Cistanche Tubulosa의 총 배당체의 저혈당 및 고지혈증 효과
Mar 28, 2022
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Kuiniu Zhu a,b,1, Zhaoqing Meng a,c,1, Yushan Tian d, Rui Gu a, Zhongkun Xu a, Hui Fang a, Wenjun Liu a, Wenzhe Huang a, Gang Ding a, Wei Xiao a,*
요약
민족약리학적 관련성:Cistanche tubulosa(Schrenk) R. Wight(Orobanchaceae)는 중국에서 당뇨병 치료에 사용되는 많은 전통 약초 처방에 자주 처방되는 성분입니다. 최근 연구에서 쑥갓 추출물의 항당뇨 활성이 확인되었습니다. 그러나 Cistatnche tubulosa(TGCT)의 총 배당체에 대한 체계적인 조사는 보고되지 않았습니다.
연구 목적:본 연구는 TGCT의 저혈당 및 고지혈증 효과와 식이/스트렙토조토신(STZ) 유발 당뇨병 쥐의 잠재적 기전을 조사하고 TGCT의 주요 성분을 화학적으로 특성화하는 것을 목표로 하고 있습니다.
재료 및 방법:TGCT의 주요 성분은 HPLC/Q-TOF-MS로 특성화하였고 분석 정량은 HPLC-DAD로 수행하였다. 제2형 당뇨병 쥐는 고지방 고자당 식이(HFSD)와 STZ(30mg/kg)의 단일 주사로 유도되었습니다. TGCT(50mg/kg, 100mg/kg 및 200mg/kg) 또는 메트포르민(200mg/kg)을 6주 동안 경구 투여했습니다. 실험 내내 체중과 칼로리 섭취량을 모니터링했습니다. 공복혈당(FPG), 경구당내성검사(OGTT), 포도당 곡선하 면적(AUC-G), 당화혈색소(HbA1c), 공복 인슐린, 혈청 C-펩티드, 글리코겐 함량, 인슐린 감수성 지수를 시험하였다. . 인산화된 단백질 키나아제 B 및 인산화된 글리코겐 합성효소 키나아제 3의 수준, 헥소키나아제 및 피루베이트 키나아제의 활성을 분석하였다. 한편, 혈청 지질 프로파일, 슈퍼옥사이드 디스뮤타제, 글루타티온 퍼옥시다제, 말론디알데히드 및 염증 인자의 변화를 측정하였다. 헤마톡실린-에오신 염색으로 췌장의 조직학적인 평가도 하였다.
결과:조사 결과 페닐에타노이드 배당체(PhG)의 존재가 밝혀졌습니다. TGCT에서 에키나코사이드(5{30}}0.19 ±11.52 mg/g), 악테오사이드(19.13 ± 1.44 mg/g) 및 이소악티오사이드(141.82 ± 5.78 mg/g). 약리학적 테스트에 따르면 TGCT는 STZ로 인한 체중 감소를 유의하게 역전시켰습니다(11.1%, 200mg/kg). FPG(56.4%, 200mg/kg) 및 HbA1c(37.4%, 200mg/kg) 감소; OGTT, AUC-G 및 인슐린 감수성을 개선했습니다. 증가된 글리코겐 함량(간 40.8%, 근육 52.6%, 200mg/kg) 및 탄수화물 대사 효소의 활성; 조절된 지질 프로필 변화 및 항산화 효소의 활성; 용량 의존적 방식으로 산화 스트레스 및 염증의 감소된 혈청 마커(p <>
결론:본 연구를 통해 TGCT가 식이/STZ로 유발된 당뇨병 쥐의 고혈당 및 고지혈증 개선에 효과적인 영양제임을 확인했으며, 이는 산화 스트레스 및 염증 억제에 대한 TGCT의 활성에 크게 기인할 수 있습니다.
씨스탄체 귀속억제에 대한 활동에산화 스트레스그리고염증.
1. 소개
당뇨병은 인슐린 생산 장애 또는 인슐린 저항성(IR)으로 인한 고혈당을 특징으로 하는 대사 질환으로 간주됩니다(American Diabetes Association, 2019). 만성 고혈당증은 신장병, 망막병증, 신경병증 및 심장 문제와 같은 여러 심각한 합병증과 관련이 있습니다(Ekoe, 2019). 2019년 전 세계 당뇨병 환자의 수는 4억 6,300만(9.3%), 2030년에는 5억 7,800만(10.2%), 2045년에는 7억(10.9%)으로 증가할 것으로 추정된다(Saeedi et al., 2019). 메트포르민(Met, 간 글리코겐 생성 증가), 인슐린(글루코스 생성 억제 및 포도당 이용 증가), 설포닐우레아(췌도 세포에서 인슐린 분비 촉진)와 같은 여러 약물이 혈당 감소에 효과적입니다. 그러나 많은 바람직하지 않은 부작용(체중 증가, 저혈당, IR 및 부종 포함)으로 인해 사용이 제한되었습니다(Moller, 2001). 따라서 많은 연구자들은 지난 몇 년 동안 당뇨병 치료를 위해 전통적인 식물 추출물에서 생물학적 활성 화합물을 찾고 있었습니다(Kasangana et al., 2019; Liu et al., 2020).
