王園園，劉曉非，鄒雅露，張?海，鄭淇方，趙勵(lì)彥，吳蘊(yùn)棠

殼寡糖胍對(duì)胰島素抵抗及相關(guān)蛋白的作用

王園園1，劉曉非1，鄒雅露1，張?海1，鄭淇方1，趙勵(lì)彥1，吳蘊(yùn)棠2

(1. 天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072；2. 天津醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，天津 300072)

針對(duì)殼寡糖胍(COSG)對(duì)動(dòng)物體內(nèi)胰島素抵抗治療效果及相關(guān)機(jī)制尚不明確的問(wèn)題，建立高脂高糖飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2型糖尿病(T2DM)大鼠模型，并進(jìn)行COSG灌胃給藥治療8周，研究COSG對(duì)T2DM大鼠體內(nèi)胰島素抵抗及相關(guān)信號(hào)通路的影響．結(jié)果顯示，COSG可明顯降低T2DM大鼠血清中總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白(LDL)水平并提高血清中高密度脂蛋白(HDL)水平；此外，COSG可下調(diào)T2DM大鼠的空腹血糖(FBG)和空腹胰島素(FINS)含量，并減小T2DM大鼠胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)．進(jìn)一步研究相關(guān)蛋白發(fā)現(xiàn)，COSG可抑制骨骼肌中p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)的磷酸化以及提高胰島素受體底物-1(IRS-1)酪氨酸位點(diǎn)的磷酸化，并提高蛋白激酶B(AKT)的磷酸化水平和促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(GLUT4)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜，從而促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝??；另外，COSG還可以降低磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和肌糖原水平，進(jìn)而抑制糖異生.從而，COSG達(dá)到改善胰島素抵抗的作用．總之，COSG可改善T2DM大鼠胰島素抵抗，具有良好的應(yīng)用前景.

殼寡糖胍；2型糖尿病；胰島素抵抗；葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4；胰島素信號(hào)蛋白

2型糖尿病(T2DM)主要特征為胰島素抵抗，骨骼肌是胰島素抵抗發(fā)生的主要器官[1]．人體內(nèi)約80%由胰島素介導(dǎo)的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和利用是由骨骼肌完成的[2]，因此，促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞葡萄糖代謝能夠有效增強(qiáng)機(jī)體組織對(duì)胰島素的敏感性[3]．

葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(GLUT4)在骨骼肌組織中高度表達(dá)，并與體內(nèi)胰島素抵抗密切相關(guān)[4]．在胰島素信號(hào)作用下，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4可從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜上，促進(jìn)細(xì)胞攝取葡萄糖[5]．研究表明，GLUT4相關(guān)信號(hào)通路主要有胰島素受體底物1(IRS-1)/磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)途徑和p38促分裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)途徑[6]．研究表明上述兩條途徑的激活可增強(qiáng)GLUT4介導(dǎo)的葡萄糖攝取，改善2型糖尿病胰島素抵抗[7]．

對(duì)于T2DM的治療，目前廣泛采用雙胍類(lèi)藥物二甲雙胍(Met)，但長(zhǎng)期服用會(huì)產(chǎn)生一些副作用，例如對(duì)腸道的刺激性和偶見(jiàn)乳酸性酸中毒等[8-9]．因此，本研究采用了具有降糖作用的天然藥物殼寡糖(COS)[10]，將Met引入COS中制備殼寡糖胍(COSG).前期研究結(jié)果顯示，GOSG具有比Met更好的調(diào)節(jié)血糖效果且對(duì)腸道的刺激性較低[11-12]，并且COSG在體外胰島素抵抗L6骨骼肌細(xì)胞模型中顯著地促進(jìn)了細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取[11]．但是，COSG對(duì)動(dòng)物體內(nèi)胰島素抵抗治療效果及相關(guān)機(jī)制尚不明確．

因此，本研究通過(guò)建立高脂高糖飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的T2DM模型，以Met和COS為對(duì)照，研究COSG對(duì)T2DM大鼠體內(nèi)胰島素抵抗的治療作用．此外，還測(cè)定了COSG對(duì)骨骼肌中p38MAPK、IRS1、Akt和GLUT4蛋白表達(dá)以及PEPCK和肌糖原含量的影響，以探究COSG改善胰島素抵抗的可能機(jī)制．

