體產(chǎn)生超過(guò)95%的細(xì)胞ATP,是細(xì)胞代謝和其他一般細(xì)胞過(guò)程所必需的,而基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinase, MMP)是產(chǎn)生ATP的一個(gè)重要因素[36]。氧化磷酸化是細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species, ROS)的主要來(lái)源,在氧化磷酸化過(guò)程中,形成MMP。LUAN等[13]研究發(fā)現(xiàn)異葒草素可降低細(xì)胞內(nèi)ROS水平,同時(shí)升高細(xì)胞內(nèi)ATP水平和MMP水平。同時(shí),耗氧速率與線(xiàn)粒體有著密切關(guān)系,AMPK的激活與線(xiàn)粒體能量學(xué)過(guò)程有關(guān)系。ZIQUBU等[37]證明異葒草素可以通過(guò)刺激ATP的產(chǎn)生和耗氧速率來(lái)增強(qiáng)線(xiàn)粒體的呼吸,這是與有效線(xiàn)粒體功能相關(guān)的一個(gè)重要過(guò)程。因此,異葒草素可以通過(guò)促進(jìn)線(xiàn)粒體生物發(fā)生而影響糖脂代謝,但對(duì)于異葒草素在線(xiàn)粒體功能和調(diào)節(jié)機(jī)制中的作用研究偏少。

2.5 異葒草素通過(guò)抑制α-葡萄糖苷酶改善糖尿病

α-葡萄糖苷酶是治療二型糖尿病的重要酶靶點(diǎn)。這種酶存在于小腸的刷狀緣膜中,催化α-D-葡萄糖(游離單糖)中雙糖的α-(1→ 4)-糖苷鍵的水解[38]。釋放的單糖被腸道吸收,導(dǎo)致血液中的血糖和胰島素水平增加[39]。因此,抑制α-葡萄糖苷酶可以降低碳水化合物的消化率,從而降低血液中的血糖水平,抑制餐后高血糖[40]。SHIBANO等[41]發(fā)現(xiàn)從鴨趾草中分離提取出的異葒草素等成分對(duì)大鼠腸道α-葡萄糖苷酶有抑制作用,證明異葒草素具有降糖的功效。BORGES[42]通過(guò)體外抑制酵母菌α-葡萄糖苷酶活性實(shí)驗(yàn)證明異葒草素對(duì)α-葡萄糖苷酶有抑制作用,并對(duì)所測(cè)試的黃酮類(lèi)化合物進(jìn)行了分子對(duì)接,以研究其與α-葡萄糖苷酶口袋的可能相互作用,對(duì)接研究表明,糖基和A或B環(huán)的相互作用主要是通過(guò)氫鍵實(shí)現(xiàn)的。

2.6 異葒草素通過(guò)抑制鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-2(sodium-dependent glucose transporters 2,SGLT2)改善糖尿病

長(zhǎng)期使用多種藥物控制糖尿病,會(huì)導(dǎo)致副作用,如體重增加和低血糖。治療糖尿病患者需要新的、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的藥物來(lái)治療高血糖,其中新的靶點(diǎn)通過(guò)抑制小腸中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和減少腎臟對(duì)葡萄糖的重吸收來(lái)解決這些問(wèn)題。SGLT2抑制劑能競(jìng)爭(zhēng)性抑制腸道和腎臟的葡萄糖攝取[43],已成為一種有效的治療T2DM的策略,那么篩選SGLT2抑制劑成為該項(xiàng)治療方法的重點(diǎn)。ANNAPURNA等[44]通過(guò)電子對(duì)接的方法,探究異葒草素與SGLT2相互作用,其與SGLT2的Gln 295和Asp 294殘基的相互作用已被證明與III期藥物Dapagliflzin的相互作用相當(dāng),證明異葒草素可以作為潛在的SGLT2抑制劑治療糖尿病。

綜上所述,異葒草素能夠在血糖紊亂后使其恢復(fù)至正常水平,同時(shí)能促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取,并改善氧化損傷及炎癥反應(yīng),以及通過(guò)促進(jìn)線(xiàn)粒體生物發(fā)生而促進(jìn)糖脂代謝。由此可見(jiàn),異葒草素調(diào)節(jié)糖尿病的作用機(jī)制主要涉及攝入葡萄糖后的反應(yīng),異葒草素調(diào)節(jié)葡萄糖進(jìn)入血液后的反應(yīng)主要通過(guò)抑制炎癥反應(yīng)及其抗氧化作用,以胰島素信號(hào)通路AKT和能量代謝通路AMPK為主,通過(guò)AKT、AMPK的磷酸化促進(jìn)代謝,并引起血糖調(diào)節(jié)、抗氧化活性、線(xiàn)粒體功能等下游作用通路,圖2匯總了上述分子機(jī)制。雖然明確異葒草素可以調(diào)節(jié)血糖,但AKT和AMPK信號(hào)通路還有很多的分支是異葒草素相關(guān)研究所沒(méi)有探究到的,其中關(guān)鍵位點(diǎn)的轉(zhuǎn)錄因子(forkhead box, FoxO)和雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)對(duì)糖尿病的調(diào)控也很重要,FoxO通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄過(guò)程進(jìn)而調(diào)節(jié)代謝,AKT可磷酸化并直接抑制FoxO,AMPK可直接調(diào)控FoxO3并激活轉(zhuǎn)錄活性。mTOR及其下游成分進(jìn)行蛋白質(zhì)合成,胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通過(guò)破壞CREB/CBP/mTOR的結(jié)合抑制肝臟中的糖異生。