Cistanche tubulosa(Schrenk) R. Wight(Orobanchaceae)는 신장 결핍, 여성 불임 및 당뇨병 치료를 위한 전통 공식에서 자주 처방되는 전통 중국 의학에서 광범위하게 사용되었습니다(Li et al., 2016; Han et al. , 2017; Su et al., 2017). 최근 연구에 따르면 Cistanche tubulosa의 수성 추출물은 2형 당뇨병(T2DM)(Xiong et al., 2013)이 있는 db/db 마우스에서 저혈당 및 저지질 효과를 나타내고 스트렙토조토신에서 혈당 수준, IR 및 지질 과산화를 개선했다고 보고했습니다. (STZ)-니코틴아미드 유도 당뇨병 쥐(Kong et al., 2018). 페닐에타노이드 배당체(PhGs)는 항산화(Xue et al., 2017) 및 항암(Fu et al., 2019)과 같은 다양한 생물학적 활성을 나타내는 Cistanche tubulosa(Morikawa et al., 2014)의 주요 구성성분입니다. . 더욱이 PhGs는 전분 부하 마우스에서 식후 혈당 수준의 증가를 유의하게 억제하고(Morikawa et al., 2014), 장 상피 세포에서 나트륨 의존성 포도당 공동수송체 매개된 포도당 흡수를 억제했습니다(Shimada et al., 2017), 쥐 수정체에서 알도스 환원효소의 활성을 억제했습니다(Morikawa et al., 2019). 그러나 이전의 연구에서는 TGCT(Cistanche tubulosa)의 총 배당체의 항고혈당 활성을 조사하지 않았습니다.
본 연구에서 TGCT의 항당뇨병 특성은 고지방 고자당 식이(HFSD) 및 STZ 유발 당뇨병 쥐에서 평가되었습니다. 또한 TGCT의 잠재적 기전을 종합적으로 이해하기 위해 항산화 및 항염 활성도 조사하였다.
2. 재료 및 방법
2.1. 화학물질 및 시약
STZ는 Sigma-Aldrich Corp.(Saint Louis, USA)에서 구입했습니다. Met는 Sino-American Shanghai Squibb Pharma에서 입수했습니다. 인슐린, C-펩티드의 ELISA 키트는 Elabscience Biotechnology Co., Ltd(중국 우한)에서 공급했습니다. 포도당, 당화혈색소(HbA1c), 총콜레스테롤(TC), 트리아실글리세롤(TG), 저밀도 지단백 콜레스테롤(LDL-C), 고밀도 지단백 콜레스테롤(HDL-C), 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD)의 ELISA 키트 , 글루타티온 퍼옥시다제(GSH-Px), 말론디알데히드(MDA), 종양 괴사 인자-(TNF), 인터루킨 1(IL{11}}), 인터루킨 6(IL{13}})은 Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute에서 구입했습니다. . 인산화 단백질 키나아제 B(p-PKB) 및 인산화 글리코겐 합성효소 키나아제 3(p-GSK3)의 ELISA 키트는 Shanghai Enzyme-linked Biotechnology Co., Ltd.에서 구입했습니다. Echinacoside(순도 98% 이상) 및 acteoside (순도 97% 이상)은 국립식품의약품안전청에서 구입했습니다. Isoacteoside(순도 98% 이상)는 Chengdu Must Biotechnology Co., Ltd.에서 제공했습니다.