1?實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1?試劑和材料

COS(重均分子量1500g/mol，脫乙酰度93%)，購(gòu)自山東青島醫(yī)學(xué)研究所．雙氰胺，由中國(guó)上海阿拉丁化學(xué)公司提供．乙醇和濃鹽酸(37%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))，購(gòu)自中國(guó)天津江天化學(xué)技術(shù)有限公司．二甲雙胍(Met)和考馬斯亮藍(lán)蛋白測(cè)定試劑盒，由中國(guó)南京建城生物技術(shù)研究所提供．β-actin，購(gòu)自中國(guó)北京中山金橋．其他試劑均為分析純，購(gòu)自中國(guó)天津市第三化學(xué)試劑廠．

1.2?殼寡糖胍的合成和表征

圖1為殼寡糖胍的合成路線．首先取20g重均分子量1500g/mol的COS加入四口燒瓶中，向四口燒瓶中加入70mL 0.2mol/L的鹽酸溶解COS．取合適原料配比的雙氰胺加入到錐形瓶中，加入適量的蒸餾水，50℃下超聲振動(dòng)促使雙氰胺溶解．將溶解后的雙氰胺加入到配好的COS溶液中，使用1mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性，置于微波反應(yīng)器中反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物旋蒸去除溶劑，透析除去小分子雜質(zhì)，烘干，研磨后，得到產(chǎn)物COSG．稱(chēng)重，留待后續(xù)使用[11]。

圖1?COSG的合成路線

1.3?動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為天津市動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供的成年雄性SD大鼠，共30只，清潔級(jí)．將所有大鼠飼養(yǎng)于溫度為(23±1)℃和濕度為55%±5%的不銹鋼籠中，采取每籠4、5只的分籠喂養(yǎng)方式，并給予12h光照和12h黑暗循環(huán)．大鼠飼養(yǎng)7d后，將大鼠隨機(jī)分為5組：C組(正常空白對(duì)照組)、M組(高脂高糖飲食聯(lián)合STZ誘導(dǎo)模型對(duì)照組)、Met組(Met治療組)、COS組(脫乙酰度為93％的殼寡糖治療組)和COSG組(由上述殼寡糖合成的殼寡糖胍組)．其中正常對(duì)照組大鼠喂養(yǎng)普通飼料，其他組大鼠喂養(yǎng)高脂高糖飼料，高糖高脂飼料熱量組成：碳水化合物20.1%，脂肪59.8%，蛋白質(zhì)20.1%，總熱量為20.9kJ/g.高脂高糖飼料喂養(yǎng)8周后，禁食12h，按25mg/kg劑量尾靜脈注射STZ，構(gòu)建T2DM大鼠模型，隨機(jī)血糖＞16.7mmol/L為T(mén)2DM造模成功，造模成功率約為80%．在接下來(lái)的8周，所有組均以原飼料繼續(xù)喂養(yǎng)，其中藥物干預(yù)組通過(guò)灌胃方式給藥(溶劑：蒸餾水，pH＝7)，空白組灌胃相應(yīng)劑量的蒸餾水，各組大鼠每日下午同一時(shí)間灌胃一次，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束．所有實(shí)驗(yàn)均經(jīng)中國(guó)天津醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理審查委員會(huì)批準(zhǔn)．

1.4?樣品采集

血液樣品：實(shí)驗(yàn)期結(jié)束，將大鼠禁食12h，然后在乙醚麻醉下通過(guò)股動(dòng)脈穿刺放血處死．將血清樣品儲(chǔ)存在-20℃冰箱中用于進(jìn)一步分析．

體重：每周二選定同一時(shí)間測(cè)定并記錄大鼠的體重．

組織標(biāo)本：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后每組大鼠放血處死，將骨骼肌組織立即取出，液氮冷凍，并在-70℃低溫冰箱中保存．

1.5?血樣分析

血脂包括總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)，使用酶比色法化學(xué)試劑盒測(cè)定(中升生物技術(shù)有限公司提供)．采用葡萄糖氧化酶法測(cè)量空腹血糖(FBG)含量．使用大鼠胰島素ELISA試劑盒(南京建城生物工程研究所提供)測(cè)定空腹胰島素(FINS)水平．根據(jù)FBG與FINS計(jì)算了胰島素抵抗穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估(HOMA-IR)作為胰島素抵抗的指標(biāo)[13]．

