RSS订阅

水生动物

您现在的位置:首页>研究进展>水生动物

二甲双胍和水飞蓟素联合治疗糖尿病:斑马鱼动物模型评估

2020年11月09日 浏览量: 评论(0) 来源:中国实验动物信息网 作者:李晓菲译 责任编辑:admin
摘要:本研究以斑马鱼为模型,通过葡萄糖诱发2型糖尿病,观察二甲双胍与水飞蓟素合用对血糖升高、肠道组织、肝脏酶及炎症标记基因TNF-α,IFN-γ,INL1β的作用。

摘要:本研究以斑马鱼为模型,通过葡萄糖诱发2型糖尿病,观察二甲双胍与水飞蓟素合用对血糖升高、肠道组织、肝脏酶及炎症标记基因TNF-α,IFN-γ,INL1β的作用。方法:在自动分析仪上检测鱼内脏匀浆上清液中的肝酶(AST、ALT和ALP)。用内部RT-PCR方法定量分析了从尾部提取的RNA上靶基因的表达,用苏木精-伊红染色法对小肠组织进行染色。结果:在无葡萄糖影响组,二甲双胍和水飞蓟素降低了血液中AST、ALT和ALP酶的水平。这两种药物联合使用对降低血糖水平也有重要作用。在含葡萄糖诱导的对照组中,体重显著增加,在二甲双胍组中观察到最低的体重增加。对照组INL-1β基因表达显著增强,在含葡萄糖(G + CTRL)和不含葡萄糖(G-CTRL)的对照组中IFN-γ表达最高。在对照组+葡萄糖组(G + CTRL)中观察到最低水平的TNF-α基因表达。 糖尿病状态导致吸收较弱,因此鱼需要通过增加酸性杯状细胞的数量来增加吸收水平。结论:这项研究表明,二甲双胍和水飞蓟素的治疗可以通过减少2型糖尿病斑马鱼模型中炎症基因和血糖的表达,调节肝酶并改善肠道炎症来调节代谢介导的性能。

简介:与不健康的生活方式和新陈代谢引起的疾病相关的2型糖尿病,肥胖症和心血管疾病在全球范围内已迅速发展。与肥胖和高血糖相关的疾病正成为导致死亡的主要原因。二甲双胍是治疗2型糖尿病的常用药物之一。二甲双胍不依赖胰岛素,通过降低血糖发挥作用。二甲双胍还通过T细胞浸润影响免疫系统,同时减轻炎症。水飞蓟素是一种黄酮类化合物;类黄酮是多种植物营养素的植物化学物质,可以在许多水果和蔬菜中找到。水飞蓟素有一种叫做水飞蓟素的结构,可以保护肝脏。水飞蓟素已被报道为2型糖尿病患者的有效化合物。斑马鱼是脊椎动物中与人类遗传相似性超过85%的动物模型。斑马鱼作为代谢疾病和高血糖研究的模型建立了强大的平台,,是糖尿病研究的前沿。斑马鱼作为2型糖尿病的模型已经被证明是一个很有前途的平台,用于研究饮食诱导、血糖水平和胰岛素抵抗的机制、治疗和健康管理研究。斑马鱼被认为是一种很有前景的高血糖模型,对高糖治疗有显著反应,胰岛素反应明显可用于抗糖尿病药物的研究。有研究表明使用二甲双胍可以显著增加β细胞的数量。在糖尿病和肥胖个体中发现了炎症生物标志物基因,这些生物标志物可以预测2型糖尿病的进展。在本研究中,我们探讨了化学药物(二甲双胍)和中药(水飞蓟素)单独或联合用药跟踪2型糖尿病诱导斑马鱼肠道炎症反应及TNF-α、IFN-γ和IL-1β基因表达的可能性。引入一种新的草药和化学复合物来减轻斑马鱼因高浓度葡萄糖摄取而引起的炎症。这种新的联合疗法可以减少炎症引起的组织损伤,改善2型糖尿病患者的血糖水平。