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2.2. 식물 자원 및 TGCT 준비
Cistanche tubulosa의 말린 즙이 많은 줄기는 Bozhou Yihongtang Pharmaceutical Co., Ltd.(중국 안후이)에서 구입했으며 Southwest Minzu University 약학 식물학부의 Puyang Gong 박사가 확인했습니다. 바우처 표본(No. 20161103)을 분말로 분쇄하여 Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd.의 식물 표본실에 보관했습니다. SFDA 국가 의약품 표준 "Congrong Zonggan Jiaonang "(YBZ07482005-2011Z), 생약(1kg)을 1시간 동안 담근 후 물로 3회 추출하였다. 여과 후, 여액을 감압하에 농축하고, 에탄올 농도가 60%에 도달할 때까지 농축된 용액에 알코올을 첨가하였다. 액체 상청액을 알코올 맛이 없을 때까지 농축한 다음 거대다공성 수지로 정제하였다. 먼저, 물 용리액과 40% 에탄올 용리액을 나중에 사용하기 위해 연속적으로 수집했습니다. 둘째, 용리액을 거대다공성 수지에 재주입하고 물로 용리시켰다. 물 용리액을 버렸다. 셋째, 40% 에탄올을 사용한 용리액과 용리액을 나중에 사용하기 위해 수집했습니다. 마지막으로, 40% 에탄올 용리액을 합하고 회전 증발기로 농축한 다음, 용액을 분무 건조로 건조시켰다. 약 60g의 갈색 분말이 얻어졌다(즉, TGCT). TGCT의 순도는 표준(YBZ07482005-2011Z)에 따라 검출되었으며 최대 853 mg/g에 도달했습니다. TGCT(0.21mg) 및 3가지 혼합 표준(echinacoside: 131.3ug, acteoside: 4.2ug, isoacteoside: 39.4ug)을 각각 메탄올:물(50/50, v/v) 1mL에 용해시킨 다음 0.45를 통해 여과했습니다. 주입 전 μm 멤브레인.
2.3. HPLC/Q-TOF-MS에 의한 TGCT의 정성 분석
HPLC 시스템은 전자분무 이온화가 장착된 Agilent 6538 Q-TOF-MS(Agilent Corp, USA)와 연결되었습니다. 분석은 Zorbax SB-C18 컬럼(15{{1{15}}}} mm × 4.6 mm, 5 μm)에서 수행되었습니다. 이동상은 메탄올-물로 구성되었습니다({16}}.1% H3PO4 함유). 유속은 1.{38}}mL/분이었습니다. 기울기 용출 프로그램은 다음과 같이 요약되었습니다: 0-20분, 18% -28% A; 20-50분, 28% -32% A; 50-60분, 32% A; 60~70분, 32% -50% . TOF-MS는 다음 작동 매개변수에 따라 m/z 100–3000에 걸쳐 양이온 및 음이온 모드에서 모두 수행되었습니다. 모세관 전압 3500V(ESI-) 또는 4000V(ESI 플러스); 건조 가스, 10.0 L/min; 가스 온도, 350℃; 분무기 압력, 35psi; 스키머 전압, 65V; 단편 전압, 135V; OCTRFV, 750V. 모든 데이터는 TOF/Q-TOF Ver. B.03.01 및 정성 분석 버전. B.03.01(Agilent Technologies, USA) 각각.
2.4. HPLC-DAD에 의한 TGCT의 정량 분석
Zorbax SB-C18 컬럼(15{8}} mm × 4.6 mm, 5 μm)에서 50분(1.0 mL/min) 내에 분리가 수행되었습니다. HPLC-DAD의 크로마토그래피 조건은 정성분석과 동일하였다. 주입 부피, 컬럼 온도 및 UV 파장은 각각 5μL, 30℃ 및 330nm로 설정되었습니다.
2.5. 실험 동물
무게 180 ± 20g의 수컷 SD 쥐를 Nanjing Qinglongshan의 실험 동물 센터[인증 번호 SCXK(SU) 2017-0001]에서 구입하여 Jiangsu Kanion Pharmaceutical Co., Ltd의 동물 관리 시설에 보관했습니다. (중국 장쑤성). 동물 관리 및 실험 절차는 Huzhou 식품 의약품 관리 연구소의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(승인 번호 19018)의 승인을 받았으며 중국 동물 실험 규정에 따라 수행되었습니다. 쥐는 12시간의 명암 주기로 제어된 온도(24 ± 2°C) 및 습도(50 ± 10%) 하에서 유지되었으며, 정상적인 실험실 음식과 물을 임의로 공급하여 7일 동안 생활 조건에 적응시켰다.
