肉桂对糖尿病大鼠肠促胰素效应的调节作用

目的 探讨通过建立链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病（DM）大鼠模型,观察肉桂对DM大鼠肠促胰素效应的药效学作用,并基于胰高血糖素样肽-1（GLP-1）、二肽基肽酶-4（DPP-4）蛋白探讨其作用机制。方法 40只SD大鼠随机分为空白组、模型组、西格列汀组（0.1 g·kg^-1）、肉桂低、高剂量组（0.45、0.9 g·kg^-1）,除空白组外采用高脂饲料喂养联合腹腔注射STZ（40 mg·kg^-1）建立DM大鼠模型。给药干预时间为8周,观察大鼠状态、体质量、饮水量、摄食量、空腹血糖（FBG）等情况,采用苏木素-伊红（HE）染色观察大鼠胰腺病理变化,采用免疫组化法检测DM大鼠胰腺中胰高血糖素蛋白表达,生化法检测大鼠血清脂代谢指标总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）及高密度脂蛋白（HDL）水平。酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测大鼠血清中糖化血红蛋白、胰岛素、胰高血糖素、GLP-1、葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（GIP）含量。采用蛋白免疫印迹法（Western blot）检测DM大鼠胰腺中GLP-1、DPP-4的蛋白表达。结果 各组干预8周后,与正常组比较,模型组大鼠体质量、空腹血糖、TC、TG、LDL、糖化血红蛋白、胰高血糖素、胰岛素、胰岛素抵抗指数显著升高（P<0.01）,HDL、GLP-1、GIP明显降低（P<0.05,P<0.01）;与模型组比较,肉桂各剂量组大鼠体质量、空腹血糖、TC、TG、LDL、糖化血红蛋白、胰高血糖素、胰岛素、胰岛素抵抗指数明显降低（P<0.05,P<0.01）,HDL、GLP-1、GIP明显升高（P<0.05,P<0.01）。HE染色结果显示,肉桂各剂量组胰岛细胞形态明显好转,未出现细胞核密集现象。免疫组化结果显示,与模型组比较,肉桂各剂量组胰高血糖素蛋白在胰岛细胞中央明显减少,含量下降。Western blot结果显示,与正常组比较,模型组大鼠DPP-4的蛋白表达水平显著升高（P<0.01）,GLP-1的蛋白表达水平显著降低（P<0.01）;与模型组比较,肉桂高剂量组DPP-4的蛋白表达水平明显降低（P<0.05）,GLP-1的蛋白表达水平表达明显升高（P<0.05）。结论 肉桂可有效降低DM大鼠血糖,改善肠促胰素效应,进而发挥降糖作用,作用机制可能是通过激活调控DPP-4和GLP-1蛋白来实现。     

左归降糖通脉方对糖尿病合并脑梗死大鼠SCFAs/GPR43/GLP-1/GLP-1R信号通路的影响

目的 基于短链脂肪酸（SCFAs）/G蛋白偶联受体43（GPR43）/胰高糖素样肽-1（GLP-1）/胰高糖素样肽-1受体（GLP-1R）信号通路探讨左归降糖通脉方对糖尿病合并脑梗死（DM-CI）大鼠的潜在作用机制。方法 将60只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、左归降糖通脉方低、高剂量组（12、24 g·kg^-1）和西药组（吡格列酮二甲双胍片140 mg·kg^-1+阿司匹林肠溶片27 mg·kg^-1），除假手术组外，其余各组以高糖高脂饮食喂养4周后联合35 mg·kg^-1 1%链脲佐菌素腹腔注射合并大脑中动脉闭塞建立DM-CI大鼠模型。分别用蒸馏水、左归降糖通脉方低、高剂量、吡格列酮二甲双胍片和阿司匹林肠溶片进行相应干预，术后进行神经功能缺损（NIHSS）评分，TTC染色测量大鼠脑梗死体积，测量各组大鼠随机血糖浓度，苏木素-伊红（HE）染色观察大鼠脑组织病理学变化，气相色谱法检测盲肠内容物SCFAs含量，酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测血清GLP-1含量，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测大鼠回肠组织中GPR43和缺血侧脑组织中GLP-1R的蛋白表达。结果 与假手术组比较，模型组大鼠NIHSS评分、随机血糖、脑梗死体积显著升高（P<0.01），SCFAs、GLP-1含量和GPR43、GLP-1R蛋白表达显著降低（P<0.01）；与模型组比较，左归降糖通脉方高剂量组和西药组大鼠NIHSS评分、随机血糖、脑梗死体积明显降低（P<0.05，P<0.01），SCFAs、GLP-1含量和GPR43、GLP-1R蛋白表达水平显著升高（P<0.01）。结论 左归降糖通脉方可改善DM-CI大鼠糖代谢紊乱、减轻神经功能损伤，其机制可能与左归降糖通脉方增加SCFAs含量，上调GPR43/GLP-1/GLP-1R信号通路的表达有关。     

