麻竹(DendrocalamuslatiflorusMunro),是中国南方栽培最广的竹种,竿高20~25米,直径15~30厘米,是重要的笋材两用竹,所产竹笋味道甜美,每年均有大量笋干和罐头上市,甚至远销日本和欧美等国。竿亦供建筑和篾用,庭园栽植,观赏价值也高。年初,福建农林大学郑郁善教授团队在JournalofIntegrativePlantBiology报道了麻竹的基因组。而对麻竹的药理研究非常少。古时有人用其治消渴,利水道,清肺化痰。那麻竹叶有什么功效,更是没有相关研究报道。近期《ActaPharmaceuticaSinicaB》在线发表了清华大学程京教授和谢兰副教授的研究论文,报道了麻竹叶提取物降血糖的作用。
研究者用麻竹叶提取物(DLE)处理db/db小鼠12周,和模型组相比,DLE明显降低小鼠体重、空腹血糖、低密度脂蛋白等。尽管和罗格列酮(PGZ)相比,降糖效果差一点,但也没有PGZ增加体重的副作用(图1)。
图1.麻竹叶提取物降低db/db小鼠的空腹血糖
肝脏病理切片的HE染色显示DLE明显减少db/db小鼠肝脏细胞空泡化(Vacuolated)、肿胀(Swelled)和变性(denatured)等。而肝脏油红染色显示DLE减少db/db小鼠的脂滴大小和数量。同时DLE也改善胰腺、肾脏和脂肪组织的损伤(这么微弱的降糖效果,而HE染色却这么漂亮)(图2)。
图2.麻竹叶提取物改善db/db小鼠的肝脏、胰腺、肾脏及脂肪组织的损伤
随后,研究者检测了肝脏转录组,发现了个差异基因,主要参与碳水化合物代谢和脂肪代谢等。
图3.DLE对肝脏转录组的影响
为了探索DLE的降糖机制,作者用不同浓度的DLE处理肝脏HepG2细胞24小时后,用RASL-seq测序,检测DLE对HepG2细胞的基因表达的影响。作者又对PI3K-AKT和FOXO1信号通路的关键蛋白进行蛋白水平的检测,发现DLE通过激活AKT来调节葡萄糖代谢。
图4.DLE对HepG2的基因表达影响
研究者再通过网络药理学对DLE的有效成分进行寻靶,发现AKT上游信号蛋白IGF1R是DLE的关键靶蛋白,而主要有效成分是芦丁(Rutin),而关于芦丁降血糖的研究就相当的多了。
图5.芦丁与IGF1R的分子对接。
图6.芦丁通过与IGF1R的相互作用起到降血糖的效果
最后,研究者在体外实验中验证了芦丁通过IGF1R依赖性方式调控FOXO1信号通路,从而调节葡萄糖代谢。
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