鳶尾素(irisin)在制備抗糖尿病藥物中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)藥領(lǐng)域，具體涉及鳶尾素在制備抗糖尿病藥物中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是由于胰島素相對或絕對不足，或靶細(xì)胞對胰島素的敏感性降低而引起的一系列全身性代謝紊亂疾病。根據(jù)導(dǎo)致疾病的原因和在不同人群中的分布不同，臨床常將糖尿病分為I型糖尿病、II型糖尿病。糖尿病是臨床常見的內(nèi)分泌代謝性疾病，是繼心腦血管疾病和腫瘤之后嚴(yán)重危害人類健康的又一慢性疾病。目前在全球范圍內(nèi)糖尿病的發(fā)病率呈上升趨勢，其中又以II型糖尿病居多，在我國II型糖尿病患者占糖尿病患者約95%，并且有擴(kuò)大化和年輕化傾向。
[0003]II型糖尿病，也稱非胰島素依賴型糖尿病，其胰島素分泌正常或者增高，但肝臟、脂肪組織和骨骼肌對胰島素敏感性降低，即胰島素抵抗，患者多為成年。II型糖尿病發(fā)病機(jī)理主要有:位于胰島素靶細(xì)胞的細(xì)胞膜上受體缺陷導(dǎo)致胰島素與受體結(jié)合敏感性降低，使細(xì)胞外葡萄糖不能被人體充分?jǐn)z取利用導(dǎo)致血糖升高；胰島素受體底物缺陷。胰島素受體底物屬于細(xì)胞質(zhì)中的適配蛋白，主要連接胰島素受體等多種效應(yīng)分子，介導(dǎo)細(xì)胞對胰島素等的反應(yīng)；胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)缺陷。
[0004]糖尿病可引發(fā)心、腦、腎、血管等多器官并發(fā)癥，致死致殘率極高，糖尿病帶來的問題日益嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅人類健康，如何防治糖尿病已成為醫(yī)藥界重點(diǎn)關(guān)注的一個問題。
[0005]鳶尾素(Irisin)發(fā)現(xiàn)于2012年，是可以促使小鼠的白色脂肪細(xì)胞發(fā)生棕色細(xì)胞樣改變的一種肌肉因子。鸞尾素是III型纖連蛋白組件包含蛋白5(fibronectin type IIIdomain - containing protein 5, FNDC5)蛋白水解后形成的可分泌多肽片段。目前，尚未有報(bào)道鳶尾素在制備抗糖尿病藥物中的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為現(xiàn)有的制備抗糖尿病藥物的技術(shù)領(lǐng)域提供一種新的途徑，提供鳶尾素在制備抗糖尿病藥物中的作用。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是將鳶尾素應(yīng)用于制備治療糖尿病的藥物。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:鳶尾素可降低糖尿病的血糖和改善胰島素抵抗。本發(fā)明為制備抗糖尿病藥物提供一個新的干預(yù)靶點(diǎn)，將鳶尾素應(yīng)用到糖尿病相關(guān)的藥物開發(fā)中，以制備更好的治療糖尿病的方法。本發(fā)明為目前抗糖尿病藥物提供了全新的選擇和思路，拓寬了抗糖尿病藥物的選擇領(lǐng)域，也為該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。
[0009]研宄表明，STZ/HFD (鏈脲霉菌合并高脂飲食)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠在給予鳶尾素皮下灌注后，空腹血糖水平顯著降低、糖異生減少，并且胰島素敏感性顯著升高，表明鳶尾素能顯著改善糖尿病時的糖代謝紊亂和胰島素抵抗，是治療糖尿病的有效靶點(diǎn)，可以作為新的抗糖尿病藥物或者藥靶進(jìn)行開發(fā)，為檢測和治療糖尿病提供了一種新的途徑和手段。
【附圖說明】
[0010]圖1:鳶尾素灌注對空腹血糖水平、血清胰島素水平的影響。
[0011]圖2:鳶尾素灌注對葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)(GTT)和胰島素耐受實(shí)驗(yàn)(ITT)的影響。
[0012]圖3:鳶尾素灌注對肝糖原水平的影響。
[0013]圖4:鳶尾素對糖尿病小鼠肝臟中糖原合成酶活性的影響。
[0014]圖5:鳶尾素對糖尿病小鼠肝臟中糖異生關(guān)鍵酶表達(dá)的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實(shí)施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。除非特別說明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。
[0016]實(shí)施例1糖尿病模型的制作
將6周齡的C57BL/6J小鼠隨機(jī)分三組:
(1)正常小鼠-生理鹽水組(Ctrl-Saline):為正常對照組，始終給予正常飲食(非高脂飲食)，8周后給予生理鹽水(saline)皮下灌注2周作為鳶尾素的對照；