肠促胰素及其分泌机制

<正>肠促胰素是指人体内的一类肠源性激素,在进食后,该类激素可促进胰岛素分泌,发挥葡萄糖浓度依赖性降糖作用。肠促胰素主要由胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和糖依赖性胰岛素释放肽(GIP)组成。GLP-1和GIP的生理作用不仅仅局限于肠道,还包括在维持血糖的稳定、调节食欲以及调节脂肪     

肠促胰素及其分泌机制

肠促胰素是指人体内的一类肠源性激素,在进食后,该类激素可促进胰岛素分泌,发挥葡萄糖浓度依赖性降糖作用。肠促胰素主要由胰高血糖素样肽-1（GLP-1）和糖依赖性胰岛素释放肽（GIP）组成。GLP-1和GIP的生理作用不仅仅局限于肠道,还包括在维持血糖的稳定、     

清化颗粒对db/db小鼠胰高血糖素样肽-1合成和分泌的影响

目的:探讨清化颗粒对db/db小鼠肠道胰高血糖素样肽-1(GLP-1)合成和分泌的影响。方法:选取db/m小鼠为空白对照组,db/db糖尿病小鼠随机分为模型对照组和清化颗粒(低、中、高剂量)组,干预4周,观察小鼠糖代谢变化;ELISA法分析小鼠血清GLP-1的水平;qRT-PCR法检测小鼠回肠胰高血糖素原和激素原转化酶1/3(PC1/3)的mRNA水平;Western blot法检测小鼠回肠PC1/3的蛋白表达水平;组织病理学观察小鼠回肠组织形态变化。结果:与模型对照组比较,清化颗粒降低db/db糖尿病小鼠的空腹血糖(FBG)(P0.01);提高血清GLP-1的浓度(P0.01);上调小鼠回肠组织胰高血糖素原和PC1/3酶的mRNA水平(P0.01);上调小鼠回肠组织PC1/3的蛋白表达水平(P0.01);并具有剂量依赖效应。另外,清化颗粒明显改善db/db糖尿病小鼠回肠组织形态。结论:清化颗粒能够降低db/db糖尿病小鼠的血糖水平,提高血清GLP-1水平,上调胰高血糖素原和PC1/3的mRNA水平,促进肠道GLP-1的合成和分泌,改善回肠组织形态。     

