黄芪多糖对糖尿病小鼠血清胰岛素样生长因子—1的影响

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【摘要】 目的：研究黄芪多糖（APS）对糖尿病（DM）模型小鼠血清胰岛素样生长因子-1（IGF-1）的影响及其治疗糖尿病的作用机制。方法：将60只昆明小鼠随机分为空白组、APS组和对照组，每组20只。其中APS组和对照组采用高脂饮食喂养加小剂量链脲佐菌素（STZ）腹腔注射法诱导成DM小鼠模型。造模完成后，APS组给予APS药剂灌胃治疗，对照组予以等体积的生理盐水灌胃治疗，两组治疗均持续8周。采用酶联免疫吸附法（ELISA）检测其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平的变化，观察APS对DM小鼠模型的作用。结果：治疗后，APS组DM小鼠血清ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平与治疗前比较差异均有统计学意义（P<0.05）；治疗后，APS组中DM小鼠血清IGF-1水平明显升高，与治疗前比较差异有统计学意义（P<0.05）。结论：短期APS治疗能提高DM小鼠血清IGF-1水平，并伴随着ICAM-1、VCAM-1等炎性指标的血清水平降低。

【关键词】 黄芪多糖； 胰岛素样生长因子-1； 糖尿病； 动脉粥样硬化

The Impact of Astragalus Polysaccharides on Serum Levels of Insulin-Like Growth Factor-1 in Diabetic Mice/LIU Yi， JIANG Teng-chun，LI Zhi-liang，et al.//Medical Innovation of China，2016，13（06）：015-017

【Abstract】 Objective：To study the influence of astragalus polysaccharides（APS） on insulin-like growth factor（IGF-1） in diabetic mice.Method：A total of 60 mice were randomly divided into three groups， blank group，APS group and control group，each group had 20 cases.The APS group and the control group were fed with diets high in saturated fat and peritoneal injected small dose of Streptozotocin for DM mice model.After modeling， the APS group was intragastrically administrated to APS for 8 weeks， while physiological saline was used as control. The change of the serum level of IGF-1， ICAM-1， VCAM-1 and MCP-1 were observed by enzyme-linked immunosorbent （ELISA），and these indicators were used to evaluate the function of APS. Result： After treatment， the serum level of ICAM-1， VCAM-1 and MCP-1 were significantly declined， while the serum level of IGF-1 increased significantly， these changes were significant differences compared with the control group （P<0.05）. Conclusion： Short-term treatment of APS can improve the level of serum IGF-1 in DM mice， accompanied by the decline of inflammatory indexes such as ICAM-1，VCAM-1.

【Key words】 Astragalus polysaccharides； IGF-1； Diabetes mellitus； Artherosclerosis

First-author’s address：Guangzhou Conghua Hospital of Traditional Chinese Medicine，Guangzhou 510900，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.06.005

糖尿病（Diabetes Mellitus，DM）是严重危害人体健康的慢性代谢性疾病，其血管并发症不仅严重影响了患者的生活质量，更是导致DM患者死亡的主要原因。既往有研究显示DM合并大血管并发症是导致DM患者心脑血管终点事件的主要原因之一，而DM合并大血管病变的病理学基础主要为动脉粥样硬化（Artherosclerosis，AS）[1]。AS是一个缓慢进展且由多方面因素参与的病理过程，机体血清胰岛素样生长因子-1（IGF-1）浓度失调在AS的发生发展过程中起着重要作用，而血管炎症反应与AS的发病机制也密切相关[2]。黄芪是一味传统扶正补气类中药，黄芪多糖（astragalus polysaccharides，APS）是中药黄芪发挥药理作用的主要活性成分之一，已有研究报道APS具有抗氧化应激、抗炎、降低血脂、抗AS等功能，具有潜在防治DM及其血管并发症作用[3-4]。本研究运用APS治疗高脂饮食喂养加小剂量链脲佐菌素（STZ）注射诱导的DM小鼠，拟观察APS对DM状态下血清IGF-1水平及相关血管炎性指标的影响，并探讨其作用机制，为APS应用于防治DM及其血管并发症提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 昆明种小鼠60只，雄性，7周龄，SPF级，饲养环境符合医学实验动物环境设施要求，小鼠及SPF级饲料由广东省医学实验动物中心提供。

1.2 实验试剂及仪器 实验所需试剂、耗材及仪器包括：注射用黄芪多糖，250 mg/瓶，国药准字Z20040086，天津赛诺制药有限公司；链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ），规格为1 g/瓶，购自美国Sigma公司；IGF-1检测试剂盒购自美国R&D公司，细胞间黏附分子1（ICAM-1）及血管细胞黏附分子1（VCAM-1）检测试剂盒购自美国Life Technologies公司，单核细胞趋化因子-1（MCP-1）检测试剂盒购自上海科兴生物科技公司；10、100、200 µL吸头以及1.5 mL Eppendor管购自美国AXYGEN公司，Biohit微量移液器购自芬兰百得公司；全血葡萄糖测试条、血糖仪（型号：Optium Xceed）均购自美国Abbott Diabetes Care公司。