2.6. 당뇨병 유도
정상 대조군(NC, n {0}})의 쥐에게는 정상 식이를 공급한 반면, 실험 쥐에게는 HFSD(20% 자당, 10% 라드, 2.5%가 보충된 정상 식단)를 먹였습니다. 4주 동안 콜레스테롤 퍼센트, 콜라 1퍼센트, 3.95kcal/g). 12시간 금식 후, 쥐에게 단일 용량의 STZ(30mg/kg)를 복강내 주사하고 사용 직전에 차가운 시트르산 완충액(0.1M, pH 4.5)에 용해시켰다. STZ 주사 8일째에 1회용 채혈 바늘로 말단부에서 혈액 샘플을 채취하고, 휴대용 혈당계(LifeScan, Inc. UK)로 공복 혈당(FPG)을 측정하였다. 다뇨증, 다갈증, FPG 11.1mmol/L 이상의 증상이 있는 쥐를 당뇨병 쥐로 간주하고 무작위로 5개 그룹으로 나누었습니다(n =10).
그룹 I: NC, 0.5% 나트륨 카르복실 메틸셀룰로스(CMCNa, 10mL/kg) 공급.
그룹 II: 당뇨병 대조군(DC), 0.5% CMC-Na(10mL/kg) 공급.
그룹 III: TGCT-50, TGCT(50mg/kg)로 처리됨.
그룹 IV: TGCT-100, TGCT(100mg/kg) 처리.
그룹 Ⅴ: TGCT-200, TGCT(200mg/kg)로 처리됨.
그룹 Ⅵ: Met-200, Met(200mg/kg)로 처리됨.
본 연구에 사용된 용량은 중국 약전(2015년판)을 기준으로 선택되었습니다. 모든 그룹은 1일 1회 경구 투여하고 6주 동안 각자의 식이요법을 계속했습니다.
Cistanche는 간을 보호합니다.
2.7. 쥐의 일반적인 상태 관찰
모피 상태, 소변량 및 쥐의 생존을 매일 관찰했습니다. 실험 내내 체중(BW)과 칼로리 섭취량을 모니터링했습니다. FPG는 TGCT 치료 후 2주, 4주 및 6주 0에 평가되었습니다.
2.8. 경구 포도당 내성 검사(OGTT)
OGTT는 전체 연구의 말기 단계에서 밤새 금식한 쥐에서 수행되었습니다. 60μL 혈액 샘플만 안와에서 모세관 피펫으로 수집한 다음(0h), TGCT(50mg/kg, 100mg/kg 및 200mg/kg)를 투여했습니다. 또는 Met(200 mg/kg) 각각. 혈액 샘플은 포도당 부하(2g/kg) 후 0.5시간, 1시간, 2시간에 수집되었습니다. 랫트를 이소플루란으로 몇 분 동안 마취시킨 후 채혈한 후 즉시 지혈면으로 눌러 지혈시켰다. 모든 실험은 동물의 복지를 보장하기 위해 세심한 주의를 기울여 수행되었습니다. 혈장 글루코스 농도는 글루코스 옥시다제 퍼옥시다제 방법에 기초한 글루코스 키트에 의해 결정하였다. 포도당 곡선 아래 면적(AUC-G)은 문헌을 참조하기 위해 계산되었습니다(Shao et al., 2013).
2.9. 공복 인슐린(FINS) 및 인슐린 감수성 지수(ISI) 결정
OGTT 후 1일의 간격으로 모든 쥐는 실명 및 염증과 같은 증상 없이 양호한 상태였습니다. 그런 다음 12시간 공복 후 펜토바르비탈 나트륨(40 mg/kg, ip)으로 마취하고, 생화학적 평가를 위해 헤파린 유무에 관계없이 복부 대동맥에서 혈액 샘플을 수집했습니다. 혈청은 원심분리에 의해 혈액 샘플(헤파린 없음)에서 수집되었습니다. FINS는 ELISA 키트로 분석되었습니다. FPG는 글루코스 퍼옥시다제 방법을 기반으로 하는 상용 키트를 사용하여 결정되었습니다. ISI는 ISI=1/[FINS(pmol/L) × FPG(mmol/L)] 공식에 따라 계산되었습니다(Wang et al., 2013).
2.10. 간 및 근육의 글리코겐 합성 추정
간과 비복근을 절제하고, 헹구고, 무게를 재고, -70℃에 보관했습니다. 간과 근육의 글리코겐은 이전에 설명한 대로 안트론 방법으로 측정되었습니다(Ren et al., 2015). 글리코겐의 함량은 mg/g 조직의 습윤 중량으로 표시하였다. 간에서 hexokinase(HK) 및 pyruvate kinase(PK)의 활성은 제조업체의 지침에 따라 시판되는 키트에 의해 결정되었습니다.
2.11. 생화학적 분석
전혈(헤파린 포함)의 HbA1c는 진단 키트로 측정되었습니다. 혈청 C-펩타이드, p-PKB, p-GSK3, TC, TG, LDL-C, HDL-C, SOD, GSH-Px, MDA, TNF-, IL{9}} 및 IL{10}} 제조업체의 지침에 따라 상업용 키트를 사용하여 테스트되었습니다.
