随着现代生活水平的日益提高,2型糖尿病伴高脂血症发病率也在逐年升高,糖尿病在全球范围内已成为继心脑血管疾病、肿瘤之后严重危害人类健康的第三大慢性疾病。2型糖尿病的形成取决于各种致病的遗传及环境因素,其中胰岛素抵抗被认为是2型糖尿病的重要病因。胰岛素抵抗(Insulin Resistance, IR)与2型糖尿病的许多慢性并发代谢紊乱综合症相关,在高血压、高血脂、肥胖、葡萄糖耐受量异常、动脉粥样硬化等过程中发挥着重要作用,它是指胰岛素作用的靶器官(如肌肉、肝脏和脂肪组织)对胰岛素的反应性丧失或降低而产生的一系列病理和临床表现,是2型糖尿病主要发病机制和病理生理特征之一。所以,针对胰岛素抵抗的治疗成为预防与治疗2型糖尿病及其并发代谢紊乱综合症的重要环节。目的：尽管目前对2型糖尿病胰岛素抵抗的机制研究较为深入,但仍没有一种治疗2型糖尿病的理想药物。课题组前期研究结果显示,从树豆中分离得到的全新菧类化合物——树豆酮酸A(缩写CAA),其对先天肥胖伴高血糖的ob/ob小鼠具有降糖减重、改善葡萄糖耐受性的作用。因此,本研究意在观察CAA对2型糖尿病SD大鼠、先天肥胖伴高血脂的Zucker大鼠及先天糖尿病伴肥胖的db/db小鼠的糖、脂代谢及胰岛素敏感性等方面的影响,客观评价CAA对IR的改善作用,并进一步探讨其降糖减脂的作用机制,从而为CAA治疗2型糖尿病及其相关代谢疾病提供科学的实验依据。本研究从文献研究角度论述了2型糖尿病与胰岛素抵抗的关系及胰岛素增敏剂的中西药研究进展,从实验研究角度利用多种体内模型研究了CAA降糖减脂的效果,并对其作用机制进行了较为深入的探讨。方法和结果：1.文献研究检索与2型糖尿病胰岛素抵抗有关的国内外文献报道,并进行总结和综述,掌握有关2型糖尿病、胰岛素抵抗的研究及主要治疗药物的前沿动态。主要包括以下两个方面：(1)2型糖尿病、2型糖尿病与胰岛素抵抗关系、胰岛素抵抗的发病机理及靶器官、糖尿病的现代治疗方法等研究概况；(2)胰岛素增敏剂的中西药研究进展。2.实验研究本文利用新化合物树豆酮酸A,以临床广泛使用的文迪雅为阳性对照药,运用不同的动物模型对CAA进行了全面的药效学评价,进一步地采用3T3-L1前脂肪细胞对其降糖减脂机制进行研究,研究内容和结果包括：(1)采用高糖高脂饲料喂养结合腹腔注射小剂量链脲佐菌素诱导的2型糖尿病SD大鼠模型,以10mg/kg/d的CAA治疗4周。结果表明：糖尿病大鼠的空腹血糖(FBG)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)水平显著下降,稳态胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)显著减小,胰岛素敏感指数(ISI)和胰岛p细胞功能指数(HBCI)显著增加,因糖尿病造成的大鼠肝、肾、胰岛损伤也得到一定程度的修复,同时大鼠体重维持相对稳定状态。该实验说明CAA能改善2型糖尿病大鼠的胰岛素抵抗,有效调节糖、脂代谢紊乱,修复糖尿病致脏器损伤。(2)采用先天肥胖伴高血脂的Zucker fa/fa大鼠模型,分别以CAA高中低剂量治疗20天。结果发现CAA对于的本身血糖轻度异常的肥胖大鼠虽未见明显的降血糖效果,但可呈剂量依赖性地降低TC、抑制TG的升高,从而有效调节自发性糖尿病Zucker大鼠的脂代谢紊乱,又不会产生加速体重增长的副作用。该实验说明CAA可有效改善Zucker肥胖大鼠的脂代谢,并有助于延缓大鼠胰岛素抵抗的发展进程。(3)采用先天糖尿病伴肥胖db/db小鼠模型,以10mg/kg/d的CAA治疗16天。CAA既可明显抑制小鼠FBG的上升,又可降低db/db糖尿病小鼠餐后血糖,显著改善db/db糖尿病小鼠的葡萄糖耐受量。但CAA在有效调节2型糖尿病小鼠糖代谢紊乱的同时不影响小鼠体重,避免了罗格列酮加剧小鼠肥胖的副作用,该实验说明CAA可有效调节糖尿病小鼠的糖代谢。(4)采用3T3-L1前脂肪细胞模型探讨了CAA对前脂肪细胞的增殖和成脂分化的影响,结果显示：CAA对3T3-L1前脂肪细胞的半数抑制浓度是301.14gM,且呈剂量依赖性地抑制前脂肪细胞分化成脂肪细胞,与罗格列酮作用相反。进一步研究发现,CAA呈剂量依赖性地下调过氧化物酶体增殖物活化受体γ(PPARγ)和CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPa)的mRNA水平。该实验表明CAA不仅能抑制PPARy的活性,还可以抑制PPARy和C/EBPa的表达,在mRNA水平解释了其抑制脂肪分化和改善脂代谢紊乱的机制。(5)采用地塞米松诱导的胰岛素抵抗性3T3-L1脂肪细胞模型分析CAA对葡萄糖摄入以及葡萄糖转运蛋白4(Glut4)的影响,结果显示：25μM的CAA不能使IR细胞内Glut4表达水平发生改变,但可使细胞对葡萄糖的摄取能力恢复到胰岛素敏感细胞的水平,与10-8M胰岛素的作用相当。该实验表明CAA在不改变Glut4水平的情况下改善了IR细胞的胰岛素敏感性,显示了与罗格列酮完全不同的的胰岛素增敏和降血糖机制。结论：通过对三种动物模型的体内药效学和降糖减脂机制的研究,证明CAA是一种与罗格列酮降糖机制截然不同的PPARγ抑制剂类型的胰岛素增敏剂。它在体外能增加胰岛素抵抗脂肪细胞对葡萄糖的摄入,改善胰岛素抵抗的同时通过抑制PPARγ和C/EBPα的表达有效抑制前脂肪细胞的分化和脂质的堆积；在体内能降低2型糖尿病伴高血脂SD大鼠的血糖和血脂水平,提高机体对胰岛素的敏感性,修复糖尿病致肝、肾及胰腺损伤；降低先天肥胖和高血脂的Zucker大鼠的TG和TC水平,改善脂代谢；抑制先天糖尿病伴肥胖的db/db小鼠的血糖上升,增强小鼠的葡萄糖耐受性；但对三种模型鼠的体重都基本无影响,避免了PPARγ激动剂加速体重增长的副作用。因此从安全性考虑,CAA在早期和长期应用等方面都适用于治疗与肥胖和IR相关的代谢性疾病。我们的研究为2型糖尿病和高血脂症的防治提供了新思路。