1.6?蛋白質(zhì)印跡法

將組織在緩沖液中勻漿，并通過(guò)考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定細(xì)胞樣品的蛋白質(zhì)含量．根據(jù)總蛋白質(zhì)濃度添加PBS和緩沖液．然后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線將各組的總蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度調(diào)節(jié)至5μg/μL．將蛋白質(zhì)在8%～10%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠上電泳，并轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯膜上．在封閉緩沖液中封閉1h后，將聚偏二氟乙烯膜與一抗在4℃溫育過(guò)夜，然后用TBST沖洗3次，并在室溫下與二抗孵育2h．使用凝膠圖像分析系統(tǒng)測(cè)量和計(jì)算條帶的光密度以確定蛋白質(zhì)含量．

1.7?磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和肌糖原含量的測(cè)定

使用分光光度計(jì)法測(cè)試PEPCK和肌糖原含量．檢測(cè)步驟如下．

(1)樣品前處理：按照組織質(zhì)量(g)與提取液體積(mL)為1∶5～1∶10的比例進(jìn)行冰浴勻漿，取上清液置冰上待測(cè)．

(2)測(cè)定步驟：①分光光度計(jì)預(yù)熱30min以上，調(diào)節(jié)波長(zhǎng)到340nm，用蒸餾水調(diào)零．②配置工作液：使用之前將試劑1中加入試劑2和試劑3混合溶解待用；沒(méi)用完的試劑4℃條件下可保存1周．配制試劑4：在使用前將2.5mL蒸餾水加入使其充分溶解待用；沒(méi)用完的試劑4可在4℃條件下保存1周. ?③將配置好的工作液和試劑4置于37℃(哺乳動(dòng)物)或25℃(其他物種)溫度環(huán)境下預(yù)熱5min．然后將樣本、試劑4和工作液依次加入到1mL的石英比色皿中混勻，在樣本加入的同時(shí)開(kāi)始對(duì)其計(jì)時(shí)，記錄樣品在340nm波長(zhǎng)下的初始吸光度1和1min后的吸光度2，對(duì)其差值進(jìn)行計(jì)算．

(3)按照樣本鮮重對(duì)PEPCK的活性進(jìn)行計(jì)算．酶活力單位的定義：每min每g組織消耗1nmol NADH．

(4)其中，在肌糖原的樣品前處理步驟中，需要將肌肉組織進(jìn)行水解并進(jìn)一步將糖元水解液制備成糖元檢測(cè)液以進(jìn)行后續(xù)的檢測(cè)步驟．

1.8?統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)．使用GraphPad Prism 6.0(San Diego，CA，USA)軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，隨后進(jìn)行Bonferroni事后檢驗(yàn)．當(dāng)＜0.05時(shí)，認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．對(duì)照組與其他組相比，＜0.05表示為#，＜0.01表示為##，＜0.001表示為###；模型組與其他組相比，＜0.05表示為★，＜0.01表示為★★，＜0.001表示為★★★．

2?結(jié)果與討論

2.1?COSG的表征

用紅外吸收光譜表征殼寡糖及其衍生物的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，上方黑色譜線為COS的紅外譜線，下方紅色譜線為COSG的紅外譜線．圖中，3414cm-1對(duì)應(yīng)著C—H和N—H的吸收峰，并且由于分子中存在大量的氫鍵作用，該峰明顯增強(qiáng)變寬. 2918cm-1處對(duì)應(yīng)著C—H伸縮振動(dòng)峰．1626cm-1、1060cm-1和602cm-1處的吸收峰分別對(duì)應(yīng)著仲胺的伸縮振動(dòng)吸收峰、彎曲振動(dòng)峰以及搖擺振動(dòng)峰．COSG與COS相比可以觀察到，由于仲胺基團(tuán)的增多，在1626cm-1和1060cm-1的區(qū)域中具有更強(qiáng)的特征吸收．此外，COSG在3414cm-1處的峰變寬，這是由于N—H基團(tuán)的量的增加，分子內(nèi)氫鍵作用加強(qiáng)的結(jié)果．因此，這些證據(jù)都表明在COS上成功接枝了雙胍基團(tuán)．

