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研究背景:2型糖尿病是以胰岛素抵抗和慢性低度炎症为特征的代谢性疾病,随着人们生活模式的改变,糖尿病在人群中的发病率呈逐年上升趋势,严重危害着人们的健康与生命。糖尿病、心血管疾病、恶性肿瘤目前已成为对人类健康威胁最大的三大疾病。近年来大量的研究表明,2型糖尿病的病理基础是慢性低度炎症。然而,2型糖尿病患者体内出现慢性低度炎症的原因至今尚未明确。最新研究表明,细菌来源的脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)为引起糖尿病患者机体长期的低度炎症状态的始发因素。姜黄素(Cucumin)是从姜科植物姜黄的根茎中提取的多酚类有效成分,在中国具有悠久的药用历史,作用广泛,包括抗炎、抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、抗心血管疾病等药理作用。因其毒副作用小,还被广泛用于色素、食品添加剂及调味品。国内外大量的动物试验显示,姜黄素可以显著降低糖尿病模型动物的血糖,减轻胰岛素抵抗;泰国最新的临床试验也表明了姜黄素可以控制糖尿病前期患者发展为糖尿病的风险,但其确切机制尚未明确。研究目的:1、模拟糖尿病慢性低度炎症状态,通过皮下注射小剂量LPS诱导产生慢性低度炎症的方法,研究是否可引起大鼠血糖升高,建立2型糖尿病大鼠模型。2、研究姜黄素对LPS诱导的2型糖尿病大鼠的糖脂代谢,肠道菌群以及对肝脏、肌肉组织中β-arrestin2,PI-3K,AKT以及IRS-1的影响,从而初步探讨其降糖机制。研究方法:将30只雄性Wistar大鼠,随机分成对照组(n=10)和糖尿病造模组(n=20)。造模组以LPS(300μg·kg·-1day·-1)皮下注射8周,对照组予以皮下注射等容量生理盐水。每周对大鼠一般情况、体重、空腹血糖进行监测,8周后对两组大鼠血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-a)、白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)及空腹胰岛素(FINS)进行测定,另外进行口服糖耐量试验(OGTT)。测定空腹血糖≥11.1mmol/L为造模成功。造模成功后,除正常对照组(n=10)不变外,将成模的20只大鼠随机分为两组:糖尿病模型组(n=10)、糖尿病模型+姜黄素治疗组(n=10简称姜黄素治疗组)。糖尿病模型+姜黄素治疗组予姜黄素200mg/(kg·-1day·-1)灌胃。正常对照组(n=10)和T2DM模型组(n=10)大鼠给予同样剂量的生理盐水灌胃。连续治疗8周后,观察各组动物的一般情况,空腹血糖(FBG),空腹胰岛素(FINS),总胆固醇(TC),甘油三酯(TG),肿瘤坏死因子-α(TNF-α),白细胞介素-1(IL-1),白细胞介素-6(IL-6),单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),糖化血红蛋白(HbA1c)及采用16S rRNA基因扩增子测序比较各组大鼠的肠道菌群。末次给药后,将大鼠处死,对其肝脏、肌肉标本进行蛋白免疫印迹(β-arrestin2,PI-3K,AKT,IRS-1)分析。研究结果:1、LPS诱导的2型糖尿病组大鼠的FBG,TNF-α,IL-1,IL-6,MCP-1,FINS水平均显著高于正常对照组大鼠(p<0.05)。姜黄素能够显著降低LPS诱导的2型糖尿病组大鼠的血糖,TG,TC,LDL-C,GHbA1c,FINS的水平(p<0.05),增加 HDL-C水平(P<0.05)。2、与正常对照组相比,LPS诱导的2型糖尿病大鼠直肠内容物中的脂多糖抗体(LPS-Ab),分泌型免疫球蛋白A(SIgA)含量增加(P<0.05);与正常对照组相比,LPS诱导的2型糖尿病大鼠的直肠内容物中蓝细菌(Melainabactera)显著升高(p<0.05),乳酸杆菌(Lactobacillus)、普雷沃菌(Prevotellaceae)、双岐杆菌(Bifidobacterium)显著降低(p<0.05)。LPS诱导的2型糖尿病大鼠肠道中的提升的蓝细菌(Melainabactera)可被姜黄素灌胃降低(p<0.05),同时提高乳酸杆菌(Lactobacillus)、普雷沃菌(Prevotellaceae)、双岐杆菌(Bifidobacterium)、肠杆菌(Enterobater)的含量(p<0.05)。3、LPS诱导的2型糖尿病组大鼠肝脏、肌肉组织中β-arrestin2、PI-3K、IRS-1蛋白表达及胰岛素刺激后AktSer473磷酸化升高倍数较正常对照组下降(p<0.05);姜黄素能够提高LPS诱导的2型糖尿病组大鼠肝脏、肌肉组织中β-arrestin2、PI-3K、IRS-1蛋白表达及胰岛素刺激后AktSer473磷酸化升高倍数(p<0.05)。结论:1、LPS为胰岛素抵抗、2型糖尿病的启动因子之一,通过皮下注射LPS可建立2型糖尿病大鼠模型。2、姜黄素具有降低LPS诱导的2型糖尿病大鼠血糖、血脂的作用,机制可能与其减轻炎症反应,调节肠道微生态,激活PI-3K/AKT信号通路有关。