知母盐制前后化学成分含量及改善2型糖尿病小鼠胰岛素抵抗作用的差异分析

目的 通过比较知母盐制前后化学成分的含量变化，以及对2型糖尿病KKAy小鼠胰岛素抵抗的影响，探讨知母盐制后降糖作用增强的炮制原理。方法 采用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS）测定生知母、盐知母中7种知母皂苷及芒果苷的含量，色谱条件设定为流动相0.1%甲酸水溶液（A）-乙腈（B）梯度洗脱（0~1 min，90%~80%A；1~2 min，80%~78%A；2~5.5 min，78%~70%A；5.5~10.5 min，70%~40%A；10.5~12 min，40%~20%A；12~12.1 min，20%~90%A；12.1~13 min，90%A），流速0.3 mL·min^-1；质谱条件为电喷雾离子源（ESI），负离子采集模式，采集范围m/z 100~1 200。建立2型糖尿病KKAy小鼠模型，将成模小鼠随机分为模型组、生知母组、盐知母组，另设C57BL/6J小鼠作为空白组，每组9只。各给药组灌胃给予相应药液（7.2 g·kg^-1·d^-1），空白组、模型组给灌胃同体积生理盐水，每日1次，连续21 d。每周检测各组小鼠空腹血糖（FBG），于最后1次给药3 h后眼球取血，利用酶联免疫吸附法（ELISA）检测各组小鼠血清中的空腹胰岛素（FINS），瘦素（LEP），糖化血红蛋白（HbA1c），糖化白蛋白（GA）和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）水平，计算胰岛敏感指数（ISI）和胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）；采用实时荧光定量聚合酶链反应法（Real-time PCR）检测各组小鼠肝组织和脂肪组织中磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K），磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK），过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1（PGC1）mRNA的表达。结果 知母经盐制后，所测的8种化学成分含量均有升高，其中知母皂苷AⅢ，知母皂苷BⅡ，知母皂苷BⅢ，知母皂苷Ⅰ，知母皂苷Ⅰa和芒果苷的含量升高显著，其含量依次增加了43.78%，38.77%，25.84%，28.21%，22.51%，24.04%。生知母、盐知母均能明显降低2型糖尿病小鼠FBG，FINS，HOMA-IR，HbA1c，LEP和GA水平（P<0.05，P<0.01），均能明显升高ISI和GLP-1水平（P<0.05，P<0.01），均能明显上调肝组织及脂肪组织中PI3K，PGC1 mRNA的表达（P<0.05），且盐知母作用优于生知母。结论 生知母、盐知母对自发性2型糖尿病KKAy小鼠均有显著的降糖作用，且知母盐制后能够促进机体胰岛素分泌，增加机体对胰岛素的敏感性，使降血糖作用增强，推测知母盐制后多种知母皂苷及芒果苷含量的增加是盐知母降血糖作用增强的物质基础。     

胰安肽口服改善糖脂代谢作用研究

 目的 探讨新生物活性肽胰安肽口服对糖尿病小鼠血糖、血脂代谢的影响及用药安全性。方法 采用一次大剂量腹腔注射链脲佐菌素(STZ, streptozotocin, 100 mg·kg-1）并用高脂饲料喂养建立糖尿病伴高血脂小鼠模型。隔日灌胃（ig,intragastrically）给予胰安肽（15 mg·kg-1）,并设二甲双胍作为阳性对照。治疗期间进行血糖 (BG) 检测,口服糖耐量测试（OGTT）。实验结束后测定血清胰岛素,血清总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）水平。同时测定肝、脾和肾等重要脏器指数及药物的体外急性毒性。结果 给药期间,胰安肽给药组血糖水平显著低于模型组,胰安肽组口服糖耐量明显高于模型组（P<0.01）。胰安肽可显著降低高血糖、高血脂小鼠血清甘油三酯水平（P<0.05）,并改善总胆固醇水平。各组小鼠血清胰岛素水平无显著差异（P>0.05）。连续给药过程中,胰安肽对各重要脏器无损害。体外研究显示,胰安肽对HepG2细胞无抑制作用,未能测出胰安肽的LD₅₀ 。结论 口服胰安肽可改善糖尿病小鼠的血糖及血脂紊乱,长期给药较为安全可靠,可开发为防治糖尿病、高血脂等代谢综合征的新药。     

覆盆子酮对糖尿病模型小鼠的降血糖作用及其机制研究

 目的 研究覆盆子酮对糖尿病小鼠的降血糖作用及其机制。方法 以四氧嘧啶尾静脉注射诱导糖尿病小鼠模型,随机分为模型组、阳性对照组(二甲双胍,90 mg·kg^-1)、 覆盆子酮低、中、高剂量组（200,400,800 mg·kg^-1）,同时设正常对照组,灌胃给药,连续给药20 d。在实验第0、7、14天各测空腹血糖;实验末期进行：糖耐量实验;测定血清胰岛素水平、计算胰岛素敏感指数(ISI);测定血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性和丙二醛水平;通过胰腺HE染色和胰岛素免疫组化分析观察胰腺组织病变程度和胰岛β细胞胰岛素表达。结果 覆盆子酮具有明显控制糖尿病小鼠空腹血糖值(P＜0.05)升高,降低血糖曲线下面积的作用,其中覆盆子酮高剂量组降糖作用与阳性对照组相当;覆盆子酮高剂量组显著提高血清胰岛素水平(P＜0.05);显著增加血清中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽的含量(P＜0.05),并能显著降低血清中丙二醛的含量(P＜0.05);HE及免疫组化分析表明,覆盆子酮有效修复胰岛病理改变,增加胰岛β细胞中胰岛素的表达。结论 覆盆子酮具有剂量依赖性地降血糖效果,增加胰岛素分泌,各剂量对四氧嘧啶造成的胰腺损伤都有一定修复作用。机制可能与提高糖尿病小鼠抗氧化能力,促进胰岛β细胞修复有关。     