2.12. 췌장의 조직학적 평가
췌장 조직도 절제하고 헹구고 10% 중성 포르말린으로 고정한 다음 구배 에탄올(75%, 85%, 95% 및 100%) 및 자일렌(100%)에서 탈수했습니다. 침투 후 파라핀에 포매하고 회전 마이크로톰으로 3μm 두께로 절단하였다. 조직 섹션은 광학 현미경 검사를 위해 헤마톡실린-에오신(H&E)으로 염색되었습니다(Chen et al., 2014).
2.13. 통계 분석
통계 분석은 SPSS 버전 16.{1}} 소프트웨어로 수행되었습니다. 데이터는 평균 ± SD로 표시되었습니다. 그룹 간의 통계적 비교는 일원 분산 분석(one-way ANOVA)에 이어 Tukey의 테스트를 사용하여 수행되었으며 p < 0.05의="" 값이="" 통계적으로="" 유의한="" 것으로="">
3. 결과
3.1. TGCT의 식물화학적 분석
정성 분석을 수행하여 보충 자료에 제시했습니다. 음이온 모드의 총 이온 크로마토그램은 그림 S1에 나와 있습니다. MS 데이터는 이전 보고서(Li et al., 2015)의 데이터와 비교하여 잠정적으로 할당되었으며 표 S1에 요약되어 있습니다. 마커를 정량화하는 분석 방법도 검증되었으며 보충 자료에 간략하게 설명되어 있습니다. HPLC 크로마토그램은 Fig. 1에 나타내었다. TGCT의 3가지 주요 성분(echinacoside, acteoside, isoacteoside)은 대조물질과 비교하여 확인되었다. TGCT에서 화합물의 식별 및 농도는 표 1에 나와 있습니다.
3.2. TGCT가 BW와 칼로리 섭취에 미치는 영향
도 2A에 나타난 바와 같이, HFSD를 급여한 쥐는 4주 후 NC군에 비해 체중이 평균 41g 증가한 것으로 나타났다. 그러나 STZ는 NC 그룹과 비교할 때 쥐의 체중을 분명히 줄였습니다. 대조적으로, TGCT 그룹(1{5}}0 및 200 mg/kg)의 BW는 실험 기간이 끝날 때까지 DC 그룹에 비해 각각 8.1% 및 11.1%씩 점진적으로 유의하게 증가했습니다(p < 0.05).="" ,="" 이는="" tgct가="" 병리학적="" 조건에서="" 과도한="" 체중="" 감소를="" 예방할="" 수="" 있음을="" 나타냅니다.="" nc="" 그룹의="" 칼로리="" 섭취량은="" 다른="" 그룹보다="" 현저히="" 낮았고="" 다른="" 5개="" 그룹="" 간의="" 칼로리="" 섭취량에는="" 유의한="" 차이가="" 없었다(fig.="">
3.3. FPG, OGTT 및 HbA1c에 대한 TGCT의 효과
STZ로 유도된 당뇨병 쥐는 Fig. 3A와 같이 NC군에 비해 FPG의 현저한 증가를 보였다(p < 0.01).="" tgct의="" 경구="" 투여는="" 시간="" 및="" 용량="" 의존적="" 방식으로="" 저혈당="" 효과를="" 나타냈다.="" tgct(1{44}}0="" 및="" 200="" mg/kg)는="" dc="" 그룹에="" 비해="" 4주(22.1%="" 및="" 24.8%)="" 및="" 6주(23.2%="" 및="" 56.4%)에서="" fpg="" 수준을="" 유의하게="" 감소시켰습니다.="" 도="" 3b="" 및="" c에="" 도시된="" 바와="" 같이,="" tgct(100="" mg/kg="" 및="" 200="" mg/kg)는="" 0.5시간에서="" 16.1%="" 및="" 22.2%로="" 혈당을="" 분명히="" 감소시켰고,="" 1시간에서="" 17.2%="" 및="" 26.5%="" 감소시켰고,="" auc="" tgct="" 그룹의="" -g도="" 각각="" 8.1%,="" 18.5%="" 및="" 25.4%="" 감소했습니다.="" 도="" 3d에="" 나타난="" 바와="" 같이="" nc군에="" 비해="" hba1c(93.3%)의="" 유의한="" 증가가="" 있었고,="" 당뇨병="" 쥐에="" 대한="" tgct(100mg/kg="" 및="" 200mg/kg)의="" 경구="" 투여는="" 현저하게="" 감소(p="">< 0.05)하였다.="" hba1c(각각="" 26.7%="" 및="" 37.4%)는="" dc="" 그룹과="">
그림 1. TGCT의 HPLC 스펙트럼과 TGCT의 주요 화합물의 화학 구조.
