人参皂苷Ro改善肥胖及其代谢并发症的药效学及作用机制研究

来源 :上海中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhrs918
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目的:(1)筛选具有靶向TGR5活性的中药活性成分,为中药改善肥胖及代谢并发症提供先导化合物。(2)对筛选得到的活性化合物人参皂苷Ro进行降糖降脂药效评价。(3)以调控TGR5为基础,探讨人参皂苷Ro改善糖脂代谢的作用机制,为人参皂苷Ro治疗肥胖的新药开发应用及作为红参等药材的指标成分提供实验依据。方法:(1)采用瞬时转染p IRESneo3-m TGR5、p CRE-luc reporter构建过表达TGR5的293T细胞,LCA作为阳性对照药,筛选不同类型的皂苷类化合物。进一步采用体外c AMP-Glo检测法验证筛选得到具有靶向TGR5活性的候选化合物。(2)6周龄C57BL/6小鼠12周高脂饲料诱导肥胖模型,空白对照组饲以对照饲料。HFD小鼠随机分为模型组、人参皂苷Ro低剂量组(45mg/kg)、人参皂苷Ro高剂量组(90mg/kg)、阳性对照组(齐墩果酸90mg/mg),每组10只,口服灌胃给药8周。给药期间监测小鼠体重。给药结束前测定空腹血糖、OGTT、IPGTT、IPITT、全身体脂组成、GLP-1及胰岛素释放。给药结束后,测定血清生化指标,取肝脏、附睾白脂、褐脂进行组织形态学分析;并对胆囊重量及形态学进行评价分析。(3)8周龄C57BL/6小鼠单次口服给药人参皂苷Ro(90mg/kg),分析小鼠0h、0.25h、0.5h、1h、2h、4h、8h、12h的血药浓度及心、肝、脾、肺、肾、小肠、睾丸、脑、白脂、褐脂中人参皂苷Ro的组织分布。6-8周龄C57BL/6、以C57BL/6为背景的全身性Tgr5敲除小鼠(Tgr5-/-)及肠道特异性Tgr5敲除小鼠(Tgr5intes-/intes-)以高脂饲料诱导肥胖模型,空白对照组饲以对照饲料,造模6周后,将小鼠随机分为野生型小鼠对照组(wt lean)、野生型小鼠模型组(wt HFD)、野生型小鼠人参皂苷Ro给药组(90mg/kg),(wt HFD+Ro)、野生型小鼠阳性对照组(奥贝胆酸(50mg/kg),wt HFD+OCA);Tgr5全身敲除小鼠对照组(Tgr5-/-lean)、Tgr5全身敲除小鼠模型组(Tgr5-/-HFD)、Tgr5全身敲除小鼠人参皂苷Ro给药组(Tgr5-/-HFD+Ro);Tgr5肠道特异性敲除小鼠对照组(Tgr5ΔINlean)、Tgr5肠道特异性敲除小鼠模型组(Tgr5ΔINHFD)、Tgr5肠道特异性敲除小鼠人参皂苷Ro给药组(Tgr5ΔINHFD+Ro)。各种基因型小鼠经人参皂苷Ro/奥贝胆酸口服给药6周,给药结束前测定空腹血糖、OGTT、GLP-1释放、代谢笼监测氧气消耗及二氧化碳生成。肝脏、附睾白脂、褐脂行形态学染色。留取一部分肝脏及褐脂用于提取m RNA行q PCR,一部分肝脏组织用于分析肝脏胆汁酸轮廓谱。结果:(1)通过荧光素酶报告实验筛选得到5种具有靶向TGR5活性的候选皂苷类化合物,包括人参皂苷Ro、人参皂苷Rg1及三七皂苷Ft1。综合考虑本研究选择齐墩果烷型三萜皂苷人参皂苷Ro作为研究对象。体外c AMP释放验证实验结果发现人参皂苷Ro(20μM)能够明显增加过表达TGR5介导的c AMP的释放。(2)1)与模型组相比,人参皂苷Ro及齐墩果酸治疗后,小鼠体重降低,人参皂苷Ro对摄食量无影响,齐墩果酸降低小鼠摄食量。