基于代谢组学研究前胡总香豆素对Ⅱ型糖尿病大鼠的降糖作用

目的:观察Ⅱ型糖尿病大鼠与正常大鼠血浆、尿液与粪便代谢物谱的变化及经前胡总香豆素干预后代谢物谱的变化。结合代谢通路探讨Ⅱ型糖尿病大鼠的发病机制以及前胡总香豆素对Ⅱ型糖尿病大鼠的治疗作用机制。方法:取100只雄性SD大鼠,随机挑选15只作为空白组(KB),其余为模型组,模型组给予连续灌胃高脂高糖乳剂8周,腹腔注射STZ,造成Ⅱ型糖尿病大鼠模型,选取造模成功的大鼠,将它们随机分为阴性对照组(T2DM)、消渴丸组(XK)、前胡低(SFEL)、中(SFEM)、高剂量组(SFEH),分别灌胃给药4周。收集各组大鼠血浆、尿液和粪便代谢物。以0.1%甲酸-乙腈为流动相,梯度洗脱,UPLC/Q-TOF MS对各组大鼠的血浆、尿液、粪便代谢物信息进行数据采集。运用主成分分析法(PCA)比较各组代谢物谱,并筛选疗效最佳的治疗组;采用偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)与正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)寻找空白组与阴性对照组代谢物谱的差异化合物。最后通过Met PA数据库构建相关的代谢通路,深入挖掘并探讨大鼠Ⅱ型糖尿病的发病机制,运用多元统计分析比较这些生物标记物在给药组大鼠体内含量是否有变化,借此推测前胡总香豆素对Ⅱ型糖尿病大鼠的可能治疗作用机制。结果:实验揭示了Ⅱ型糖尿病相关的生物标记物,血浆中潜在生物标记物有18:1LPC、18:2 LPC、18:0 LPC、16:0 LPC、胆酸、Cer(d18:1/23:0)、苯丙氨酸、色氨酸;尿液中潜在生物标记物有3-吲哚酚硫酸、马尿酸、N-乙酰基-L-酪氨酸、吲哚-3-羧酸、壬二酸、褪黑素、甲草胺、胆酸、4-O-Methylmelledide、缬氨酸、苯丙氨酸、色氨酸;粪便中潜在生物标记物有7-氧代石胆酸、7-a-Hydroxxy-3-oxo-5b-cholanoic acid、猪去氧胆酸、熊去氧胆酸、鹅去氧胆酸、脱氧胆酸、胆酸、7-氧代脱氧胆酸、3-氧代胆酸、缬氨酸、苯丙氨酸。糖尿病相关的代谢通路有:苯丙氨酸,色氨酸和酪氨酸的生物合成;苯丙氨酸代谢;色氨酸代谢;胆汁酸的生物合成;甘油磷脂代谢。经统计学分析,多数生物标记物经前胡总香豆素给药后含量明显向空白组回归。结论:本课题研究了糖尿病相关的生物标记物及代谢通路,初步探索了Ⅱ型糖尿病的发病机制与体内氨基酸、脂质代谢有关。并发现高剂量的前胡总香豆素具有较好的治疗Ⅱ型糖尿病的作用,其疗效与消渴丸相当。探讨作用机制可能是调节脂质代谢、氨基酸的合成与代谢,促进胰岛素的分泌,增强机体对胰岛素的敏感性,调节肠道菌群代谢,减少糖尿病的并发症。