青钱柳对糖尿病小鼠肝脏糖脂代谢影响及机制研究＊

目的 观察青钱柳水提物（Cyclocarya paliurus aqueous extract， CPAE）对自发性2型糖尿病小鼠（db/db小鼠）肝脏糖脂代谢影响，并探讨其作用机制。方法 取4周龄雄性C57BL/6J小鼠为正常对照组，将同周龄成模雄性db/db小鼠根据血糖、体质量随机分为模型组、盐酸二甲双胍组（0.13 g·kg^-1·d^-1）及青钱柳水提物组（2 g·kg^-1·d^-1），每组10只。干预6周，每2周检测小鼠体质量、空腹血糖（FBG），6周后检测空腹血糖（Fasting blood glucose， FBG）、甘油三脂（Triglyceride， TG）、总胆固醇（Total cholesterol， TC）、游离脂肪酸（Free fatty acid， FFA）、空腹血清胰岛素（Fasting serum insulin， FINS），同时计算胰岛素抵抗指数（Homeostasis model assessment insulin resistance， HOMA-IR）；苏木精-伊红染色（Hematoxylin-eosin stain， HE stain）观察肝脏脂质蓄积情况；过碘酸-Schiff染色法（Periodic Acid-Schiff stain， PAS stain）观察肝组织肝糖原含量；采用Western Blot法检测肝脏P-AMPK、PGC-1α蛋白表达水平。结果 与模型组相比，CPAE可降低db/db小鼠FBG、TC、FFA、FINS及胰岛素抵抗指数（P < 0.01），抑制脂质在肝脏沉积，增加肝糖原含量（P < 0.05），提高肝脏P-AMPK蛋白表达水平（P < 0.01），抑制PGC-1α蛋白表达水平（P < 0.01）。结论 CPAE可降低db/db小鼠FBG、TC、FFA、FINS及胰岛素抵抗指数，改善胰岛素抵抗，增加肝糖原含量，抑制糖异生，其作用机制可能与调节肝脏AMPK/PGC-1α信号通路相关。     

地锦草改善2型糖尿病模型KK-Ay小鼠胰岛素抵抗的机制研究

研究地锦草对2型糖尿病胰岛素抵抗的作用。将高脂饮食的KK-Ay小鼠,分为4个组,二甲双胍组:灌胃盐酸二甲双胍(250 mg·kg^-1);模型组:灌胃等量蒸馏水;地锦草低剂量组:灌胃地锦草1 g·kg^-1;地锦草高剂量组:灌胃地锦草2 g·kg^-1。另外,以普通饮食的C57BL/6J小鼠作为正常对照组:灌胃等量蒸馏水。5组均连续灌胃8周。实验前后,分别对实验小鼠的体重、空腹血糖以及胰岛素耐量进行检测;胰腺组织切片HE染色,观察胰岛的病理变化;采用ELISA方法检测血清胰岛素,TNF-α,IL-6,脂联素(ADPN)及瘦素(LEP)的水平。结果显示地锦草可降低KK-Ay小鼠的体重、空腹血糖,缓解高胰岛素血症,降低注射胰岛素后的血糖-时间曲线下面积,提高30 min血糖下降率,改善胰岛素抵抗状况;各治疗组胰腺病理形态明显改善;地锦草可降低KK-Ay小鼠血清TNF-α,IL-6及LEP水平,升高血清ADPN水平。该研究证明地锦草可改善KK-Ay小鼠胰岛素抵抗,其机制可能与影响炎症因子及脂肪因子水平有关。     

