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本课题组经十余年的研究从麦冬中分离得到纯度和活性都较高的均一多糖MDG-1，前期研究发现麦冬多糖MDG-1具有一定的降血糖作用。本文旨在以往研究工作的基础上，进一步研究MDG-1抗糖尿病效应与作用机制，分别从整体动物水平、分子蛋白水平开展实验研究，为MDG-1的新药研发及临床应用提供基础研究资料。 1.MDG-1对小鼠糖耐量及肠道菌群的影响 探讨麦冬多糖MDG-1对正常小鼠以及糖尿病小鼠的糖耐量作用及肠道微生态平衡的影响。结果发现，单剂量单次糖耐量实验后，淀粉+MDG-1组AUC0-120min低于淀粉组、蔗糖+MDG-1组AUC0-120min低于蔗糖组，葡萄糖负荷各组血糖无显著差异。单剂量连续糖耐量实验结果显示，蔗糖+MDG-1组和葡萄糖+MDG-1组低糖负荷后AUC0-120min分别低于蔗糖组、葡萄糖组，淀粉负荷各组血糖无显著差异。MDG-1高剂量组乳酸杆菌和双歧杆菌数高于空白组，差异显著，大肠杆菌和链球菌数量低于空白组，但无显著差异：不同剂量的麦冬多糖MDG-1均可在不同程度上改善KKay小鼠的多饮、多食等症状，高剂量组的效果优于低剂量组。给药8wk后，MDG-1低、高剂量均可显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖值；各模型组的葡萄糖耐量均不同程度受损，MDG-1高剂量组和阳性药罗格列酮组糖耐量均有不同程度的改善；糖尿病模型小鼠肠道内大肠杆菌和链球菌数量显著升高，而乳酸杆菌和双歧杆菌的数量明显下降，而MDG-1高剂量组可显著降低大肠杆菌和链球菌的数量，并使双歧杆菌显著增殖。综上，麦冬多糖MDG-1对正常小鼠和糖尿病小鼠的糖耐量有显著影响，同时对肠道微牛态有一定的调节作用。 2.MDG-1抗糖尿病体内药效学研究 前期研究发现，麦冬多糖MDG-1对自发性2型糖尿病小鼠ob/ob小鼠有明显的降血糖和改善胰岛素抵抗的作用。本文采用自发性2型糖尿病模型小鼠KKay小鼠，对MDG-1降血糖效应进行评价。结果显示，MDG-1给药8wk后，MDG-1高剂量组对KKay小鼠空腹血糖、随机血糖均有降低作用；于给药4wk、8wk时分别测定各组小鼠的口服淀粉耐量，发现长期给药后MDG-1高剂量组对淀粉耐量有一定改善作用；于给药结束时测定口服葡萄糖耐量，发现MDG-1高剂量组同样对葡萄糖糖耐量有一定改善作用。MDG-1长期给药，可以显著降低血清甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇含量，同时增加高密度脂蛋白胆固醇含量，但是对血清总胆固醇含量没有显著影响。可以降低血清中胰岛素和血清游离脂肪酸的水平。病理方面，HE染色结果显示MDG-1可以明显减轻KKay小鼠的肝脏脂肪变性，对胰腺病理变化有一定的改善、保护作用。上述结果提示我们，麦冬多糖MDG-1具有一定的治疗糖尿病的作用。 3.MDG-1抗糖尿病信号通路与作用机制研究 针对麦冬多糖MDG-1降血糖作用机制及相关信号通路方面的研究，测定了五种脂源性蛋白(瘦素、抵抗素、白介素-6、脂联素、肿瘤坏死因子)蛋白表达水平，结果显示MDG-1对这五种蛋白均有一定的改善、调节作用。ELISA法测定结果显示，MDG-1可以显著降低KKay小鼠血清中抵抗素、瘦素的水平，对血清中白介素-6和肿瘤坏死因子-α仅含量有一定的降低作用，但无显著性差异，同时可以明显使脂联素的水平升高；关于胰岛素抵抗信号转导途径，进行了胰岛素信号转导途径-PI3-K/Akt途径的研究，其上下游相关蛋白涉及到InsR、IRs-1、Glut-4、GSK-3β。实验结果显示，MDG-1对于这条信号转导途径的相关调控蛋白均有一定的改善、调节作用。MDG-1能够促进InsR、IRs-1、p-Akt、PI3-Kp85以及Glut4的蛋白表达升高，同时降低GSK-3p的蛋白表达含量。此结果提示我们，MDG-1抗糖尿病的作用机制可能与五种脂源性蛋白的表达水平以及PI3-K/Akt胰岛素抵抗信号转导途径有关。 4.MDG-1抗糖尿病并发血管性疾病体内药效学研究 前期的整体动物实验以及离体细胞实验证实麦冬多糖MDG-1具有一定的细胞保护作用和促进新生血管形成的作用，同时可显著减小心肌梗死模型大鼠心肌缺血区面积；同时体内过程研究表明，MDG-1不经过肾脏排泄。基于此，MDG-1是否存在改善糖尿病性心肌病和糖尿病肾病的潜在作用。因此，本实验采用自发性2型糖尿病模型小鼠KKay小鼠，探究其对糖尿病并发的心肌病变与肾脏病变的改善、调节作用。实验结果显示，MDG-1可以显著降低KKay小鼠尿液中尿白蛋白的含量(试纸法、ELISA法)；病理结果提示，经过HE、PAS、MASSON染色，MDG-1可以明显改善KKay小鼠心脏、肾脏的病理变化，电镜结果显示MDG-1可以改善心肌、肾脏的超微结构变化。综上，MDG-1对于糖尿病并发的心肌、肾脏病变有一定的改善作用。 5.MDG-1抗糖尿病并发血管性疾病机制研究 对于麦冬多糖MDG-1改善糖尿病并发心肌、肾脏病变的机制研究，我们主要针对的是肾脏、心脏中几种生长因子的研究：胎盘生长因子(PIGF)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、结缔组织生长因子(CTGF)、转化生长因子(TGF-β)。结果显示，MDG-1对上述几种生长因子均有一定的调节、改善作用，提示MDG-1改善糖尿病并发症心肌、肾脏病变可能是与这几种相关的细胞牛长因子有关。