味道苦的物质通常认为是治疗很多疾病的良药。俗话说的良药苦口也就认证了这个观点。苦味物质具有提神、退热、消暑和健胃等功能,通常含有苦味素、生物碱、氨基酸、维生素及矿物质等成分,能够起到促进消化、清凉败火和增强食欲的作用,还能排除体内毒素,泄去心中烦热。作为苦物质的代表——氯喹,最初是用来治疗疟疾的药物,其味道极苦。随着科学研究的深入,它的许多其他的作用也不断被科学家们发现。早在1991年时,就有科学家指出,氯喹可以增加胰岛素的作用来促进葡萄糖的摄取,但其具体的作用机制到目前仍然不清楚。传统的中医里苦物质也称苦寒物,上千年以前中国人就有用一些苦寒物来治疗糖尿病(Diabetes mellitus,DM)。然而,至今对于许多传统中药的作用原理以及抗糖机制仍然是不清楚的。因此,在该文章中,我们通过实验对不同苦物质包括西药或者传统中药中性味极苦的药物进行筛选,寻找到潜在的可能的抗糖药物,并且进一步探究其可能的作用机制及原理。在该论文中,我们首先对西药中苦物质的代表氯喹进行了实验。在稳定转染表达了IRAP-mOrange的L6细胞中,通过激光共聚焦显微镜(confocal microscope)同一时间观察了氯喹刺激作用下葡萄糖转运体4(GLUT4)的转运和Ca2+的变化情况。同时利用瞬时转染了HA-GLUT4-GFP质粒的L6细胞进行免疫荧光的实验,追踪了氯喹作用下的GLUT4转运到细胞膜与细胞膜的融合。而葡萄糖摄取的实验则是根据细胞葡萄糖摄取检测试剂盒进行了检测。针对GLUT4蛋白转录和翻译水平的变化,分别利用了RT-PCR技术和Western blotting技术。实验结果发现,氯喹诱导增强了一系列的变化,如葡萄糖的摄取,葡萄糖转运体GLUT4的转运上膜,GLUT4与细胞膜的融合以及L6细胞中细胞内Ca2+的释放等。氯喹诱导的GLUT4转运上膜和Ca2+的增加受到了Gallein(Gβγ的抑制剂)和U73122(PLC的抑制剂)的抑制。但是,2-APB(IP3受体的阻断剂)却只能抑制细胞内Ca2+的增加,而不会影响GLUT4的转运上膜。这些结果就表明,氯喹主要是通过了Gβγ-PLC-IP3-IP3R通路诱导了细胞内Ca2+的释放,但是Ca2+的释放并没有影响到氯喹诱发的GLUT4转运的增加。然而,GLUT4与细胞膜的融合以及促进的葡萄糖摄取明显的受到了BAPTA-AM的抑制作用,这又表明Ca2+则是增强了GLUT4的融合和葡萄糖的摄取。该机制作用最终促进的葡萄糖摄取的增加不仅是对于正常细胞,同样对于胰岛素抵抗的细胞,这个发现就表明了作为苦物质代表的氯喹很有可能作为一个潜在的药物来促进DM病人中的胰岛素耐受。其次,我们还探讨了两种不同的传统中药中的苦寒物质-苦参的乙酸乙酯提取物(SF-EtOAc)和小檗碱三颗针提取物(BJSME)与GLUT4转运的相互关系及具体机制。通过confocal观察了L6细胞中IRAP的荧光强度的变化,发现SF-EtOAc,BJSME都分别能够明显的促进GLUT4的转运。AMPK的抑制剂Compound C几乎可以完全抑制GLUT4的转运上膜,无论是在SF-EtOAc还是在BJSME的作用下都如此。说明SF-EtOAc和BJSME对GLUT4的调控作用都主要受到了AMPK活性作用的调控,该结论在二型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)小鼠的肌肉组织中对AMPK磷酸化的检测也得到了证实。从而进一步得到SF-EtOAc和BJSME都很有可能作为T2DM治疗的潜在作用药物。上述实验结果提示,通过对苦物质的潜在作用的探寻,寻找能够促进在胰岛素抵抗以及T2DM病人中刺激GLUT4转运上膜的药物,就有可能获得能够缓解DM病人胰岛素耐受性的药物。