大黄素通过激活PPARδ促进胰高血糖素样肽1分泌的研究

目的探讨中药活性成分大黄素对胰高血糖素样肽1(GLP-1)的分泌的影响及机制。方法①以高糖培养基(DMEM)培养小鼠肠道肿瘤内分泌细胞株(STC-1)进行体外的实验研究,以ELISA法检测GLP-1含量,探索大黄素体外对STC-1分泌GLP-1的影响。②利用C57BL/6J小鼠进行体内实验研究,分析小鼠给予大黄素灌胃对口服葡萄糖负荷的小鼠分泌GLP-1及胰岛素的影响。结果大黄素可剂量依赖性地促进STC-1细胞株分泌GLP-1,PPARδ特异性阻断剂GSK0660可阻断大黄素的作用;大黄素灌胃可提高口服负荷葡萄糖小鼠血浆GLP-1的水平,但同样可被GSK0660所阻断。结论体外和体内实验证实,大黄素可促进GLP-1分泌,该作用可能与激活代谢性核受体PPARδ亚型有关。     

化浊解毒方联合二甲双胍对2型糖尿病患者肠促胰素GLP-1的影响

[目的]观察化浊解毒方联合二甲双胍对2型糖尿病(T2DM)患者血清胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的影响。[方法]筛选符合浊毒内蕴证型的T2DM患者,随机分为治疗组和对照组。治疗组在常规治疗基础上加服化浊解毒方,8周后评价患者临床证候的改善情况,检测血糖、胰岛素及GLP-1等相关指标。[结果]治疗后,治疗组较对照组临床症状体征明显改善,血糖、糖化血红蛋白水平明显降低(P0.05),GLP-1分泌显著增加(P0.01),胰岛素水平无明显变化。[结论]化浊解毒方联合二甲双胍能增加T2DM患者GLP-1分泌,从而增强其降糖疗效。     

Anti‐Hyperglycemic Effect of Fermented Ginseng in Type 2 Diabetes Mellitus Mouse Model

Ginseng has shown an efficacy in preventing and managing various health conditions. This study aimed to evaluate the effect of the fermented ginseng extract (FGE) in type 2 diabetes mellitus murine model. FGE was provided to male C57BL/ksJ‐db/db mice for 8 weeks at 0.1% (w/w) dose in contrast to water for the control group. Potential anti‐diabetic mechanisms were investigated with blood glucose, serum insulin, serum adiponectin, hemoglobin A1c (HbA1c), glucose tolerance, insulin secretion assay, quantitative real‐time polymerase chain reaction, and hematoxylin–eosin staining. Compared with the control group, the FGE group had lower levels of blood glucose after 6 and 9 h fasting, HbA1c, and the area under the curve in an oral glucose tolerance test and higher levels of adiponectin and serum insulin (p < 0.05). The FGE group had higher levels of peroxisome proliferator‐activated receptor gamma 2 and glucose transporter protein 2 mRNAs, a lower level of tumor necrosis factor‐α (TNF‐α) (p < 0.05), and less lymphocytes in pancreas than the control group had. The FGE exerted anti‐diabetic effects in type 2 diabetic mice. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

葫芦茶不同提取物对链脲佐菌素致糖尿病小鼠的影响

目的:研究葫芦茶不同提取物对链脲佐菌素(STZ)所致糖尿病小鼠血糖(BG)、血脂及胰岛素(INS)的影响。方法:采用系统溶剂回流提取法对葫芦茶进行提取分离,分别得到石油醚部位、氯仿部位、乙酸乙酯部位、正丁醇部位、60%乙醇部位,采用腹腔注射STZ 150 mg.kg-1建立2型糖尿病小鼠模型,将实验小鼠随机分为8组:空白组,模型组,二甲双胍组(100mg.kg-1),石油醚部位组、氯仿部位组、乙酸乙酯部位组、正丁醇部位组、60%乙醇部位组,给药剂量均为200 mg.kg-1,空白组和模型组给予等剂量的生理盐水,每天灌胃给药1次,连续灌胃给药20 d后,眼球取血,采用葡萄糖氧化酶法测定各组小鼠空腹血糖(FBG),放射免疫法测定空腹胰岛素(FINS),生化法检测血脂。结果:与模型组比较,乙酸乙酯部位、正丁醇部位、60%乙醇部位对STZ所致DM小鼠有显著降低FBG的作用(P<0.05或P<0.01),其中60%乙醇部位降糖效果最为显著,降糖率为23.61%,能降低胰岛素抵抗指数(IR)及甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),显著提高胰岛素敏感指数(ISI)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)(P<0.05或P<0.01),石油醚部位、氯仿部位对DM小鼠无明显影响(P>0.05)。结论:葫芦茶降血糖有效成分主要存在于正丁醇部位、60%乙醇部位,能明显降低STZ致DM小鼠模型的BG水平,改善胰岛素抵抗,调节脂代谢紊乱的作用。     

