多糖是构成生命科学的三大物质之一,广泛存在于中药之中。近年来,中药多糖的降糖活性研究十分活跃,许多专家学者通过化学成分及药理研究发现,众多中药多糖口服后具有降血糖的作用,如黄芪多糖、麦冬多糖、山药多糖等等,口服后具有显著降血糖作用。其机制主要为改善胰岛细胞形态和功能,促胰岛素分泌；促进肝脏、肌肉等外周组织和靶器官对糖的利用；改变糖代谢酶系活性等。太子参系石竹科太子参属多年生草本宿根性植物异叶假繁缕Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax ex Pax et Hoffm的干燥块根。味甘、微苦,性平；归脾、肺经；益气健脾,生津润肺。益气健脾、气阴双补是中医治疗消渴病重要途径之一,因此太子参被广泛的应用到治疗糖尿病的药方中。本课题组前期研究,不同分子量太子参多糖能够显著降低高脂高糖和链脲佐菌素诱导的2型糖尿病大鼠空腹血糖,改善糖耐量和胰岛素耐量,其中分子量范围约在50到210 kDa的太子参多糖(PF40)降糖效果最佳,且能缓解高血糖高血脂症状,改善胰岛素抵抗。但是PF40太子参多糖的降糖作用途径及其作用机制目前尚不清楚。本课题采用细胞葡萄糖转运模型、细胞葡萄糖消耗模型、促胰岛细胞分泌胰岛素实验等三种体外细胞模型探讨其降糖作用特点。PF40可以增加HepG2细胞基础葡萄糖消耗,并且在高糖培养液中,血清含量为2%,作用时间为48h,多糖浓度为400 mg/L的条件下葡萄糖消耗最多。PF40在各浓度下均抑制了HepG2细胞的葡萄糖转运,随多糖浓度增加抑制作用增强。表明PF40可以抑制HepG2细胞对葡萄糖的过度摄取。胰岛素的分泌量与多糖的浓度呈依赖关系,太子参多糖浓度为400 mg/L时胰岛素的分泌量最多,即400 mg/L为最大效应浓度。近几年,关于多糖的“口服吸收”其机制存在诸多猜测,一直是研究的难点和争论的焦点,也是多糖类新药开发的瓶颈。经典生物化学理论认为,多糖进入体内后经过胃肠道水解成单糖,以单糖形式吸收,倘若如此,服用多糖额外增加了糖的摄入,对糖尿病患者来说是有百害而无一益。本课题采用体外消化模型,太子参均一多糖在人工胃液和肠液中经过消化2h后,分子量均未发生显著性变化,说明太子参均一多糖在模拟人工胃、肠液中是稳定的。课题组成员前期采用DEAE纤维素柱结合不同排阻的凝胶对多糖有效部位PF40进行分离纯化获取均一多糖,获取的均一多糖主要有葡聚糖和杂多糖两种类型。本课题选取两个太子参均一多糖葡聚糖PHP-G和杂多糖PHP-H为研究对象,采用Caco-2细胞模型。Caco-2细胞系来源于人结肠腺癌细胞,很容易在体外培养并保持稳定。培养成熟的Caco-2可形成连续的单细胞层,与小肠上皮细胞类似,分化出绒毛面AP (apcial,肠腔一侧)和基底面BL(basolateral,肠内壁一侧)。同时存在于小肠上皮中的各种转运系统、代谢酶等在Caco-2细胞中都有表达。值得一提的是,Caco-2细胞保持了P-糖蛋白(P-gp)高表达的特征。本课题采用了Caco-2细胞,成功建立体外吸收模型,跨膜电阻达到400Ω·cm2以上可用于转运实验。PHP-G与PHP-H的AP→BL转运量随多糖浓度增加而增大,转运量存在浓度依赖性,初步表明药物的转运是被动转运。多糖AP→BL的累积转运量以及Papp都比BL→AP的大,一方面,表明多糖的转运是被动转运为主,另一方面也说明可能不存在药物的外排,即太子参均一多糖在吸收过程中可能没有受到外排蛋白P-gp的外排作用。太子参均一多糖的表观渗透系数大于1×10-6 cm/s,表明太子参多糖具有较好的口服生物利用度。加入P糖蛋白抑制剂维拉帕米之后AP→BL的Papp并没有发生显著变化说明这两种均一多糖不是P-gp的底物。氯丙嗪、制霉菌素和阿米洛利分别特异性的干扰细胞网格蛋白介导的内吞途径、小窝蛋白介导的细胞内吞和巨胞饮途径。杂多糖PHP-H各给药组细胞多糖的摄取量与空白对照组对比没有差别,PHP-H可能并不是以胞吞的形式进入细胞。葡聚糖PHP-G氯丙嗪处理组细胞多糖摄取量最少,因此PHP-G主要利用网格蛋白介导内吞途径进入Caco-2细胞。网格蛋白依赖性细胞内吞途径是大分子物质跨膜转运的经典途径,该途径依赖于网格蛋白包被小窝,其存在于所有哺乳动物细胞中,能够转运诸如蛋白质、脂类、生长因子、抗体以及其他营养物质。