一 .. 一中国食品添加剂 堕堡 D一松醇对STZ诱导2型糖尿病小鼠肝损伤的 干预作用
张泽生 ,秦程广,李雨蒙 (1.天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津300457; 2.天津食品安全低碳制造协同创新中心,天津300457)
摘要:目的:采用高脂高糖饲料喂养ICR小鼠4周后腹腔注射链脲佐菌素(STZ)建立2型糖尿病动物 模型。灌胃D一松醇5周后,通过对小鼠空腹血糖(FBG)、肝脏质量、肝指数、血清中丙氨酸转氨酶(ALT) 含量和天冬氨酸转氨酶(AST)含量进行测定,以及在光镜下观察各组小鼠肝组织细胞病理形态学改变,评 价D一松醇对2型糖尿病小鼠肝损伤的干预作用。结果:与正常对照组比较,模型对照组小鼠血清中AST、 AL 水平极显著性升高(P<0.01),HE染色显示模型对照组小鼠较正常对照组小鼠肝细胞脂肪变性明显,肝 组织结构不清楚,肝细胞排列紊乱。与模型对照组相比,剂量组小鼠血清中AST、ALT水平显著性降低(P <0.05),HE染色显示剂量组小鼠较模型对照组小鼠肝细胞脂肪变性明显减少,肝细胞排列基本规则。结论: D一松醇能显著性降低糖尿病小鼠的空腹血糖(FBG)、降低血清中丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天门冬氨酸氨 基转移酶(AST)活力,说明D一松醇可以减轻糖尿病小鼠肝脏损伤,有一定的护肝作用。 关键词:D一松醇;肝损伤;干预作用 中图分类号:TS202.3/R781.6+4 文献标识码:A 文章编号:1006—2513(2016)12—0109—06
Intervention effect of D。^——pinitol on liver damage of STZ・_——induced type 2 diabetic mice
ZHANG Ze-sheng术,QIN Cheng—guang,LI Yu・meng (1.Institute of Food Engineering and Biotechnology,Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457;2.Tianjin Food Safety&Low Carbon Manufacturing Collaborative Innovation Center, Tianjin 300457)
Abstract:0bjective:To investigate the intervention effect of D-pinitol on liver damage of type 2 diabetic mice which were fed enrich—food for 4 weeks before administrated STZ.After 5 weeks of a daily dose D—pinitol,some biochemical parameters were measuredin evaluating thealleviation effect of liver damage caused by diabetes.The level of FBG、ALT、ASTand pathology morphology change of mice liver tissue cellby microscope were tested.Results: Compared with normal group,the serum AST、ALT level increased extremely significant(P<0.01;HE staining showed hepatocyte steatosis was significantly in model group mice,liver tissue structure was not clear,and liver cell was disordered.Comp ̄ed with model group,D—pinitolgroup showed AST、ALT serumlevel decreased significantly (P<0.05),HE staining showed liver steatosis decreased significantly,and liver cell was well—regulated. Conclusion:D-pinitol can significantly reduce the level of FBG and remarkably lower the vitality of ALT and AST
收稿日期:2016-06—23 通讯作者 作者简介:张泽生(1956一),男(汉),博士,教授,研究方向为天然产物活性成分。 of diabetic mice.All these results indicated that D——pinitol has a positive intervention on protecting liver from diabetes mellitus. Key words:D—pinitol;liver damage;intervention