人参皂苷Ro给药组降低小鼠全身脂肪重量但不影响肌肉重量,齐墩果酸给药组同时降低脂肪及肌肉重量。2)人参皂苷Ro及齐墩果酸给药后,降低HFD小鼠空腹血糖,并改善OGTT、IPGTT及IPITT,降低血清胰岛素水平,改善HOMA-IR。3)人参皂苷Ro及齐墩果酸治疗8周后,HFD小鼠血清及肝脏TC、TG降低,肝脏HE染色及油红O染色显示,给药组肝脏脂肪浸润缓解,肝细胞内脂滴形成减少。附睾白脂HE染色结果显示,人参皂苷Ro及齐墩果酸给药组脂肪组织内脂质沉积减少,脂肪细胞体积减小。褐脂HE染色结果显示,人参皂苷Ro及齐墩果酸给药组褐脂内脂质浸润减少,脂肪细胞体积减小。4)人参皂苷Ro给药8周后,胆囊(含胆汁)重量较模型组无明显变化,胆囊HE染色显示胆囊未增大,且胆囊壁无增厚;齐墩果酸给药8周后,胆囊(含胆汁)重量增加,胆囊HE染色显示胆囊增大,且胆囊壁增厚。(3)1)人参皂苷Ro单次给药15min后,入血并达峰,30min进入平台期,其后进入消除相;人参皂苷Ro主要分布于小肠,其次为心、肝、肺,在白脂及褐脂中几乎无组织分布;人参皂苷Ro单次给药2h后,齐墩果酸入血,8h达峰,主要分布于心脏及脂肪中。2)在野生型小鼠中,给药6周后,与HFD组相比,人参皂苷Ro降低小鼠体重但不影响摄食量;可改善DIO小鼠空腹血糖、OGTT并促进GLP-1的释放;改善血清脂质水平,改善肝脏及外周脂肪组织内脂质沉积;增加能量代谢,并增加棕色脂肪组织Tgr5及产热基因的表达;增加肝脏胆汁酸的生物合成,并增加肝脏TβMCA、TαMCA、TUDCA、TCDCA、βMCA水平,上调胆汁酸合成相关基因的表达,对胆汁酸转运基因无影响;增加血清总胆汁酸水平,并增加GUDCA、GCA、GCDCA、T-ω-MCA、T-β-MCA、TUDCA、TCA、TCDCA、TDCA、β-MCA、UDCA、CDCA;肝脏转录组显示,人参皂苷Ro影响脂肪酸代谢功能,并影响PPAR信号通路;q PCR验证结果显示人参皂苷Ro给药组上调Pparα及其下游靶基因,并下调Srebp1及其下游靶基因。3)在野生型小鼠中,奥贝胆酸给药6周后,同时降低DIO小鼠体重及摄食量;可改善DIO小鼠空腹血糖、OGTT并促进GLP-1的释放;改善血清脂质水平,改善肝脏及外周脂肪组织内脂质沉积。4)在Tgr5-/-小鼠实验中,人参皂苷Ro给药6周后,小鼠体重有降低趋势且摄食量减少;给药组小鼠空腹血糖降低,GLP-1释放增加,OGTT有改善的趋势;可改善血清脂质水平,并改善肝脏及外周脂肪组织内脂质沉积;人参皂苷Ro不能增加Tgr5-/-小鼠棕色脂肪组织产热基因的表达;人参皂苷Ro不影响血清总胆汁酸水平,但增加GHDCA、CDCA。5)在Tgr5ΔIN小鼠实验中,人参皂苷Ro对DIO小鼠体重、糖代谢及脂质代谢均无影响;对GLP-1无促进作用;不影响棕色脂肪组织Tgr5及产热基因的表达;不影响血清总胆汁酸计血清胆汁酸轮廓谱。结论:(1)体外实验筛选表明人参皂苷Ro是TGR5激动剂,能够增加c AMP的释放。(2)人参皂苷Ro可改善DIO小鼠体重、脂质代谢、糖代谢及胰岛素抵抗;且无胆囊充盈及肝肾毒性等副作用;其改善肥胖的主要药效物质为原型化合物。(3)人参皂苷Ro改善肥胖、糖代谢及脂质代谢依赖肠道Tgr5;人参皂苷Ro显著增加肝脏及血清胆汁酸水平并改变胆汁酸轮廓谱。(4)人参皂苷Ro可能通过胆汁酸间接调控Tgr5通路而上调棕色脂肪组织能量代谢及肠道GLP-1释放从而改善小鼠糖脂代谢,是肠道特异性Tgr5激动剂。
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