1.2 方法

1.2.1 实验分组及DM模型建立 在60只昆明小鼠里随机选取20只作为空白组，给予普通饲料（60%碳水化合物、22%蛋白质、10%豆油脂肪及8%包括纤维素在内的其他成分）喂养；其余40只小鼠隔夜禁食12 h，次日按照160 mg/kg的剂量，溶解STZ并通过小鼠腹腔注射，注射后予以高脂饮食（普通饲料49.5%、猪油10%、蔗糖20%、猪胆盐0.5%、胆固醇1%）喂养，在注射STZ的72 h后再次禁食12 h，后取外周血测量空腹血糖（FBG），以连续3 d FBG≥11.1 mmol/L为DM模型构建成功的判断标准。将造模成功的40只小鼠随机分为APS组和对照组，两组均继续予高脂饮食饲养，APS组予APS 700 mg/（kg·d）灌胃治疗，对照组仅予以等体积的生理盐水灌胃治疗，两组治疗共持续8周[5]。本研究的实验环境室温设置在24～25 ℃左右，而相对湿度则设置在50%～60%区间内，小鼠自由进食饲料、饮水。在研究期间每日密切观察并记录小鼠毛发、活动状态等一般情况。

1.2.2 血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平的测定 空白组中小鼠以及APS组、对照组中小鼠于DM造模成功后，经断尾取外周血，将收集的外周血经稀释、离心后取上清液分装并编号，置于-80 ℃超低温冰箱冻存，待集中使用ELISA试剂盒测定其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1值，具体操作严格按照试剂盒说明书进行。APS组、对照组中小鼠在完成8周的灌胃治疗后通过摘眼球采取外周血，分离血清冻存，后集中使用ELISA试剂盒测定其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1值水平并与治疗前进行比较。

1.3 统计学处理 本研究采用SPSS 18.0统计学软件进行数据分析，计量资料以（x±s）表示，比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 小鼠DM模型的制作及其一般情况 本研究中制模成功率约为95.0%，未制模成功的重新制作模型。造模成功的DM小鼠较空白组小鼠毛发干枯、杂乱、脱落，活动明显减少，喜蜷卧；APS组中DM小鼠经APS治疗后，小鼠精神好转，毛发光整、有色泽，活动增多；而对照组中DM小鼠经治疗后，小鼠一般情况并未得到明显改善。

2.2 APS对DM小鼠IGF-1及血管炎性指标的影响 研究结果示，APS组及对照组中小鼠在研究治疗前，两组小鼠血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平与对照组比较差异均有统计学意义（P<0.05）。APS组中小鼠经8周治疗后，其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平与治疗前比较均有明显改变，差异均有统计学意义（P<0.05）；对照组组中小鼠经8周治疗后，其血清IGF-1、ICAM-1、VCAM-1及MCP-1水平与治疗前比较无明显变化（P<0.05），见表1。

3 讨论

糖尿病（DM）作为一种严重危害人体健康的慢性疾病，近年来其发病率逐年增高。DM的血管并发症是其常见的并发症，且严重影响着DM患者的生活质量。DM患者出现大血管并发症的主要病理基础为AS，因AS而引发的心脑血管病变是导致DM患者死亡的主要原因之一[6]。

IGF-1是一种受生长激素调节的单链多肽，与其受体和多种结合蛋白通称为IGF-1轴。IGF-1可以通过负反馈调节降低生长激素（GH）来上调胰岛素受体以维持IGF-1轴的稳定[1]。AS的形成是由于血管内皮功能受损、非特异性炎症反应以及脂代谢异常等多因素共同作用的结果，而这些都与IGF轴失调导致的IGF-1水平低下关系密切[7-8]。在DM病理状况下可发生始于血管内皮细胞受损的，由细胞免疫介导的慢性炎症反应。炎症反应作为一种代偿性反应，最初具有防御意义的保护性反应，但是随着病程的推移，当炎症反应过度，并逐渐演变为慢性炎症时，则可形成病理性斑块，促进AS病程的发展。既往有研究示ICAM-1及VCAM-1等炎症因子的过度表达在DM的大血管病变的进展过程中起重要作用[9-10]。

DM在中医上属于消渴的范畴，多以阴虚为本，继而可衍生出气虚、血瘀等诸多变证。黄芪是一味传统的扶正补气类中药，已有相关报道表明其对治疗心肌炎、心力衰竭及糖尿病肾病等具有确切作用[11-13]。黄芪的主要活性成分包含多糖、皂苷、黄酮等活性成分，其中APS是其重要组成部分。既往研究证实APS具有抗AS、抗炎、降血脂以及调控血糖等作用，并且能够改善DM患者的内皮功能，提示APS可通过抑制AS的发生发展、降低血清炎性因子水平以及血管内皮损伤的修复参与防治DM的血管并发症[3-4，14-15]。

本研究采用高脂饮食喂养加小剂量链脲佐菌素（STZ）注射诱导的DM小鼠为研究对象，进一步观察APS对DM状态下血清IGF-1水平及相关血管炎性指标的影响，并探讨其作用机制。实验结果证实，经APS治疗8周后，APS组DM小鼠的血清IGF-1水平明显改善，且血清炎性标记物ICAM-1、VCAM-1及MCP-1的水平显著降低。提示APS具有提高血清IGF-1水平，同时APS可以降低血管炎性因子的血清水平。APS可参与抑制AS的形成与发展，其作用机制可能是通过IGF-1介导的，包括抑制血管炎性反应等多向性的血管保护与修复作用。

综上所述，APS可提高DM模型小鼠的血清IGF-1水平，同时降低DM小鼠的血清炎性标记物水平。提示APS参与改善DM机体IGF-1水平失调，以及修复因血管炎性改变损伤的内皮功能，这可能是它防治DM病理状态下AS发生、发展的机制之一。但该影响是否为APS对IGF-1轴的直接作用，还是APS通过作用于胰岛素信号通路上其他分子而间接影响IGF-1表达，其确切机制仍待进一步研究。

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（收稿日期：2015-10-03） （本文编辑：蔡元元）