Effect of Hypericum perforatum L. Extract on Insulin Resistance and Lipid Metabolic Disorder in High‐Fat‐Diet Induced Obese Mice

Natural product Hypericum perforatum L. has been used in folk medicine to improve mental performance. However, the effect of H. perforatum L. on metabolism is still unknown. In order to test whether H. perforatum L. extract (EHP) has an effect on metabolic syndrome, we treated diet induced obese (DIO) C57BL/6J mice with the extract. The chemical characters of EHP were investigated with thin‐layer chromatography, ultraviolet, high‐performance liquid chromatography (HPLC), and HPLC‐mass spectrometry fingerprint analysis. Oral glucose tolerance test (OGTT), insulin tolerance test (ITT), and the glucose infusion rate (GIR) in hyperinsulinemic–euglycemic clamp test were performed to evaluate the glucose metabolism and insulin sensitivity. Skeletal muscle was examined for lipid metabolism. The results suggest that EHP can significantly improve the glucose and lipid metabolism in DIO mice. In vitro, EHP inhibited the catalytic activity of recombinant human protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) and reduced the protein and mRNA levels of PTP1B in the skeletal muscle. Moreover, expressions of genes related to fatty acid uptake and oxidation were changed by EHP in the skeletal muscle. These results suggest that EHP may improve insulin resistance and lipid metabolism in DIO mice. © 2014 The Authors. Phytotherapy Research published by John Wiley & Sons Ltd.     

The effects of hypoglycemia and weight loss of total lignans from Fructus Arctii in KKAy mice and its mechanisms of the activity

Fructus Arctii (great burdock achene) is the dried ripe fruit of Arctium lappa L. (family Asteraceae) and is included in the Chinese pharmacopoeia. It has been reported that the clinical use of Fructus Arctii resulted in a satisfactory hypoglycemic effect in diabetic patients. This study aimed to investigate antidiabetic activity and mechanism of total lignans from Fructus Arctii (TLFA) in KKAy mice, a spontaneous Type 2 diabetic rodent model that exhibits marked obesity. In this study, KKAy mice were gavaged once daily with solvents (0.5% sodium carboxymethyl cellulose), TLFA (250 and 125 mg/kg), or metformin (200 mg/kg) for 11 weeks, and C57BL/6J mice treated with saline solution (0.9%, w/v) were used as normal control. The results indicate that TLFA has dual effects of hypoglycemia and weight loss, and administration of TLFA in KKAy mice could decrease fasting blood glucose, glycated hemoglobin, and body weight; improve oral glucose tolerance; increase high density lipoprotein cholesterol; and decrease triglycerides and free fatty acid in mice serum. Its efficacy may associate with multiple mechanisms of action such as stimulation of insulin secretion, activation of phosphatidylinositol 3‐kinase/protein kinase B, and adenosine‐monophosphate‐activated protein kinase signaling pathway, decreasing leptin.     

Astragalus polysaccharide improves insulin sensitivity in KKAy mice: Regulation of PKB/GLUT4 signaling in skeletal muscle

Ethnopharmacological relevance

Astragalus polysaccharide (APS) is an important bioactive component of Astragalus membranaceus Bunge (Leguminosae) that has been used in traditional Chinese medicine for treating diabetes.

Aim of the study

To study the mechanisms by which APS ameliorates diabetes, we examined whether treatment with APS improves insulin sensitivity in insulin-resistant mice and whether this is associated with an improvement of dysregulated protein kinase B and glucose transporter 4 expressions in skeletal muscle.