3.4. 간과 근육의 글리코겐 함량
도 4A 및 B에서 입증된 바와 같이, 글리코겐 수준은 당뇨병 래트에서 유의하게 감소하였다. 다른 농도의 TGCT를 당뇨병 쥐에게 6주 동안 투여했을 때 TGCT 그룹(100 mg/kg 및 200 mg/kg)의 간 글리코겐은 DC 그룹의 사람들(p < 0.05,="" 그림="" 4a).="" tgct="" 그룹(100mg/kg="" 및="" 200mg/kg)의="" 글리코겐이="" dc="" 그룹(p="">< 0.05,="" 그림="" 4b)보다="" 더="" 높은(40.7%="" 및="" 52.6%)="" 근육에서="" 유사한="" 효과가="">
3.5. 혈청 인슐린, C-펩티드 및 ISI에 대한 TGCT의 효과
As shown in Table 2, insulin and C-peptide were obviously (p < 0.01) decreased in diabetic rats compared with the NC group. However, TGCT at all doses caused no significant increase in insulin and C-peptide levels (p >{{0}}.05), TGCT 처리군에서 인슐린과 C-펩타이드가 DC 군보다 약간 더 높았음에도 불구하고. 한편, 그림 4C에서 ISI를 계산하였다. 인슐린 분비와 대조적으로 ISI는 DC 그룹에 비해 TGCT(100mg/kg 및 200mg/kg)에 의해 각각 32.9% 및 37.8% 상승했습니다(p<>
표 1 TGCT의 식물화학적 표지자 함량.
3.6. 췌장의 조직병리학적 검사
췌도의 재생에 대한 TGCT의 효과를 확인하기 위해 췌장의 조직학적 분석을 수행했습니다. 도 5A에서, NC 그룹에서 정상적인 조직학적 구조와 크기의 섬이 관찰되었다. 대조적으로, STZ 주입은 현저한 미세소포성 변화를 갖는 섬의 수와 직경을 감소시켰다(도 5B). TGCT와 Met 모두 점수 분석을 통해 섬의 수와 크기를 크게 증가시켰습니다(그림 5C-F).
3.7. p-PKB, p-GSK3, HK 및 PK에 대한 TGCT의 효과
표 2에서 PKB와 GSK3의 인산화 수준은 당뇨병 쥐에서 유의하게 감소하는 것으로 나타났습니다(p < 0.{{1{15}}}}5).="" tgct(100="" mg/kg="" 및="" 200="" mg/kg)는="" p-pkb(tgct-100:="" 13.5%)의="" 농도를="" 현저히="" 증가시켰습니다.="" ,="" p="">< 0.05="" 및="" tgct-200:="" 16.7%,="" p="">< 0.05)="" 및="" p="" gsk3(tgct-200:="" 18.3%,="" p="">< 0.01).="" hk="" 및="" pk에="" 대한="" tgct의="" 유사한="" 효과도="" 관찰되었습니다.="" tgct="" 그룹은="" hk(tgct-100:="" 30.2%,="" p="">< 0.05="" 및="" tgct-200:="" 59.1%,="" p="">< 0.01)="" 및="" pk(tgct-200:="" 32.7%,="" p="">< 0.05)="" dc="">
그림 2. STZ 유발 당뇨병 쥐의 체중(A)과 칼로리 섭취(B)에 대한 TGCT의 효과.