(2)糖尿病-生理鹽水組(STZ/HFD-Saline):采用鏈脲霉菌(STZ)聯(lián)合高脂飲食(HFD)方法引起糖尿病，8周后給予生理鹽水(saline)皮下灌注2周作為鳶尾素的對照；
(3 )糖尿病-鳶尾素組(STZ/HFD-1ri sin ):采用鏈脲霉菌(STZ )聯(lián)合高脂飲食(HFD )方法引起糖尿病，8周后給予鳶尾素皮下灌注2周。
[0017]糖尿病模型制作方法:采取聯(lián)合應(yīng)用小劑量STZ和高脂飲食的方法誘導(dǎo)糖尿病模型，這是公認(rèn)的II型糖尿病動物模型。具體方法為:禁食4小時后一次性腹腔注射小劑量STZ (120 mg/kg)，正常對照組注射溶媒(vehicle)作為對照。3周后，糖尿病模型組開始給予高脂飲食(21.8 kj/g,脂肪含量60%)直至實(shí)驗(yàn)完成，正常對照組始終給予正常飲食(14.7 kj/g,脂肪含量 13%)。
[0018]實(shí)施例2微量滲透泵皮下持續(xù)給藥
在戊巴比妥鈉麻醉和無菌操作下，將含有生理鹽水或鳶尾素的微型滲透壓泵(1002型，Alzet公司)植入小鼠頸背部皮下組織，縫合切口，術(shù)后每天肌肉注射青霉素連續(xù)3天，以預(yù)防感染。鴦尾素為灌注劑量為1.44 nmol/day (0.24 nmol/μ I )，連續(xù)2周。
[0019]實(shí)施例3葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)(GTT)和胰島素耐受實(shí)驗(yàn)(ITT)
葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)(glucose tolerance test, GTT):小鼠禁食過夜后，經(jīng)腹腔注射葡萄糖(2.0 g/kg)，分別于注射前和注射后15、30、60和120 min測定血糖。
[0020]胰島素耐量實(shí)驗(yàn)(insulin tolerance test, ITT):小鼠禁食6小時后，經(jīng)腹腔注射胰島素(0.75 units/kg)，分別于注射前和注射后15、30、60和120 min測定血糖。
[0021]實(shí)施例4糖原合成酶活性和肝糖原含量
糖原合成酶活性:糖原合成酶(GS)是糖原合成的關(guān)鍵酶，GS磷酸化導(dǎo)致GS活性降低，而去磷酸化引起GS激活。采用Western blot方法檢測GS磷酸化水平反映GS活性變化。
[0022]肝糖原含量:采用糖原測定試劑盒(B1Vis1n公司)測定肝糖原水平。
[0023]實(shí)施例5肝臟的糖異生關(guān)鍵酶的表達(dá)磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖6磷酸酶(G6Pase)是糖異生的關(guān)鍵酶。采用實(shí)時定量PCR和Western blot方法分別檢測這兩種糖異生關(guān)鍵酶的mRNA和蛋白表達(dá)。
[0024]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如附圖1至5中所示:
(I)鳶尾素對糖尿病小鼠血糖的影響:
STZ/HFD (鏈脲霉菌+高脂飲食)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠，包括糖尿病模型-生理鹽水組(STZ/HFD-Sal ine )和糖尿病模型-鳶尾素組(STZ/HFD-1ri sin )小鼠，空腹血糖水平比正常小鼠-生理鹽水組(Ctrl-Saline)的小鼠高；
鳶尾素灌注顯著降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平，而對血清胰島素水平無顯著影響。見附圖1，鳶尾素灌注對空腹血糖水平和血清胰島素水平的影響，STZ/HFD-1risin組的小鼠空腹血糖水平比STZ/HFD-Sal ine組的小鼠明顯降低，血清胰島素水平無顯著變化。
[0025]數(shù)據(jù)均以均值土標(biāo)準(zhǔn)誤(mean 土 SE)表示，每組樣本為7，P〈0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，* 與 Ctrl-Saline 組相比，Ρ〈0.05 ;卞與 STZ/HFD-Sal ine 組相比，Ρ〈0.05。
[0026](2)鳶尾素對糖尿病小鼠葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)(GTT)和胰島素耐量實(shí)驗(yàn)(ITT)的影響: STZ/HFD誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的胰島素敏感性比Ctrl-Saline組的小鼠降低，即產(chǎn)生了胰島素抵抗；
鳶尾素灌注后，糖尿病小鼠的胰島素敏感性增強(qiáng)，見附圖2，鳶尾素灌注對葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)(GTT)和胰島素耐量實(shí)驗(yàn)(ITT)的影響，STZ/HFD-1risin組的胰島素敏感性比STZ/HFD-Saline組的小鼠明顯增強(qiáng)。