Methods

APS (700 mg kg⁻¹ day⁻¹) or vehicle was administered to 12-week-old diabetic KKAy and nondiabetic C57BL/6J mice for 8 weeks. Changes in body weight, blood glucose level, insulin resistance index, and oral glucose tolerance were routinely evaluated. The expressions of protein kinase B and glucose transporter 4 in skeletal muscle tissues were determined with Western blot.

Results

KKAy mice developed persistent hyperglycemia, impaired glucose tolerance and insulin resistance. Insulin-stimulated protein kinase B phosphorylation and glucose transporter 4 translocation were significantly decreased in KKAy compared to age-matched C57BL/6J mice. APS treatment ameliorated hyperglycemia and insulin resistance. Although the content of protein kinase B and glucose transporter 4 in KKAy skeletal muscle were not affected by APS, insulin-induced protein kinase B Ser-473 phosphorylation and glucose transporter 4 translocation in skeletal muscle were partially restored by APS treatment. In contrast, APS did not have any effect on C57BL/6J mice.

Conclusions

These results indicate that APS can regulate part of the insulin signaling in insulin-resistant skeletal muscle, and that APS could be a potential insulin sensitizer for the treatment of type 2 diabetes.     

橄榄苦苷对糖尿病小鼠肝脏糖代谢的作用及机制

目的:通过观察橄榄苦苷(OL)对糖尿病小鼠肝脏糖代谢的作用并探讨其机制。方法:自发性糖尿病小鼠db/db小鼠40只,随机分为模型组,二甲双胍组(0.13 g·kg~(-1)),橄榄苦苷高、低剂量组(0.05,0.025 g·kg~(-1)),每组10只,另设同周龄C57BL/6J小鼠10只为正常组。治疗6周后,观察各组小鼠的空腹血糖(FBG),胰岛素(Fins)水平,计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),口服葡萄糖耐量实验(oral glucose tolerance test,OGTT)以及体质量,血肌酐(SCr),尿素氮(BUN),天门冬氨酸氨基转移酶(AST),肝糖原含量;采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)检测葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G-6-P),磷酸化-烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate carboxykinase,p-EPCK)mRNA表达;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测叉头转录因子1(forehead box-containing protein of the O subfamily 1,Fox O1),蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)蛋白表达。结果:与模型组比较,OL组体质量,FBG,Fins,HOMA-IR显著降低(P0.01);肝糖原含量明显升高(P0.05,P0.01);OGTT实验120 min血糖显著降低(P0.01);小鼠肝脏p-EPCK,G-6-P mRNA表达显著降低(P0.01),Akt,Fox O1磷酸化水平明显升高(P0.05,P0.01)。结论:OL具有抑制糖异生发挥降糖、改善胰岛素抵抗作用,机制可能与其升高Akt-Fox O1磷酸化,减少p-EPCK,G-6-P转录有关。     

Anti-hyperglycemic effects and mechanism of Bidens pilosa water extract

Aim of study

Bidens pilosa has traditionally been used as an anti-diabetic phytomedicine. However, its alleged benefits and mechanism remain elusive. This study aimed to evaluate the effect and action of Bidens pilosa water extract on type 2 diabetes.

Materials and methods

A daily dose of Bidens pilosa water extract or glimepiride, a positive control, was given orally to C57BL/KsJ-db/db mice once or for 28 days. Levels of blood glucose, serum insulin, and glycosylated hemoglobulin A1C, glucose tolerance, and islet structure were used to evaluate its anti-diabetic effects in db/db mice. Rat pancreatic islets and streptozocin-treated mice were tested for insulin-releasing mechanism of Bidens pilosa water extract.

Results

A daily dose of Bidens pilosa water extract given once or for 28 days significantly decreased blood glucose levels and increased serum insulin levels in db/db mice. Besides, 28-day treatment with Bidens pilosa water extract significantly improved glucose tolerance, decreased HbA1C levels and protected islet structure in db/db mice. Mechanism study showed that Bidens pilosa water extract stimulated insulin secretion via pancreatic islets.

Conclusions

Our results suggest that Bidens pilosa water extract ameliorates type 2 diabetes in db/db mice via regulation of insulin secretion and islet protection.