圖2?紅外吸收光譜

為了進(jìn)一步確定產(chǎn)物的成功合成，使用核磁共振碳譜進(jìn)行分析表征(見(jiàn)圖3)．由于殼寡糖是殼聚糖降解后的產(chǎn)物，其所處化學(xué)環(huán)境與殼聚糖相同．已知?dú)ぞ厶黔h(huán)上各個(gè)C的化學(xué)位移分別為97.03(C1)、76.03 (C4)、75.01(C5)、71.49(C3)、60.23(C6)、56.23(C2).在圖中可以觀察到COSG除了上述化學(xué)位移外，在165.16(C7)和155.10(C8)處出現(xiàn)新的化學(xué)位移，這證明了殼寡糖上成功引入了胍基．

圖3?核磁共振碳譜

2.2?COSG對(duì)體重的影響

T2DM大鼠通常伴有食欲不振且體重減輕的癥狀[2]．如圖4所示，糖尿病大鼠與空白對(duì)照組相比體重明顯下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．經(jīng)Met、COS和COSG的治療后體重均有不同程度的上升，其中COSG和Met上升效果最佳，表明了藥物對(duì)糖尿病大鼠體重減輕具有良好的控制作用．

圖4?體重的動(dòng)態(tài)變化

2.3?血樣分析

T2DM大鼠除了體重減輕的癥狀外，通常還伴有高血糖和高脂血癥[14]．如表1所示，模型組TC、TG和LDL含量明顯高于空白組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．經(jīng)過(guò)Met、COS和COSG治療后，各組TC、TG和LDL含量均有所下降，作用效果為COSG＞Met＞COS．對(duì)于HDL含量，可見(jiàn)模型組中HDL水平明顯降低，經(jīng)各組治療后均有所提高，其中COSG效果最優(yōu)，其次為COS組．

測(cè)定各組大鼠FBG和FINS含量以進(jìn)一步確定COSG對(duì)胰島素抵抗的治療效果．由表1可知，模型組FBG和FINS含量水平相比于空白對(duì)照組顯著增加，經(jīng)各組治療后均有不同程度的降低，其中COSG可降低FINS含量至模型組的55.37%，達(dá)到了最佳的治療效果．

為評(píng)估具體參數(shù)，計(jì)算了各組的HOMA-IR指?數(shù)[13]．結(jié)果顯示模型組HOMA-IR指數(shù)明顯上升，表現(xiàn)出胰島素抵抗的癥狀．經(jīng)Met、COS和COSG的治療后HOMA-IR指數(shù)均有降低，達(dá)到了治療效果，且COSG效果最優(yōu)，證明了COSG具有調(diào)節(jié)血糖血脂水平并改善胰島素抵抗的作用．

2.4?COSG對(duì)骨骼肌GLUT4轉(zhuǎn)膜的影響

在胰島素抵抗發(fā)展過(guò)程中，GLUT4起著重要作用，它可從細(xì)胞內(nèi)膜室轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜以促進(jìn)葡萄糖的攝取，改善體內(nèi)胰島素抗性[4-5]．在本研究中各組總GLUT4蛋白含量有所變化，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見(jiàn)圖5)．

表1?Met、COS和COSG對(duì)胰島素抵抗的影響

Tab.1?Effects of Met，COS，and COSG on IR

對(duì)膜GLUT4含量進(jìn)行測(cè)試可見(jiàn)，相比正常組，模型組膜GLUT4含量顯著降低，經(jīng)過(guò)Met、COS和COSG治療后膜GLUT4含量均有不同程度的上升．其中，COSG上升效果最佳．計(jì)算轉(zhuǎn)膜比可見(jiàn)，模型組轉(zhuǎn)膜比顯著下降，經(jīng)過(guò)各組治療均有所上升．其中COSG上升效果最佳，轉(zhuǎn)膜比高達(dá)0.69．總之，研究發(fā)現(xiàn)COSG可通過(guò)增加胰島素刺激的GLUT4易位到細(xì)胞膜，從而改善胰島素抵抗．

