系列海洋寡糖衍生物的制備及其抗2型糖尿病作用機(jī)理研究.pdf

1、糖尿病(DM)是一種常見(jiàn)的代謝性疾病,其發(fā)病率在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家都在逐年增加,中國(guó)已經(jīng)成為世界糖尿病發(fā)病人數(shù)最多的國(guó)家。糖尿病主要分為1型(胰島素依賴性糖尿病,IDDM)和2型(胰島素非依賴性糖尿病,NIDDM)。其中2型糖尿病占糖尿病患者的90％以上,為典型的多基因疾病。2型糖尿病主要與兩種生理缺陷有關(guān),分別是胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗。胰島素抵抗主要發(fā)生在脂肪、肝臟和骨骼肌中,這些組織的細(xì)胞中含有大量的胰島素受體,它們能結(jié)合胰島

2、素從而在調(diào)節(jié)葡萄糖代謝穩(wěn)態(tài)上發(fā)揮重要作用,尤其骨骼肌中的胰島素抵抗是2型糖尿病的主要致病因素。防治2型糖尿病胰島素抵抗所致的代謝異常,及改善胰島素抵抗或增加胰島素敏感性藥物的研發(fā)具有重要意義。然而,現(xiàn)有的抗2型糖尿病藥物多存在著繼發(fā)性失效、副作用大及容易誘發(fā)低血糖等缺陷,因此研發(fā)低毒且能改善胰島素抵抗的長(zhǎng)效藥物十分必要。海洋獨(dú)特的環(huán)境造就了眾多結(jié)構(gòu)多樣和功能獨(dú)特的活性物質(zhì),海洋糖類化合物以其資源豐富、低毒和活性廣泛而備受關(guān)注。大量研究表

3、明,各種有機(jī)鉻配合物具有改善糖代謝和調(diào)節(jié)血脂的作用。在前期研究基礎(chǔ)上,本研究將各種海洋寡糖與鉻離子配合,制備了系列海洋寡糖鉻衍生物,通過(guò)篩選獲得一種具有較好增加胰島素敏感性的寡糖鉻化合物OM2,并對(duì)其抗2型糖尿病作用的分子機(jī)理進(jìn)行研究。
　　 首先運(yùn)用酸降解方法,以褐藻膠和卡拉膠為原料,成功制備了不同聚合度的褐藻寡糖和卡拉膠寡糖,再將其與Cr3+配合,制備了系列海洋寡糖鉻衍生物。利用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)甘露糖醛酸寡糖鉻配合物和卡拉膠寡糖鉻

4、配合物的制備條件進(jìn)行了優(yōu)化,確定其最佳反應(yīng)條件。通過(guò)紫外全波長(zhǎng)掃描和紅外光譜等分析手段對(duì)所得寡糖鉻合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。
　　 利用C2C12骨骼肌細(xì)胞模型和硫磺素?zé)晒夥▽?duì)各種海洋寡糖衍生物進(jìn)行活性篩選。發(fā)現(xiàn)海洋酸性寡糖鉻配合物OM2不僅能夠在體外阻斷胰淀素纖維化還能夠激活A(yù)MPK信號(hào)通路,具有潛在的改善胰島素抵抗活性。在此基礎(chǔ)上,利用遺傳性糖尿病轉(zhuǎn)基因db/db小鼠模型進(jìn)一步評(píng)價(jià)其在體內(nèi)抗2型糖尿病效果。研究表明,海洋寡糖OM2

5、無(wú)急性降糖作用,不存在一過(guò)性血糖降低的危險(xiǎn):不僅能夠有效降低血糖、改善血脂代謝、減輕小鼠胰島素抵抗,而且具有一定的增強(qiáng)胰島素敏感性的作用。
　　 在確定OM2具有抗2型糖尿病作用基礎(chǔ)上,進(jìn)一步利用C2C12細(xì)胞和db/db小鼠模型分別在細(xì)胞和動(dòng)物整體水平上對(duì)OM2提高胰島素敏感性的作用機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),OM2能夠顯著增加胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn),且效果優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照藥物二甲雙胍。ELISA和實(shí)時(shí)定量RT-PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

6、明,OM2不僅能夠通過(guò)激活胰島素信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白IR、Akt和PI3K的的磷酸化來(lái)增加胰島素受體及GLUT4的數(shù)量,還能夠增加AMPK信號(hào)通路中關(guān)鍵蛋白AMPK和ACC的磷酸化水平,調(diào)節(jié)脂肪代謝,從而發(fā)揮其胰島素增敏作用。免疫印跡法研究發(fā)現(xiàn),OM2還能夠在肝臟中通過(guò)激活胰島素信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)糖原合成和糖異生過(guò)程,從而減輕小鼠的高血糖癥狀。將OM2進(jìn)行FITC熒光標(biāo)記后,利用活細(xì)胞成像技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),OM2可以進(jìn)入C2C12細(xì)胞并定位于線