2. 广东药学院公共卫生学院预防医学专业08级毕业生
近年来,随着生活方式的改变和脂肪摄入增加,2型糖尿病的发病率呈明显上升趋势,2型糖尿病主要特征是胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)。临床常用的治疗药物仍以化学药物为主,这些药物虽能通过不同机制降低血糖,但难以有效地控制其并发症及改善胰岛素抵抗,甚至具有严重的肝、肾等毒副作用,天然药物以其毒副作用小、作用温和持久、具有综合治疗作用、可延缓并发症等优点,受到医药学界越来越多的关注。
芒果苷,属天然多酚类化合物。广泛存在于知母和芒果树、扁桃树的叶、果实和树皮,东北龙胆、川西獐芽菜等植物中[1]。芒果苷具有多方面的生理活性和药理作用[2, 3, 4]。肝脏是胰岛素作用的重要靶器官,也是产生胰岛素抵抗的主要部位之一,而人肝癌细胞HepG2细胞株的生化特点及生物合成能力类似人正常肝细胞[5]。本研究采用HepG2细胞建立胰岛素抵抗细胞模型,通过观察葡萄糖代谢及抗氧化指标变化,探讨芒果苷对胰岛素抵抗的改善作用,结果报告如下。 1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器
芒果苷标准物质(北京世纪奥科生物技术有限公司),纯度98%;HepG2细胞(中山大学公共卫生学院凌文华教授惠赠)。胰岛素注射液(批号H10890001,江苏万邦生化制药股份有限公司);葡萄糖临床检测试剂盒(上海荣盛生物技术有限公司);细胞培养基(Dulbcco′s modified eagle′s medium,DMEM)(北京赛默飞世尔生物化学制品有限公司);胰蛋白酶/乙二胺四乙酸消化液(天津中国科学院生物医学工程研究所);胎牛血清(天津市灏洋生物制品科技有限责任公司);考马斯亮蓝蛋白浓度测定试剂盒、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)试剂盒(南京建成生物工程研究所)。Galaxy s型二氧化碳培养箱(英国RS Biotech公司),TS100-F型倒置显微镜(日本尼康公司),TGL-16K低温高速离心机(珠海黑马医学仪器有限公司),Spectrum lab 22pc可见分光光度计(上海棱光技术有限公司)。 1.2 HepG2细胞胰岛素抵抗模型建立
采用高浓度胰岛素诱导培养法复制HepG2细胞的胰岛素抵抗IR模型,参考文献[6, 7]进行,稍作改进。将细胞复苏后,用含10%灭活小牛血清DMEM培养液转入25 mL培养瓶中培养。当细胞长满后,倾去培养基,用0.25%胰蛋白酶消化,每3 d按l:3比例传代1次,取对数生长期细胞,制备细胞悬液,用含
15%胎牛血清的DMEM培养基调整细胞密度为105个/mL,转入24孔板培养。待细胞单层贴壁后,加入新配制的含有胰岛素10-6 mol/L的培养液,设3个复孔并设无胰岛素空白孔。经37 ℃、5%CO2孵育24 h后检测细胞培养基上清的葡萄糖含量;以未接种细胞空白复孔的葡萄糖含量均值相减,算出各孔细胞的葡萄糖消耗量。 1.3 指标与方法 1.3.1 芒果苷对胰岛素抵抗HepG2细胞葡萄糖消耗影响
将呈对数生长的HepG2细胞悬液,分为不加胰岛素和加胰岛素2种,按照1.2培养方式,于37 ℃、5%CO2培养箱中孵育24 h。弃去培养液,用磷酸缓冲液(Phosphate buffer saline,PBS)洗涤2次,然后分别设空白对照组(正常HepG2无胰岛素)、胰岛素抵抗模型组、芒果苷组(终浓度分别为1 000.0、500.0、250.0、125.0、62.5 μg/mL),每组设3个复孔。孵育24 h后,用试剂盒检测培养基上清葡萄糖含量。以无细胞的空白孔为对照,计算各组细胞24 h葡萄糖消耗量。 1.3.2 芒果苷对胰岛素抵抗hepG2细胞糖原含量影响[8]
分组同1.3.1,分别加入不同浓度芒果苷,孵育12 h,弃上清,冰PBS洗涤细胞,每孔加入300 μL的30%KOH裂解细胞,100 ℃放置10 min,置于室温下3 min。取出50 μL细胞裂解液以考马斯亮兰法测定蛋白,剩余细胞裂解液转移至试管中以冰乙醇抽提糖原(乙醇终浓度60%体积),8 000 r/min 离心10 min,弃上清液,将沉淀用蒸馏水溶解,以蒽酮法测定糖原含量,细胞内糖原含量(μg/μgprot)=肝细胞内糖原(μg/mL)/肝细胞蛋白质含量(μg/mL)。 1.3.3 细胞脂质过氧化产物及抗氧化酶活性测定
用硫代巴比妥酸显色法测定MDA含量,采用黄嘌呤氧化酶法(羟胺法)测定SOD活性,考马斯亮兰法测定样品总蛋白,具体操作按试剂盒说明书进行。 1.4 统计分析
数据采用x±s表示,采用SPSS 11.0软件建立数据库并进行统计分析,组间比较采用方差齐性检验和单因素方差分析,组间两两比较采用最小显著差法,P<0.05 为差异有统计学意义。 2 结 果 2.1 芒果苷对HepG2细胞葡萄糖消耗影响(表 1)
芒果苷对正常HepG2细胞糖代谢无明显影响。与对照组比较,胰岛素抵抗模型组培养基上清葡萄糖含量升高、HepG2细胞内糖原含量降低;与模型组比较,随着芒果苷浓度升高培养基上清中葡萄糖含量逐渐降低,HepG2细胞内糖原增高。
| 表 1 芒果苷对HepG2细胞葡萄糖代谢影响(x±s,n=3) |
与对照组比较,胰岛素抵抗模型组HepG2细胞内MDA含量升高,SOD活性下降;与模型组比较,不同浓度芒果苷组HepG2细胞内MDA含量下降,SOD活性上升,呈剂量-反应关系,提示芒果苷对胰岛素抵抗HepG2细胞的脂质过氧化具有拮抗作用。
| 表 2 芒果苷对HepG2细胞抗氧化能力影响(x±s,n=3) |
研究表明,芒果苷具有降低糖尿病动物血糖以及提高糖尿病患者的糖耐量,可有效地治疗糖尿病肾病,并且能改善小鼠的肾功能,但其作用机制尚不十分清楚[9, 10]。本研究采用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶法测定不同浓度芒果苷作用于正常HepG2细胞和胰岛素抵抗HepG2细胞24 h后细胞培养基中葡萄糖含量和HepG2细胞内糖原含量,结果显示,芒果苷对正常HepG2细胞糖代谢无明显影响,但可以降低胰岛素抵抗HepG2细胞培养基上清中葡萄糖含量,升高细胞内糖原含量。提示芒果苷可以促进胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖利用及细胞内糖原合成。目前已证实胰岛素抵抗的作用机制与高糖激发引起的氧化损伤以及炎症损伤有关[11, 12, 13]。而芒果苷具有良好的抗氧化、抗脂质过氧化等活性,有改善糖尿病综合征的作用。本研究结果显示,芒果苷能降低胰岛素抵抗HepG2细胞的丙二醛含量,提高SOD活性。推测芒果苷可能通过提高胰岛素抵抗HepG2细胞抗氧化能力,从而改善其葡萄糖的代谢功能。其具体机制有待进一步研究。
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2014, Vol. 30