过去人们对糖尿病的聚焦点主要在神经损 害、血管损害、肾损害,然而肝脏作为调节血糖 最重要的器官,肝功能在糖尿病治疗中的作用正 被更多的人关注…。肝脏是参与机体糖代谢的重 要组织之一,在稳定血液中葡萄糖水平方面起到 关键作用,与此同时,肝脏也是维持餐间空腹血 糖稳态的主要葡萄糖输出器官,而且餐后肠道吸 收所增加的血糖有1/3由肝脏处理【2J。然而糖尿 病患者由于不稳定的血糖水平以及居高不下的血 糖含量,从不同程度上会对肝脏造成损伤,引发 各种慢性肝病。研究表明,糖尿病与各种慢性肝 病之间存在着一定的联系[3】,因此各种保肝护肝 的药物和保健品相继产生。D一松醇能够提高机 体对胰岛素的敏感性,调节血糖水平,从而减轻 由糖尿病引起的肝脏损伤。 如图1所示,D一松醇是多元环肌醇3号位 羟基甲醚化产物的一种异构体。D一松醇具有类 胰岛素的作用,用于治疗由胰岛素耐药性引起的 相关疾病,如血脂异常、粥样动脉硬化等[4 】。 三 = OCH3 图1 D一松醇结构式 Fig.1 structural formula of D—pinitol 本实验采用高脂高糖饲养联合腹腔注射小剂 量STZ诱导2型糖尿病小鼠模型,该模型具有 糖脂代谢紊乱、肝脏脂肪变性等特征。通过对实 验小鼠肝脏中的一些生理生化指标进行检测,观 察肝组织病理变化,来验证D一松醇是否具有缓 解糖尿病对小鼠肝脏损伤的作用,从而为研发与 D一松醇相关的保肝护肝类功能性产品提供理论 依据。 1材料与方法 1.1实验动物 SPF级雄性Institute of Cancer Research (ICR)小鼠75只,体重(20±2g),购自北京 大学医学部实验动物中心,许可证编号【SCXK (京)2001—0012]。 1.2材料与设备 D一松醇购于西安一品生物技术有限公司 (纯度95%);实验动物基础饲料,北京维通利 华实验动物技术有限公司;STZ,美国Sigma公 司;小鼠丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转 移酶、肝糖原试剂盒,中生北控生物科技股份有 限公司;血糖试纸,美国lifescan公司。 XS205电子天平,METTLER TOLEDO公 司;OneTouch血糖仪,美国强生公司;UV- 1800分光光度计,上海美谱达仪器有限公司; BX53F正置荧光显微镜,日本Olympus公司; GSORVALL LEGEND MICRO 1 7R离心机,美国 Thermo Fisher公司。 1.3实验方法 1.3.1糖尿病小鼠模型的建立 实验动物始终饲养于洁净级动物房中,恒 温(23±2℃)、恒湿(70%)条件稳定,并保持 12h明暗交替。75只实验小鼠喂饲基础饲料进行 1周适应性饲养后,随机选取l5只禁食12h,测 空腹血糖,作为该批次动物基础血糖值。之后随 机分笼、标记、称重,分正常对照组(15只)、 模型组(60只)。正常对照组喂饲正常饲料,模 型组喂饲高脂高糖饲料,4周后禁食(不禁水) 12h。将STZ溶解于无菌pH 4.2~4.5、0.1mol/L 的柠檬酸钠一柠檬酸缓冲溶液中,溶液注射浓 度为0.1g,L。模型对照组小鼠按体重一次性腹腔 注射STZ 120mg/kg・bw,正常对照组则按体重 一次性腹腔注射等量缓冲溶液。1周后禁食(不 禁水)12 h,测血糖,模型对照组小鼠血糖值在 11.1~25.0mmol/L区间内的40只小鼠为高血糖 造模成功动物【引。 1-3.2实验动物分组 将4O只造模成功小鼠按空腹血糖水平随机 分为4组,即模型对照组(c)、低剂量组(DL)、 中剂量组(DM)、高剂量组(DH),每组l0只, 组间血糖差异不大于1.1mmol/L。再选取10只同 一批次的正常小鼠作为正常对照组(N),开始 进入实验阶段。期间保证实验动物自由饮水、摄 食,每天观察精神状况、活动、饮食、饮水、体 毛色泽情况。 实验设计方案如表1所示。 表1实验设计方案 Table 1 Experimental Design for grouping mice 注:高脂高糖饲料配方为:50%基础饲料,20%白砂糖 16%猪油,11%酪蛋白,1%明胶,1%胆固醇,0.5%胆酸盐 0.5%矿物质,0.5%维生素。 1.3.3血糖测定实验 每7d测定血糖值,禁食(不禁水)12 h后 剪尾取血,用血糖仪测定空腹血糖值。血糖下降 百分比=(实验前血糖值一实验后血糖值)/实 验前血糖值×100%。 1-3.4肝脏生理生化指标检测 1.3.4.1肝脏指数 肝脏指数=(肝脏质量/体重)X 100 1.3.4.2丙氨酸氨基转移酶的测定 参照中生北控丙氨酸氨基转移酶试剂盒使用 说明书操作进行测定。 测定原理:谷丙转氨酶催化L一丙氨酸的 氨基转移,生成丙酮酸。丙酮酸与NADH在 LDH的催化下反应生成乳酸和NAD 。NADH在 340nm处有特异吸收峰,其被氧化的速率与血清 中ALT的活性成正比,在340nm处测定NADH 下降速率,即可测出ALT活性。 塑 1.3.4.3天门冬氨酸氨基转移酶的测定 参照中生北控丙氨酸氨基转移酶试剂盒使用 说明书操作进行测定。 测定原理:谷草转氨酶催化L一天冬氨酸的 氨基转移与MDH催化的反应偶联,使NADH氧 化成NAD 。NADH在340nm处有特异吸收峰, 其被氧化的速率与血清中的AST的活性成正比, 在340nm处测定NADH下降速率,即可测出 AST活性。 1.3.5肝脏组织切片的病理学观察 1.3.5.1组织固定 a.每只小鼠肝脏的肝小叶剪下体积约lmm 的组织块; b.浸于提前配好的福尔马林固定液中固定 12h; C.流水冲洗12h; d.组织脱水及透明:50%乙醇(2~3h) 一70%乙醇(2~3h)一80%乙醇(3~5h) 一95%乙 醇(40min) 一100%乙 醇I (30min)一100%乙醇II(30min)一二甲苯I (30~50min)一二甲苯II(3O~50min); e.浸蜡及包埋:将上一步经二甲苯处理透 明后的肝组织浸于60~65℃烧熔的石蜡中浸泡 2.5h~3h,然后进行肝组织包埋,静止冷却后 4℃保存; f.组织切片:切片一展片一分片一捞片一烘 片(6h~12h)。 1.3.5.2 HE染色 a.切片脱蜡:二甲苯脱蜡I(1Omin)一二 甲苯脱蜡II(10min)一100%乙醇I脱二甲 苯(2min)一100%乙醇II脱二甲苯(2min)