圖5?Met、COS和COSG對(duì)GLUT4的影響

2.5?COSG對(duì)骨骼肌IRS-1(Tyr)/PI3K/AKT通路的影響

研究表明，GLUT4相關(guān)胰島素抵抗的信號(hào)途徑主要由IRS-1/PI3K/AKT介導(dǎo)[6]．Kido等[15]指出，IRS-1的表達(dá)降低可阻礙胰島素信號(hào)傳導(dǎo)的傳遞．在實(shí)驗(yàn)中，IRS-1基因敲除的小鼠顯示出胰島素抵抗癥狀．另外有研究表明[16]，當(dāng)胰島素與骨骼肌細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合時(shí)，IRS-1的酪氨酸磷酸化被激活，并可進(jìn)一步激活PI3K和Akt的磷酸化，引起級(jí)聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)GLUT4向細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)．文獻(xiàn)[17]中使用渥曼青霉素抑制PI3K的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt上游的胰島素反應(yīng)和激活由IRS-1的酪氨酸磷酸化介導(dǎo)．IRS-1酪氨酸磷酸化降低，導(dǎo)致IRS-1與PI3K相互作用的能力降低，從而使得胰島素信號(hào)傳導(dǎo)受到抑制.在本研究中發(fā)現(xiàn)與上述報(bào)道相同的作用通路，模型組胰島素刺激的IRS-1磷酸化受損(見(jiàn)圖6)．而經(jīng)Met和COSG治療，可分別使IRS-1酪氨酸磷酸化提高至1.56倍和2.04倍．對(duì)Akt含量(見(jiàn)圖7)測(cè)試可見(jiàn)，磷酸化Akt以及磷酸化比值在模型組中的水平顯著低于空白組，經(jīng)過(guò)Met和COSG的治療后，均有明顯提高，其中COSG的Akt磷酸化比值最高，為0.61. 上述結(jié)果表明COSG可提高IRS-1(Tyr)的磷酸化與Akt磷酸化水平，并可能通過(guò)激活經(jīng)典的IRS-1/PI3K/Akt通路改善胰島素抵抗．

2.6?COSG對(duì)骨骼肌p38 MAPK表達(dá)的影響

GULT4相關(guān)胰島素抵抗的另一途徑為p38 MAKP通路[18-20]．研究提出，p38 MAPK活化可導(dǎo)致IRS-1蛋白的絲氨酸位點(diǎn)磷酸化增加，并抑制PI3K-Akt信號(hào)傳導(dǎo)途徑從而導(dǎo)致胰島素抵抗[21]．另有研究表明[22]，對(duì)氧磷酶1可以通過(guò)抑制p38MAPK磷酸化的方式來(lái)激活I(lǐng)RS-1(Tyr)的磷酸化，從而通過(guò)IRS-1/Akt途徑促進(jìn)GLUT4的轉(zhuǎn)膜，最終改善骨骼肌細(xì)胞的胰島素抵抗．還有研究發(fā)現(xiàn)[23]，過(guò)表達(dá)野生型p38 MAPK的小鼠表現(xiàn)出IRS-1絲氨酸磷酸化增強(qiáng)和胰島素刺激的IRS-1酪氨酸磷酸化降低．在本研究中各組p38 MAPK水平有所變化，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見(jiàn)圖8)．然而磷酸化p38 MAPK水平在模型組中顯著提高，經(jīng)過(guò)Met、COS和COSG的治療有所下降，其中COSG治療效果最佳．計(jì)算p38 MAPK磷酸化比值可見(jiàn)，模型組相比正常組顯著升高，經(jīng)過(guò)各組治療可降低p38MAPK磷酸化比值，其中COSG治療效果最佳，可降低p38 MAPK磷酸化比值至0.69，效果最優(yōu)．基于此，上述研究可能為本文提供了一種可能機(jī)制．COSG可能通過(guò)抑制p38 MAPK的磷酸化從而提高IRS-1酪氨酸位點(diǎn)的磷酸化，使得Akt的磷酸化增加，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)GLUT4易位至細(xì)胞膜，從而增加葡萄糖攝取，改善胰島素抵抗．

圖6?Met、COS和COSG對(duì)P-IRS1(Tyr)的影響

圖7?Met、COS和COSG對(duì)Akt的影響

圖8?Met、COS和COSG對(duì)p38 MAPK的影響

2.7?COSG對(duì)骨骼肌PEPCK含量的影響

已知胰島素除了通過(guò)促進(jìn)葡萄糖的攝取調(diào)節(jié)體內(nèi)葡萄糖穩(wěn)態(tài)外，還可以通過(guò)抑制糖異生來(lái)調(diào)節(jié)體內(nèi)葡萄糖水平[24-26]．糖異生是非己糖前體形成葡萄糖的合成代謝途徑，對(duì)葡萄糖生成高度負(fù)責(zé)，也是維持血液循環(huán)的重要機(jī)制．PEPCK是一種重要的糖異生酶，其過(guò)表達(dá)可能導(dǎo)致糖原合成受損，并影響全身胰島素反應(yīng)性[27-28]．本研究結(jié)果(見(jiàn)圖9)顯示，模型組PEPCK水平明顯高于空白組，經(jīng)過(guò)Met、COS和COSG的治療后，PEPCK含量顯著降低，其中COSG的下降效果最明顯，略?xún)?yōu)于Met．

