明日葉查爾酮對糖尿病大鼠氧化應激影響
 

王先紅1, 張照杰1, 李蕾2, 鐘進義1通訊作者 [email protected]
1. 青島大學醫學院預防醫學系, 山東 青島 266021;
2. 廈門大學
數字出版日期：2013-6-8 16:27:00
基金項目：山東省醫藥衛生科技發展計劃項目（QNW001）
作者簡介：王先紅（1986- ），女，山東青島人，碩士在讀，研究方向：衛生毒理學。
通訊聯系人：鐘進義，E-mail：[email protected]
摘要：目的 探討明日葉查爾酮（AC）對2型糖尿病大鼠氧化應激水平的影響。方法 雄性Wistar大鼠高脂飼料喂養加鏈脲佐菌素腹腔注射建立2型糖尿病模型，將造模成功大鼠隨機分為糖尿病模型組、AC 30、10、5 mg/kg組及對照組，每日經口灌胃AC連續4周，檢測空腹血糖、血清胰島素、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、總抗氧化能力、氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）和胰腺組織病理改變等指標。結果 糖尿病模型組大鼠血糖與胰島素水平分別為（17.30±3.57）mmol/L和（38.28±4.97）mU/L，MDA和ox-LDL含量分別為（12.00±1.32）nmol/mL和（23.05±2.87）ng/mL，均明顯高于對照組（P<0.05），與糖尿病模型組比較，AC 30 mg/kg組大鼠血糖[（7.00±2.55）mmol/L]、胰島素[（29.50±5.31）mU/L]、MDA[（9.96±0.65）nmol/mL]和ox-LDL[（15.36±1.70）ng/mL]均明顯降低，差異均有統計學意義（P<0.05），胰島細胞損傷程度減輕。結論 AC對2型糖尿病大鼠氧化應激和胰島細胞損傷有一定抑制作用。
 

關鍵詞： 明日葉查爾酮(AC) 2型糖尿病氧化應激 胰島細胞
Effect of ashitaba chalcone on oxidative stress in diabetic rats
WANG Xian-hong1, ZHANG Zhao-jie1, LI Lei2, et al
Abstract: Objective To explore the effect of ashitaba chalcone(AC)on oxidative stress in type 2 diabetic rats.Methods Type 2 diabetic rat model was set up in male Wister rats by feeding high-fat diet and streptozotocin(STZ)injection.Rats in AC treatment groups(at dosages of 5,10,and 30 mg/kg)were treated with gavage AC daily.Four weeks later,the fasting blood glucose (FBG),insulin,superoxide dismutase(SOD),malondialdehyde(MDA),total antioxidative capacity(T-AOC),and oxidized low density lipoprotein(ox-LDL)were measured and the morphology of islet cellulars was observed.Results In diabetic model group,the levels of FBG(17.30±3.57 mmol/ml),insulin(38.28±4.97 mU/L),MDA (12.00±1.32 nmol/ml),and ox-LDL(23.05±2.87 ng/ml)were significantly elevated compared with those of the control group(P< 0.05 for all).In 30 mg/kg AC group,the levels of FBG (7.00±2.55 mmol/ml),insulin(29.50±5.31 mU/L),MDA (9.96±0.65 nmol/ml),and ox-LDL (15.36±1.70 ng/ml)were significantly lower than those of diabetic model group (P< 0.05 for all) and the magnitude of morphological damage in islets cellular was also alleviated.Conclusion Ashitaba chalcone could inhibit oxidative stress and injury of islet cells in type 2 diabetic rats.
Key words: ashitaba chalcone type 2 diabetes oxidative stress islet cell
明日葉(ashitaba)，又名長壽草，屬芹科多年生草本植物，原產地日本八丈諸島。據文獻報道，明日葉中的活性成分查爾酮(chalcone)，其化學結構為1，3-二苯基丙烯酮，屬黃酮類化合物，具有抗腫瘤、抗氧化、抗糖尿病等多種生物學功效[1, 2]。本研究采用高脂飼料喂養加鏈脲佐菌素腹腔注射制備大鼠2型糖尿病模型，經口灌胃不同劑量明日葉查爾酮，觀察大鼠血糖、胰島素、氧化應激和胰島細胞損傷等指標，探討明日葉查爾酮對2型糖尿病大鼠氧化應激水平的影響，結果報告如下。
1 材料與方法
1.1 實驗動物

清潔級健康雄性Wistar大鼠60只(山東魯抗醫藥實驗中心)，6~8周齡，體重180~200 g，許可證號：SCXK(魯)2009-0007。高脂飼料(北京華阜康生物科技股份有限公司)。
1.2 主要試劑與儀器

明日葉查爾酮(ashitaba chalcone，AC)由青島大學醫學院營養所衛生毒理學實驗室制備，純度>90%。查爾酮標準品(純度>99%)、鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)(美國sigma公司)，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、總抗氧化能力(total antioxidative capacity，T-AOC)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)試劑盒(南京建成生物工程研究所)，氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(北京博奧森生物技術有限公司)，碘[125I]胰島素放射免疫分析藥盒(北京北方生物技術研究所)。RT-6000酶標分析儀(深圳雷杜生命科學股份有限公司)，XDS-1B型倒置顯微鏡、DP72型圖像采集設備(日本OLIMPUS公司)。
1.3 糖尿病大鼠模型制備

將60只雄性Wistar大鼠適應性喂養1周后隨機選取10只為對照組，其余動物采用高脂飼料聯合腹腔注射STZ方法誘發2型糖尿病，STZ劑量為15 mg/kg，自第2周開始注射，1次/周，連續3周。末次注射后2 d空腹血糖值高于16.7 mmol/L判定為糖尿病。
1.4 分組與處理