3.8. 이상지질혈증에 대한 TGCT의 효과
표 3에서 볼 수 있듯이 TGCT(100 mg/kg 및 200 mg/kg)로 처리한 쥐는 지질 이상이 현저하게 개선되었습니다. TG는 19.8%(p < 0.05)="" 및="" 25.9%(p="">< 0.01)="" 감소했습니다.="" tc는="" 28.5%="" 및="" 31.4%="" 감소했습니다(p="">< 0.05).="" ldl-c는="" 20.0%="">< 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. 산화 스트레스 및 염증에 대한 TGCT의 효과
당뇨병의 병태생리학에서 산화 스트레스와 염증의 중요한 역할에 비추어, 우리는 당뇨병 쥐의 산화 스트레스와 염증에 대한 TGCT의 능력을 평가했습니다. TGCT(1{4}}0 및 200mg/kg)는 효과적으로 증가했습니다(14.7%, p < 0.05="" 및="" 20.5%,="">< 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. 토론
당뇨병은 주로 고혈당을 특징으로 하는 진행성 및 만성 대사 장애입니다. 현재 FPG는 혈당 농도의 특정 척도이고, OGTT는 초기 포도당 처리 이상을 감지하는 민감한 기준이며, HbA1c는 검사 전 120일 동안의 평균 포도당 수치를 반영하는 혈당 조절을 위한 금 표준 지수로 널리 사용됩니다. Nagy et al., 2018; Gan et al., 2018). FPG, OGTT 및 HbA1c는 당뇨병 전증 및 당뇨병의 진단 및 관리에 임상적으로 사용됩니다(Chai et al., 2017). 우리 연구에서 TGCT(100 mg/kg 및 200 mg/kg)로 치료한 당뇨병 쥐의 FPG가 DC 그룹에 비해 유의하게 감소했음이 분명합니다. OGTT 및 AUC-G에 표시된 데이터와 같이 당뇨병 쥐의 TGCT에 의해 손상된 내당능 및 포도당 흡수율이 역전되었습니다. 한편, 이 결과는 HbA1c 함량 측정에서도 뒷받침되었다. 이 데이터는 TGCT가 혈당 항상성을 조절함으로써 당뇨병 쥐의 생리학적 지표를 개선했음을 나타냅니다.
그림 3. TGCT를 6주 동안 투여한 당뇨병 쥐의 FPG 변화.
손상된 인슐린 분비와 IR은 고혈당증의 발병에 중요한 역할을 합니다. 이들 중 하나를 표적으로 삼는 것은 혈당 조절을 개선하고 T2DM을 예방하는 데 적절합니다(Szoke and Gerich, 2005; Puntakee et al., 2018). 여러 유형의 연구에서 고지방식과 저용량 STZ의 조합이 동물 실험에서 T2DM을 유도하는 효과적인 수단이라고 보고했습니다. 저용량 STZ는 T2DM의 후기 단계와 더 유사한 경미한 인슐린 분비 장애를 유발합니다(Gheibi et al., 2017). 이 연구에서 TGCT는 TGCT 처리군의 인슐린 및 췌도 수가 DC군보다 높더라도 인슐린 분비를 유의하게 증가시키지도 않고 췌도를 회복시키지도 않았다. 이러한 발견은 db/db 마우스에 대한 이전 연구와 일치합니다(Xiong et al., 2013). 우리의 결과는 TGCT로 치료한 당뇨병 쥐에서 상당한 체중 증가를 보여주었으며, 이는 근육 조직에서 단백질 이화작용을 억제할 수 있는 인슐린의 약간의 증가로 설명될 수 있습니다(Adams et al., 2019). 또한, ISI의 결과는 TGCT가 TGCT의 항당뇨병 효과에 대한 잠재적 기전과 관련하여 새로운 증거를 제공한 이전 보고서(Kong et al., 2018)와 일치하는 당뇨병 쥐의 IR을 분명히 개선한 것으로 나타났습니다.
우리 모두 알고 있듯이 PKB/GSK3 경로는 가장 중요한 인슐린 신호 전달 경로 중 하나이며 인슐린 유도 글리코겐 합성을 매개하는 것으로 제안되었습니다(Zheng et al., 2015). HK 및 PK는 당뇨병의 약리학적 치료에서 잠재적인 약물 표적으로 작용합니다. 낮은 HK 및 PK 활성은 IR에서 확인된 반면, HK 및 PK의 활성화는 더 많은 글리코겐 비축을 유발하거나 혈당을 활용하여 완전한 에너지를 생성하는 해당 분해를 유발합니다(Hu et al., 2014). 본 연구에서 TGCT 처리는 PKB와 GSK3의 인산화 단백질 발현을 동시에 증가시켜 HK와 PK의 활성을 현저하게 역전시켰고 혈당이 감소함에 따라 간과 근육의 글리코겐 함량을 현저하게 회복시켰다. 이러한 결과는 TGCT가 인슐린 신호 전달 경로의 핵심 효소를 활성화하고 당뇨병 쥐에서 인슐린 감수성이 실제로 개선되었다는 증거를 추가로 제공했음을 나타냅니다.
표 2 당뇨병 쥐의 인슐린 분비와 탄수화물 대사 효소에 대한 TGCT의 효과.