肌糖原含量結(jié)果(見(jiàn)圖10)顯示，模型組肌糖原含量明顯低于空白組．經(jīng)過(guò)Met和COSG治療后，可明顯上調(diào)肌糖原含量．其中COSG組中上調(diào)肌糖原的作用顯著，可達(dá)到正常組肌糖原含量的90.07％.這些結(jié)果表明COSG具有減少肌肉糖異生的能力，可能有助于進(jìn)一步改善胰島素抵抗．

圖9?Met、COS和COSG對(duì)PEPCK的影響

圖10?Met、COS和COSG對(duì)肌糖原的影響

3?結(jié)?語(yǔ)

本文研究結(jié)果表明COSG有利于改善T2DM大鼠胰島素抵抗，并調(diào)節(jié)骨骼肌中胰島素抵抗相關(guān)蛋白的表達(dá)．其中，COSG可抑制p38 MAPK的磷酸化以及提高IRS-1(Tyr)蛋白的磷酸化；COSG還可上調(diào)Akt的磷酸化水平并促進(jìn)GLUT4轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜，促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝?。涣硪环矫?，COSG還可降低PEPCK和肌糖原的表達(dá)，進(jìn)而控制糖異生，從而達(dá)到改善胰島素抵抗的目的．總之，本文研究結(jié)果表明了COSG對(duì)體內(nèi)胰島素抵抗的治療作用，可為開(kāi)發(fā)治療T2DM的藥物提供重要的理論依據(jù)．

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Effects of Chitooligosaccharide Guanidine on Insulin Resistance and Related Protein

Wang Yuanyuan1，Liu Xiaofei1，Zou Yalu1，Zhang Hai1，Zheng Qifang1，Zhao Liyan1，Wu Yuntang2

(1. School of Materials Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2. School of Public Health，Tianjin Medical University，Tianjin 300072，China)

The effects of chitooligosaccharide guanidine (COSG) on insulin resistance and its relatedmechanisms still remain unclear. Therefore, in this study, a type 2 diabetic (T2DM) rat model was established using a high-fat and high-sugar diet combined with streptozotocin, followed by intragastric administration of COSG for 8 weeks, to investigate the effects of COSG on insulin resistance and the related signaling pathways in T2DM rats. Results demonstrated that COSG significantly reduced the levels of total cholesterol (TC), triglycerides (TGs), and low-density lipoprotein (LDL) and increased the levels of high-density lipoprotein (HDL) in the serum of T2DM rats. Furthermore, COSG downregulated the levels of fasting blood glucose (FBG) and fasting insulin (FINS) and decreased the homeostatic model assessment for insulin resistance (HOMA-IR) index in T2DM rats. Further analysis of related proteins showed that COSG inhibited the phosphorylation of p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK), increased the tyrosine phosphorylation of insulin receptor substrate-1 (IRS-1) proteins, increased the phosphorylation of protein kinase B (Akt), and promoted the transfer of GLUT4 to the cell membrane, thereby promoting the uptake of glucose by cells. Results also showed that COSG can reduce the levels of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and muscle glycogen, thereby inhibiting gluconeogenesis. Therefore, COSG has the effect of improving insulin resistance. In conclusion, COSG can improve insulin resistance in T2DM rats, a finding that has a good application prospect.

chitooligosaccharide guanidine；type 2 diabetes(T2DM)；insulin resistance；glucose transporter 4(GLUT4)；insulin signaling protein

Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.51473120).

TK448.21；R961

A

0493-2137(2020)05-0459-08

10.11784/tdxbz201903050

2019-03-22；

2019-04-11.

王園園（1994—??），女，碩士研究生，yywang1106@163.com.

劉曉非，liuxf@tju.edu.cn.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51473120).

(責(zé)任編輯：田?軍)