[0027]數(shù)據(jù)均以均值土標(biāo)準(zhǔn)誤(mean 土 SE)表示，每組樣本為7，P〈0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，* 與 Ctrl-Saline 組相比，Ρ〈0.05 ;卞與 STZ/HFD-Sal ine 組相比，Ρ〈0.05。
[0028](3)鳶尾素對糖尿病小鼠肝糖原的影響:
STZ/HFD誘導(dǎo)的糖尿病小鼠，包括STZ/HFD-Sal ine組和STZ/HFD-1risin組的小鼠，肝糖原含量比Ctrl-Saline組的小鼠降低；
鳶尾素灌注后，糖尿病小鼠的肝糖原水平顯著升高，見附圖3，鳶尾素灌注對肝糖原水平的影響，STZ/HFD-1risin組的肝糖原水平比STZ/HFD-Sal ine組的小鼠明顯升高。
[0029]數(shù)據(jù)均以均值土標(biāo)準(zhǔn)誤(mean 土 SE)表示，每組樣本為7，P〈0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，* 與 Ctrl-Saline 組相比，Ρ〈0.05 ;卞與 STZ/HFD-Sal ine 組相比，Ρ〈0.05。
[0030](4)鳶尾素對糖尿病小鼠肝臟中糖原合成酶活性的影響:
STZ/HFD誘導(dǎo)的糖尿病小鼠，包括STZ/HFD-Sal ine組和STZ/HFD-1risin組的小鼠，肝臟中糖原合成酶(GS)磷酸化水平比Ctrl-Saline組的小鼠升高，說明糖尿病小鼠GS活性降低；
鳶尾素灌注后，糖尿病小鼠的GS磷酸化水平降低，說明鳶尾素升高糖尿病小鼠GS活性，見附圖4，鳶尾素灌注對肝臟的GS磷酸化水平的影響，STZ/HFD-1risin組的GS磷酸化水平比STZ/HFD-Sal ine組的小鼠明顯降低。
[0031]數(shù)據(jù)均以均值土標(biāo)準(zhǔn)誤(mean 土 SE)表示，每組樣本為7，P〈0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，* 與 Ctrl-Saline 組相比，Ρ〈0.05 ;卞與 STZ/HFD-Sal ine 組相比，Ρ〈0.05。
[0032](5)鳶尾素對糖尿病小鼠肝臟中糖異生關(guān)鍵酶表達(dá)的影響:
STZ/HFD誘導(dǎo)的糖尿病小鼠，包括STZ/HFD-Sal ine組和STZ/HFD-1risin組的小鼠，肝臟中的糖異生關(guān)鍵酶PEPCK和G6Pase mRNA和蛋白表達(dá)均比Ctrl-Saline組的小鼠升高，提示糖尿病小鼠糖異生增強(qiáng)；
鳶尾素灌注后，糖尿病小鼠的PEPCK和G6Pase的mRNA和蛋白表達(dá)均降低，說明鳶尾素減少糖尿病小鼠的糖異生，見附圖5，鳶尾素灌注對糖尿病小鼠肝臟中糖異生關(guān)鍵酶表達(dá)的影響，STZ/HFD-1risin 組的 PEPCK 和 G6Pase 的 mRNA 和蛋白表達(dá)均比 STZ/HFD-Sal ine 組的小鼠明顯降低。
[0033]數(shù)據(jù)均以均值土標(biāo)準(zhǔn)誤(mean 土 SE)表示，每組樣本為7，P〈0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，* 與 Ctrl-Saline 組相比，Ρ〈0.05 ;卞與 STZ/HFD-Sal ine 組相比，Ρ〈0.05。
[0034]總之，糖代謝紊亂和胰島素抵抗是糖尿病發(fā)病的主要表現(xiàn)，而STZ/HFD誘導(dǎo)的糖尿病小鼠在給予鳶尾素皮下灌注后，空腹血糖水平顯著降低、胰島素敏感性顯著升高，并且鳶尾素減少糖異生和增加糖原合成，表明鳶尾素能顯著改善糖尿病時的糖代謝紊亂和胰島素抵抗，是治療糖尿病的有效靶點(diǎn)，可以作為新的抗糖尿病藥物或者藥靶進(jìn)行開發(fā)，為檢測和治療糖尿病提供了一種新的途徑和手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鳶尾素(irisin)在制備抗糖尿病藥物中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明為制備抗糖尿病藥物提供一個新的干預(yù)靶點(diǎn)，將鳶尾素（irisin）應(yīng)用到糖尿病相關(guān)的藥物開發(fā)中，以制備更好的治療糖尿病的方法。STZ/HFD誘導(dǎo)的糖尿病小鼠在給予鳶尾素皮下灌注后，空腹血糖水平顯著降低、胰島素敏感性顯著升高，并且鳶尾素減少糖異生和增加糖原合成，表明鳶尾素能顯著改善糖尿病時的糖代謝紊亂和胰島素抵抗，是治療糖尿病的有效靶點(diǎn)，可以作為新的抗糖尿病藥物或者藥靶進(jìn)行開發(fā)，為檢測和治療糖尿病提供了一種新的途徑和手段。
【IPC分類】A61K38-22, A61P3-10
【公開號】CN104623640
【申請?zhí)枴緾N201510044037
【發(fā)明人】朱國慶, 熊曉青, 劉桐言
【申請人】南京醫(yī)科大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月29日