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研究目的本研究运用现代科学技术与方法,采用自发性2型糖尿病KKAy小鼠和正常C57BL/6J小鼠两种模型,探讨南非传统药物Sutherlandia frutescens对模型鼠糖脂代谢的影响和作用机制,借以丰富其抗糖尿病作用的科学内涵,为开发新型糖尿病药物奠定基础,也为天然药物的临床使用提供实验依据。研究方法实验以自发性2型糖尿病KKAy小鼠及C57BL/6J小鼠为研究对象,分别研究了南非传统药物Sutherlandia frutescens对KKAy糖尿病小鼠及C57BL/6J小鼠糖脂代谢代谢的影响、对KKAy糖尿病小鼠胰岛素信号通路和肝脂沉积的影响。实验小鼠被随机分为模型组、Sutherlandia frutescens低、中、高剂量组,二甲双胍组,正常组及正常高剂量组,灌胃周期为49d。每周检测及记录实验小鼠体质量、进食量和饮水量；每两周检测实验小鼠禁食血糖及血脂；灌胃35d及42d分别做胰岛素刺激实验(ITT)及口服糖耐量试验(OGTT);灌胃49d后处死,留取血清及组织；称取肝脏重量并计算相应湿重指数；ELISA测定血清中胰岛素水平；自动生化仪检测血脂四项(TG,TC,HDL-C, LDL-C)、肝功能及肾功能；酶学方法检测肝组织中TG、TC含量；试剂盒检测肝脏组织氧化应激指标(MDA、SOD、GR);HE染色观察小鼠肝脏形态变化；PAS染色观察小鼠糖原储备情况；实时定量PCR检测胰岛素信号通路相关的IR、IRS-1、PI3K、AKT-1、GSK-3β、GLUT4基因的表达水平以及肝脏脂质合成代谢相关的SREBP-lc、FAS、HMG-CoA、UCP2、CPT-1、HSL、 PPAR α基因的表达水平；Western bloting检测P-AKT(Ser473)、GSK-3β蛋白表达水平。研究结果实验一结果显示：1) Sutherlandia frutescens提取物对肥胖有一定的缓解作用,而且不影响小鼠饮食量及饮水量,低剂量作用最佳。2) Sutherlandia frutescens各剂量组中降低禁食血糖的效果,其中高剂量组最优,同时,南非传统草药Sutherlandia frutescens治疗DM的疗效存在一定的时效关系及量效关系。南非传统草药Sutherlandia frutescens对正常的C57BL/6J小鼠的禁食血糖无明显影响。3)Sutherlandia frutescens低剂量组、中剂量组可改善自发性2型糖尿病KKAy小鼠的葡萄糖耐量异常,Sutherlandia frutescens低剂量组效果优于中剂量组,Sutherlandia frutescens高剂量组改善小鼠的葡萄糖耐量异常的效果不明显。4) Sutherlandia frutescens低剂量组改善胰岛素的敏感性效佳。5) Sutherlandia frutescens低、中、高剂量组均可显著降低KKAy小鼠血清TG含量,Sutherlandia frutescens中剂量组效果最佳,起效快且药效持续,亦有降低正常C57BL/6J小鼠的血清TG含量的趋势。5)Sutherlandia frutescens低、中、高剂量组均可显著降低KKAy小鼠血清TC含量,但对正常的C57BL/6J小鼠的TC含量无明显影响,Sutherlandia frutescens高剂量组降低KKAy小鼠的TC含量效果最佳。7) Sutherlandia frutescens中、高剂量可显著降低KKAy小鼠血清LDL-C含量,Sutherlandia frutescens中剂量效果最佳,但其对正常的C57BL/6J小鼠的血清LDL-C含量无明显影响。8) Sutherlandia frutescens低、中剂量可显著升高KKAy小鼠血清HDL-C含量,Sutherlandia frutescens低剂量组升高HDL-C含量的作用优于Sutherlandia frutescens中剂量组,但其对正常的C57BL/6J小鼠的血清HDL-C含量无明显影响。9) Sutherlandia frutescens低、中、高剂量既可以显著降低KKAy小鼠血清内的GOT水平,又可显著降低血清内的GPT水平,减轻脂代谢异常导致的肝损害,其中中剂量效果最优,Sutherlandia frutescens高、中剂量组也可一定程度改善KKAy小鼠肾损害。Sutherlandia frutescens高剂量组对正常C57BL/6J小鼠血清Cr和BUN的含量没有明显影响,提示Sutherlandia frutescens提取物对正常C57BL/6J小鼠没有肾毒性作用。实验二结果显示：Sutherlandia frutescens低剂量组可显著增加KKAy小鼠肝脏AKT的磷酸化水平,另外Sutherlandia frutescens低剂量可明显上调InsR mRNA、IRS-1 mRNA、 PI3K mRNA、AKT-1 mRNA GLUT4 mRNA的表达,提高肝脏中GSK-3β磷酸化水平,而下调GSK-3βmRNA的表达,提示Sutherlandia frutescens低剂量激活胰岛素信号转导途径,增加肝脏对葡萄糖的摄取,促进肝脏糖原的合成。实验三结果显示：1) Sutherlandia frutescens各剂量组可减少肝细胞空泡变性,并显著降低肝脏甘油三酯和总胆固醇水平,改善KKAy小鼠肝脏脂质过度沉积引起的脂肪肝病变；2) Sutherlandia frutescens各剂量组可降低肝组织中MDA水平,升高SOD水平及GR水平,改善KKAy小鼠氧化应激状态；3)南非传统草药Sutherlandia frutescens通过抑制SREBP-lc mRNA、FAS mRNA、HMG-COA mRNA在肝脏的表达,抑制脂肪酸的从头合成,抑制胆固醇的合成,减少甘油三酯、胆固醇在肝脏的沉积而达到治疗NAFLD的作用；4)南非传统草药Sutherlandia frutescens中剂量抑制HSL基因的表达,从而抑制脂肪分解产生过多的脂肪酸,从而减少肝脏中游离脂肪酸的含量。5)南非传统草药Sutherlandia frutescens不能作用于肝脏组织CPT-1、PPAR α基因表达而影响脂肪酸氧化,促进脂肪酸氧化可能不是Sutherlandia frutescens治疗T2DM合并NAFLD的作用机制。结论南非传统草药Sutherlandia frutescens提取物具有改善大、小鼠糖脂代谢,改善胰岛素抵抗,改善肝脏功能及肝脏脂质沉积的作用,而对正常小鼠的糖脂代谢无影响,尚未发现副作用。其作用可能通过以下环节实现：①调节肝脏胰岛素PI3K/Akt/GSK-3β及P13K/Akt/GLUT4信号传导通路,增加肝脏对葡萄糖的摄取,促进肝脏糖原的合成,改善胰岛素抵抗而达到降低体内血糖水平,Sutherlandia frutescens低剂量主要通过此机制而调节糖脂代谢；②通过调节脂质从头合成、脂解作用、能量代谢中关键因子而改善肝脂代谢紊乱,减少肝脂沉积；③提高体内抗氧化能力而抑制氧化应激反应。