圖2 異葒草素調(diào)節(jié)糖尿病的作用通路Fig.2 Pathway of isoorientin regulating diabetes mellitus

3 異葒草素調(diào)控糖尿病并發(fā)癥的研究

3.1 異葒草素改善糖尿病引起的血小板聚集

一些研究表明,血小板聚集增加可能與ROS產(chǎn)生的改變有關(guān),ROS的產(chǎn)生可能直接影響血小板聚集、活化以及血栓形成和血管損傷[45]。SALLES等[46]研究發(fā)現(xiàn)西番蓮葉提取物對(duì)二型糖尿病動(dòng)物的治療降低了血小板聚集,并抑制了血小板中這些氧化性物質(zhì)的產(chǎn)生。另外,考慮到之前證明西番蓮提取物抗氧化性能的研究[47],西番蓮提取物對(duì)血小板聚集的影響也可能與該提取物的抗氧化作用有關(guān),從而清除ROS。證明西番蓮葉提取物對(duì)糖尿病患者的健康有益,可防止其并發(fā)癥的出現(xiàn)。其作用可能與類(lèi)黃酮有關(guān),其中包括黃酮類(lèi)C糖苷——異葒草素,但并未進(jìn)行單體驗(yàn)證,接下來(lái)應(yīng)分離純化出單體探究其對(duì)血小板聚集的作用。

3.2 異葒草素改善糖尿病引起的肝損傷

YUAN等[48]發(fā)現(xiàn)異葒草素可以通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、抗氧化能力和炎性細(xì)胞因子的釋放來(lái)預(yù)防高果糖誘導(dǎo)的肝損傷發(fā)生。肝臟組織病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn),飼喂高果糖的小鼠出現(xiàn)嚴(yán)重的脂滴沉積、壞死、細(xì)胞質(zhì)空泡化、細(xì)胞膜和細(xì)胞核碎裂,而異葒草素可保護(hù)肝組織免受高果糖誘導(dǎo)的脂肪肝和肝損傷。生化分析與肝組織病理學(xué)改變的結(jié)果一致,高果糖飲食顯著提高了谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase, ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase, AST)和堿性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)水平,異葒草素治療顯著減輕了這種改變。MDA是肝組織氧化損傷的特征性指標(biāo)。高果糖喂養(yǎng)的小鼠肝臟MDA水平升高,給予異葒草素有效地降低了肝組織中的MDA水平。另外,給予異葒草素抑制炎性細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6)的釋放,消除肝臟的炎癥反應(yīng)。雖然已證明異葒草素可以改善肝損傷,但目前實(shí)驗(yàn)結(jié)果僅局限于體內(nèi)實(shí)驗(yàn),并且缺少在糖尿病動(dòng)物模型中的驗(yàn)證,后續(xù)可以在糖尿病動(dòng)物模型中進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證,并補(bǔ)充體外實(shí)驗(yàn),如以肝臟細(xì)胞為模型進(jìn)行探究。

4 展望

與合成藥物相比,草藥通常被認(rèn)為具有較少的副作用。上述研究已經(jīng)證實(shí)含有異葒草素的植物提取物和草藥制劑具有抗高血糖作用,它們有可能用作抗糖尿病滋補(bǔ)品,但是其多數(shù)以植物提取物,也就是以含異葒草素的混合物作為研究對(duì)象,單體只有少量研究?；旌衔镏g可能存在拮抗或促進(jìn)作用,而研究單體可以清晰地確定其作用效果。通過(guò)體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),證明異葒草素可調(diào)控糖脂代謝及抗氧化劑來(lái)改善糖尿病,但它主要把生理指標(biāo)作為測(cè)定指標(biāo),仍缺少分子機(jī)制層面的探究,而體外實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充了異葒草素調(diào)控糖尿病的分子機(jī)制,發(fā)現(xiàn)異葒草素通過(guò)調(diào)控胰島素信號(hào)通路及能量代謝通路進(jìn)而改善糖尿病,為后續(xù)異葒草素的研究與應(yīng)用提供理論支持。

目前中西醫(yī)[49-50]治療糖尿病的機(jī)制主要涉及促進(jìn)胰島素分泌,增強(qiáng)胰島素作用,修復(fù)受損的胰島β細(xì)胞,增強(qiáng)葡萄糖的利用,提高對(duì)糖類(lèi)物質(zhì)的代謝,抑制消化道對(duì)糖類(lèi)的吸收。目前,許多體外研究以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都證明了異葒草素具有調(diào)控糖尿病及其并發(fā)癥的作用,但大部分分子機(jī)制的研究仍以細(xì)胞層面為主,缺少動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,并且異葒草素在糖尿病并發(fā)癥方面的研究過(guò)少。為了拓展異葒草素在糖尿病領(lǐng)域的應(yīng)用,明確異葒草素在糖尿病方面的調(diào)控作用,以下幾項(xiàng)工作的開(kāi)展將很有意義:

(1)探究異葒草素能否調(diào)控葡萄糖的運(yùn)輸過(guò)程,驗(yàn)證異葒草素能否調(diào)控AMPK、AKT其他下游通路,進(jìn)而完善異葒草素調(diào)控糖尿病的作用機(jī)制;

(2)在動(dòng)物模型中進(jìn)一步探究驗(yàn)證異葒草素調(diào)控糖尿病的分子機(jī)制,與體外實(shí)驗(yàn)相輔相成,為臨床應(yīng)用提供更有效的理論支持;

(3)探究異葒草素對(duì)糖尿病各種其他并發(fā)癥,如糖尿病神經(jīng)病變、糖尿病足、糖尿病眼病的調(diào)控作用及其機(jī)理。