实验设计和鱼群定义:随机选取7月龄成年鱼,,并将其分为两个主要组和四个亚组。使用了八个水箱,每2升水有15条鱼。所有8个鱼缸保持在恒定的溶解氧下,pH值保持在7左右,温度为28±1℃。 每条鱼的平均重量为3克。每组重复3次。两个主要实验组为葡萄糖诱导组(G+)和(不含葡萄糖组  G-),每个主要组包括4个亚组(对照组 = CTRL),(水飞蓟素 = Si),(二甲双胍 Me),(水飞蓟素和二甲双胍)。    

捕获12.PNG

试验组准备。鱼被分为两组,分别为葡萄糖诱导组和(无葡萄糖组)。每一个都包含四个子组:CTRL、Si、Me、SiMe。每个鱼缸有2升水含15条鱼,鱼缸在28± 1°C的恒定温度下通过氧气和过滤进行充气。每隔一天更换一次水。


制备诱导性高血糖斑马鱼:在本研究中,我们将斑马鱼作为一个高血糖模型,增加其水箱中的葡萄糖浓度。经过5天的驯化(葡萄糖诱导),逐渐将水合葡萄糖添加到水箱中来诱导鱼。用浓度为50 mM的葡萄糖开始初始诱导。我们将鱼饲养在该葡萄糖浓度下4天,并监测健康和死亡率,然后每天换水。在第5天,将葡萄糖浓度提高到100 mM,为了防止死亡,将鱼再饲养3天,同时不断监测情况。鱼适应新的葡萄糖浓度,然后再次提高葡萄糖水平(葡萄糖诱导),,以进一步用200 mM葡萄糖诱导鱼。

二甲双胍和水飞蓟素治疗:制备水飞蓟素液体储备液,并在4°C下储存。将10滴(浓度为10 mM)添加到2 L水箱中,水箱内装有15条鱼:(G+Si)、(G+SiMe)、(G-Si)、(G-SiMe)。为了制备二甲双胍储备溶液,将1片500 mg 二甲双胍片捣碎形成细粉。 轻轻收集粉末,并将其溶于10 mL RO水中,以达到精细混合。1片相当于浓度为20μL的片剂,溶于2 L水中(250 ppm),将2 ml的上述原液添加到(G + Me),(G + SiMe),(G-Me)和(G-SiMe)组,分别含15条鱼的2 L鱼缸中。


斑马鱼生物特征分析:为了测量生物特征参数,随机从每个鱼缸中取出三条鱼。为了避免应激效应,然后让鱼静息1分钟,然后在50ml RO水中用3滴丁香酚将其安乐死。测量并记录鱼的长度和重量,然后剪鳍以进行进一步的基因分析,然后立即准备进行血糖测量。用数字卡尺测量鱼的长度,用微量天平测量重量。

血糖测量和酶测定:一式两份地进行样品收集。采血实验前,从每个鱼缸中随机抽取3条鱼,在正常反渗透水中禁食12h,温度和溶解氧与其他实验鱼缸相同。按照上述程序对这些鱼实施安乐死。切尾,直接滴血于血糖仪上,记录血糖。然后立即对鱼进行解剖,以收集肠道样本。分离鱼器官并使用均质器均质。然后将样品在微管中以2500 rpm(4°C)离心15分钟。 离心后,取可溶性上清液用于测量天冬氨酸转氨酶(AST),丙氨酸转氨酶(ALT),链烷磷酸酶(ALP)。

捕获22.PNG

鱼解剖。 在进行生物特征记录和血糖测量后立即解剖同一条鱼。 b完整的肠已被移出并立即保存在10%福尔马林中,并在4°C下保存以进行组织学检查

结果:体重:在肥胖的非糖尿病成人中使用二甲双胍会导致食物摄入减少和体重减轻,同时降低空腹血糖和胰岛素水平。在含葡萄糖的对照组中观察到最高体重(BW),而在二甲双胍组中观察到最低体重。接受含葡萄糖诱导的对照组的体重明显高于其他组。