將造模成功的40只糖尿病大鼠隨機分為4組，糖尿病模型組(蒸餾水)、AC 30、10、5 mg/kg組，每組10只。在高脂飼料喂養基礎上，每天經口灌胃給予AC。對照組給予普通飼料并經口灌胃蒸餾水。各組動物自由進食進水，連續4周。在末次灌胃后禁食12 h，尾尖采血測定空腹血糖。全部動物經腹腔注射 7%水合氯醛麻醉后，腹主動脈采血并分離血清和迅速分離胰腺組織備檢。
1.5 指標及檢測
1.5.1 血糖和血清胰島素測定

血糖用葡萄糖氧化酶法，取尾尖血用血糖儀測定；血清胰島素用放免法測定，參照試劑盒說明書操作。按照以下公式計算胰島素敏感指數(insulin sensitivity index，ISI)，ISI=ln[1/(空腹血糖濃度×空腹胰島素濃度)][3]。
1.5.2 血清SOD、MDA、T-AOC、ox-LDL測定

SOD用黃嘌呤氧化酶法；T-AOC用菲林比色法；MDA用硫代巴比妥酸比色法；ox-LDL用ELISA法，均參照試劑盒說明書操作。
1.5.3 胰腺組織病理學觀察

胰腺組織經4%多聚甲醛溶液固定24 h，常規石蠟包埋,切片，厚度5 μm。蘇木素-伊紅(hematoxylin-eosin，HE)染色、封片,光鏡下觀察胰島細胞形態，細胞膜完整性，細胞核大小形態和細胞數量。
1.6 統計分析

實驗數據用x±s表示，應用SPSS 17.0統計軟件進行單因素方差分析，組間比較采用q檢驗，檢驗水準α=0.05。
2 結 果
2.1 AC對大鼠血糖、血清胰島素、ISI影響(表 1)

與對照組比較，糖尿病模型組大鼠空腹血糖、血清胰島素均升高，胰島素敏感指數降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；與糖尿病模型組比較，AC 30 mg/kg組大鼠空腹血糖和血清胰島素含量降低，而胰島素敏感性升高，差異均有統計學意義(P<0.05)。

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表 1 各組大鼠空腹血糖和血清胰島素濃度變化(x±s，n=10)
2.2 AC對大鼠血清SOD、MDA、T-AOC、ox-LDL水平影響(表 2)
與對照組比較，糖尿病模型組大鼠血清MDA、ox-LDL水平明顯升高，SOD及T-AOC水平明顯降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；與糖尿病模型組比較，AC 30 mg/kg組大鼠血清MDA、ox-LDL水平降低，而SOD及T-AOC則升高，差異均有統計學意義(P<0.05)。

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表 2 各組大鼠SOD、MDA、T-AOC、ox-LDL 水平比較(x±s，n=10)
2.3 胰島細胞形態學觀察(圖 1)
對照組大鼠胰島呈圓形或橢圓形細胞團，境界清晰，胰島數量較多，胰島細胞分布均勻，結構清晰呈索狀排列，細胞核大小均勻呈圓形，胞漿豐富 (圖 1A)。糖尿病模型組可見胰島萎縮，胰島數目減少，體積明顯縮小，形態不規則，邊界不清，胰島內細胞數量減少，排列松散，細胞形態不一，胞漿出現空泡，細胞核固縮、核溶解(圖 1B)。與糖尿病模型組比較，AC 30 mg/kg組胰島病變較輕，胰島體積增大，島內細胞數目增多，細胞排列趨于規整 (圖 1C)，但AC 10 mg/kg組改變不明顯(圖 1D)

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圖 1 AC對大鼠胰腺組織細胞病理結構影響(HE，×400)
3 討 論
本研究結果表明，與對照組比較，糖尿病模型組大鼠空腹血糖和胰島素均明顯升高，胰島素敏感性降低，表明2型糖尿病大鼠模型誘發成功；與糖尿病模型組比較，AC 30 mg/kg組大鼠空腹血糖和胰島素均降低，而胰島素敏感性升高，提示AC可降低2型糖尿病大鼠血糖和胰島素水平,提高胰島素的敏感性。

糖尿病的發生發展與氧化損傷密切相關，從而產生明顯的氧化應激[4, 5]。MDA和ox-LDL含量是反應脂質過氧化程度的重要指標，SOD和總T-AOC可表明機體抗氧化酶活性和抗氧化能力[6, 7, 8]。本研究結果顯示，AC 30 mg/kg組大鼠血清MDA和ox-LDL含量較糖尿病模型組下降，而SOD活力和T-AOC增強,表明AC可提高2型糖尿病大鼠抗氧化能力,降低脂質過氧化水平。胰腺是對氧化應激最為敏感的組織，2型糖尿病存在胰島β細胞損傷[9]。本研究胰腺組織光鏡觀察結果顯示，AC可減輕2型糖尿病大鼠的胰島萎縮，胰島及島內細胞數量減少等病變，與上述抗氧化損傷結果呈現一致性。

參考文獻
[1] 侯芳霖, 鐘進義, 張燕, 等.明日葉查爾酮對荷瘤小鼠抗氧化能力影響作用的研究[J].世界中西醫結合雜志, 2011, 6(4):288-290.
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[9] Porte D.β-cell dysfunction and failure in type 2 diabetes, potential mechanisms[J].Diabetes, 2001, 50:160-163.