장기 당뇨병은 또한 지질 조절 장애를 일으키는 LDL-C를 높이고 HDL-C 수치를 감소시키는 데 기여하며(Jayashankar et al., 2016), 이상지질혈증은 당뇨병의 내피 기능 장애 및 심혈관 위험에 대한 확립된 마커입니다(Shahwan et al., 2019). 우리 연구에서 TGCT(200mg/kg)는 당뇨병 쥐의 TC, TG 및 LDL-C 수치를 현저히 낮추고 HDL-C 수치를 높였습니다. 이는 Cistanche tubulosa가 지질을 효과적으로 조절한다는 이전 보고서와 일치합니다. 생쥐의 대사(Shimoda et al., 2009; Xiong et al., 2013). 이러한 결과는 TGCT가 혈액 지질 이상이 있는 당뇨병 환자에게 더 유익할 수 있음을 나타냅니다.
STZ는 과산화물 라디칼의 증가로 인해 췌도 세포에 대한 높은 선택적 독성 효과가 있는 광범위한 항생제이며, 나아가 혈당 조절이 불량합니다(Ghosh et al., 2015; Swain et al., 2020). ). 한편, 산화 스트레스는 수많은 환경에서 적외선의 중요한 원인이기도 합니다(Taniguchi et al., 2006). IR 및 당뇨병은 SOD 및 GSH-Px와 같은 항산화 효소의 활성 감소와 관련이 있습니다(Styskal et al., 2012). 이전 연구에서는 산화 스트레스를 억제하면 당뇨병 쥐의 혈당을 낮출 수 있다고 암시했습니다(Lim et al., 2012; Gao et al., 2016). 이 연구에서 TGCT 치료는 SOD 및 GSH-Px의 세포 방어 기능을 유의하게 회복시키고 당뇨병 쥐의 MDA 수준을 감소시켜 TGCT가 항산화 특성을 가지고 있음을 나타냈습니다.
TGCT의 주요 성분은 PhGs이며 echinacoside, acteoside 및 isoacteoside의 총 함량은 661 mg/g 이상입니다. PhG와 같은 높은 항산화 성분을 함유한 식물은 일반적으로 혈당 저하 효과가 있는 것으로 입증되었습니다(Morikawa et al., 2014; Shimada et al., 2017; Spínola et al., 2019). 따라서 우리는 TGCT의 항당뇨병 효과가 부분적으로 PhGs의 항산화 활성에 기인할 수 있다고 추측했습니다. TGCT에서 echinacoside의 함량을 고려할 때 in vivo 및 in vitro 모델에서 에키나코사이드가 IR 및 당뇨병에 미치는 영향을 조사하기 위한 추가 연구가 필요합니다.
당뇨병이 염증성 질환이라는 것은 널리 알려져 있습니다. TNF- , IL{1}} 및 IL{2}}과 같은 염증성 사이토카인은 인슐린 수용체 신호 전달 경로를 방해할 수 있으며 추가로 IR을 유발할 수 있습니다(Bastard et al., 2006). 염증은 IR 및 당뇨병의 치료에서 실행 가능한 약물 표적인 것으로 보입니다(Chen et al., 2015). 현재 연구에서 TGCT는 TNF-, IL{6}} 및 IL-1의 수준을 감소시킬 수 있으며, 이는항염 효과. 이것은 당뇨병 쥐에서 TGCT의 또 다른 항당뇨병 메커니즘일 수 있습니다.
축적된 증거에 따르면 지속적인 고혈당은 순환하는 단백질과 지질의 구조와 기능에 이상을 일으켜 글리코산화와 과산화를 일으키고 염증성 사이토카인의 생산을 촉진합니다. 유사하게, 증가된 염증성 사이토카인은 활성 산소 종 및 기타 반응성 부분의 생성을 초래하여 산화 스트레스 및 산화 손상을 촉진합니다. 이는 악순환을 초래합니다(Aghadavod et al., 2016; Domingueti et al., 2016). 따라서 혈당과 지질 감소는 TGCT의 항산화 및 항염 효과에 기여할 수 있습니다. 어느 정도 정확한 항당뇨병 메커니즘은 완전히 명확하지 않으며 더 많은 조사가 필요합니다.
5. 결론
요약하면, 이 연구는 TGCT가 식이/STZ 유발 당뇨병 쥐의 고혈당증 및 고지혈증 치료에 효과적인 약제임을 나타내었다. 또한, 항당뇨병 효과는 TGCT의 항산화 및 항염증 특성과 크게 관련될 수 있습니다. 이 연구는 당뇨병 치료에 TGCT를 도입할 가능성을 제시합니다. 그러나 TGCT의 자세한 항당뇨병 기전은 아직 불확실하며 in vivo 및 in vitro에서 추가 연구가 필요합니다.