血糖测量:血糖升高会导致体重增加,血脂水平升高,胰岛素抵抗和胰岛素分泌受损。 此外,糖尿病患者血糖的升高还涉及从脂肪组织和其他人体组织释放某些肽类激素,例如细胞因子。因此,降低血糖,减少副作用将对2型糖尿病患者有益。水飞蓟素治疗可降低血糖和胰岛素分泌,对2型糖尿病合并高胰岛素血症的治疗有积极作用。类黄酮是水飞蓟素中的一类化合物,它除了具有很强的抗氧化性能外,还能稳定细胞膜,增加细胞谷胱甘肽,已被证明能降低血糖和改善肝脏代谢。二甲双胍对血糖有显著控制作用,降低血浆胰岛素水平而不增加体重。二甲双胍和胰岛素联合应用有助于肥胖的2型糖尿病患者,并能改善血糖控制,减少大约30%的外源性胰岛素需求。在本研究中,观察到含葡萄糖对照组在实验开始和结束时的最高血糖水平,明显高于其他组。在试验期结束时(第20天),在用二甲双胍,水飞蓟素和二甲双胍-水飞蓟素治疗的葡萄糖诱导组中观察到最低的血糖水平。

酶分析:在许多疾病中,药物引起的肝酶的变化以剂量依赖的方式迅速发生,在肝脏炎症中也起着重要作用。血液参数也被用作鱼类生理应激的指标,以响应内源性或外源性变化。不同类型的糖尿病,特别是2型糖尿病,通常与脂蛋白和脂质血浆异常有关。这些脂质异常与不同的酶有关,如天冬氨酸氨基转移酶(AST)和丙氨酸氨基转移酶(ALT),这些酶存在于肝脏、心脏、骨骼肌、肾脏、胰腺、脾脏、红细胞和鱼鳃中。这些酶对于检查鱼类的健康状况也很重要。结果表明在含葡萄糖的对照组中观察到最高水平的肝酶AST。 在含有和没有葡萄糖的两个对照组中,实验开始和结束时肝酶ALT的最高水平。实验结束时,含葡萄糖二甲双胍治疗组的(ALT)酶水平最低。在实验开始和结束时,在含葡萄糖的对照组中也发现了最高水平的肝酶碱性磷酸酶(ALP)。在实验结束时,在含葡萄糖的二甲双胍治疗组和二甲双胍组中发现该酶的最低水平。

肠组织分析:在发育过程中,小肠绒毛的高度在出生后增加。研究表明,糖尿病患者绒毛高度与肠道吸收能力有直接关系。水飞蓟素联合二甲双胍组绒毛高度最大,明显高于其他组。可以得出结论,水飞蓟素和二甲双胍通过肠粘膜愈合中描述的机制参与改善血液供应,并且能够使粘膜粘附恢复到以前的状态。绒毛宽度以水飞蓟素组最高,含葡萄糖二甲双胍组最低。水飞蓟素治疗组与对照组比较差异有显著性。研究组之间的粘膜下直径评估均未发现任何显著差异。分泌的粘液类型根据鱼的种类和胃肠道的不同途径而不同,并且肠粘膜的质量与环境条件以及进食通道功能的类型完全相关。含葡萄糖水飞蓟素组肌肉直径最大,与其他组比较有显著性差异。

结论:鱼类空腹血糖和胰岛素抵抗增加,斑马鱼是研究2型糖尿病炎症、毒性和基因表达的一种很有前途的动物模型。研究结果表明,在使用二甲双胍和水飞蓟素治疗的20天中,血糖和高浓度葡萄糖引起的炎症有显著改善。与其他哺乳动物模型相比,我们的斑马鱼模型提供了快速的T2DM模型。本研究开发的新的治疗T2DM的联合疗法有效、快速,可用于T2DM的早期研究。为进一步研究糖尿病药物的发现和毒性研究提供了一个新的有用的工具。


原文出自:https://link.springer.com/article/10.1007/s40200-020-00637-7

相关文章
  • 没有相关内容!
点击这里给我发消息 点击这里给我发消息 点击这里给我发消息