基于AMPK信号通路探讨黄芪甲苷对db/db小鼠2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病的作用机制

周敏; 刘秀; 吴勇军; 向琴; 喻嵘

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20232039

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于AMPK信号通路探讨黄芪甲苷对db/db小鼠2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病的作用机制

药理 | 更新时间：2024-02-28

- 基于AMPK信号通路探讨黄芪甲苷对db/db小鼠2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病的作用机制
  增强出版
- Mechanism of Astragaloside Ⅳ on db/db Mice with Type 2 Diabetes Mellitus and Non-alcoholic Fatty Liver Disease Based on AMPK Signaling Pathway
- 中国实验方剂学杂志 2024年30卷第5期页码：72-79
- 作者机构：
  
  湖南中医药大学，长沙 410208
- 作者简介：
  
  周敏，在读博士，从事中医药防治内分泌疾病研究，E-mail：3194544227@qq.com
  向琴，实验师，从事代谢性疾病与肠道菌群相关性及中药防治机制研究，E-mail：003852@hnucm.edu.cn
  喻嵘，教授，博士生导师，从事仲景杂病证治及经方应用基础研究，E-mail：yurong@21.cn.com；
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金联合基金重点支持项目(U21A20411);湖南中医药大学校级课题(22JBZ002);国家自然科学基金项目(82074400;82004185);湖南省教育厅科技计划项目(20B450;20K094;21C0238);湖南中医药大学研究生创新课题(2022CX33)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20232039
  中图分类号： R2-0;R33;R289;R589.2;R575
- 收稿：2023-08-22，
  
  网络出版：2023-12-07，
  
  纸质出版：2024-03-05
- 稿件说明：
移动端阅览
周敏,刘秀,吴勇军等.基于AMPK信号通路探讨黄芪甲苷对db/db小鼠2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(05):72-79.

ZHOU Min,LIU Xiu,WU Yongjun,et al.Mechanism of Astragaloside Ⅳ on db/db Mice with Type 2 Diabetes Mellitus and Non-alcoholic Fatty Liver Disease Based on AMPK Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(05):72-79.
周敏,刘秀,吴勇军等.基于AMPK信号通路探讨黄芪甲苷对db/db小鼠2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝病的作用机制[J].中国实验方剂学杂志,2024,30(05):72-79. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20232039.

ZHOU Min,LIU Xiu,WU Yongjun,et al.Mechanism of Astragaloside Ⅳ on db/db Mice with Type 2 Diabetes Mellitus and Non-alcoholic Fatty Liver Disease Based on AMPK Signaling Pathway[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2024,30(05):72-79. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20232039.

摘要

目的

基于网络药理学和实验验证研究黄芪甲苷（ASⅣ）对db/db小鼠2型糖尿病（T2DM）合并非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的作用机制。

方法

通过随机将24只db/db小鼠分为4组：模型组、二甲双胍组、黄芪甲苷低、高剂量组。采用6只C57小鼠作为空白组。黄芪甲苷低、高剂量组分别予黄芪甲苷0.015、0.030 g·kg

-1

灌胃，二甲双胍组予0.067 g·kg

-1

灌胃，空白组和模型组予等体积蒸馏水灌胃。灌胃结束后，检测小鼠空腹血糖（FBG），进行口服葡萄糖耐量试验，检测血清血脂水平及肝组织病理情况。通过网络药理学预测黄芪甲苷治疗T2DM合并NAFLD的作用靶点及富集通路，并采用分子生物学技术验证其主要相关富集通路；蛋白免疫印迹法（Western blot）检测肝组织AMPK、p-AMPK、甾醇调节元件结合蛋白-1（SREBP-1）、脂肪酸合成酶（FAS）蛋白表达。

结果

与空白组比较，经ASⅣ治疗的小鼠体质量、肝质量系数、空腹血糖、血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平降低（

0.05，

0.01）。肝组织的病理学显示脂质蓄积情况明显改善，影像学结果显示经黄芪甲苷治疗后，脂肪肝的程度减轻。网络药理学预测结果表明血管内皮生长因子

（VEGFA），半乳糖凝集素3（LGALS3），蛋白激酶B2（Akt2），含Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶1（ROCK1），蛋白激酶B1（Akt1），信号传导及转录激活蛋白（STAT3），间质表皮转化因子（MET）是“药物-疾病”中的关键靶点，京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集的结果显示AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）信号通路与T2DM合并NAFLD密切相关。Western blot结果显示，与空白组比较，模型组中p-AMPK/AMPK表达水平明显下调，SREBP-1、FAS蛋白表达水平明显上调（

0.01）；与模型组比较，二甲双胍组、黄芪甲苷高剂量组p-AMPK/AMPK表达水平明显上调，SREBP-1、FAS蛋白表达水平明显下调（

0.05，

0.01）。

结论

黄芪甲苷通过激活AMPK信号通路来调控脂质类蛋白的表达，从而改善脂质代谢。

Abstract

Objective

To study the mechanism of astragaloside Ⅳ （AS Ⅳ） on db/db mice with type 2 diabetes mellitus （T2DM） and non-alcoholic fatty liver disease （NAFLD） based on network pharmacology and experimental validation.

Method

A total of 24 db/db mice were randomly divided into four groups： model group， metformin group， and low-dose and high-dose AS Ⅳ groups. Six C57 mice were used as the blank group. The low-dose and high-dose AS Ⅳ groups were given AS Ⅳ of 0.015 and 0.030 g·kg

-1

by gavage， and the metformin group was given 0.067 g·kg

-1

by gavage. The blank and model groups were given equal volumes of distilled water by gavage. After intragastric administration， fasting blood glucose （FBG） was detected， and an oral glucose tolerance test was performed. Serum lipid level and liver histopathology were detected. The target and enrichment pathway of AS Ⅳ for treating T2DM and NAFLD were predicted by network pharmacology， and the main enrichment pathway was verified by molecular biology techniques. The protein expressions of AMPK， p-AMPK， sterol regulatory element-binding protein-1 （SREBP-1）， and fatty acid synthetase （FAS） in liver tissue were detected by Western blot.

Result

Compared with the blank group， the levels of body mass， liver weight coefficient， fasting blood glucose， serum total cholesterol， triglyceride， and low-density lipoprotein cholesterol in mice treated with AS Ⅳ were decreased （

0.05，

0.01）. The pathology of liver tissue showed significant improvement in lipid accumulation， and imaging results showed that the degree of fatty liver was reduced after AS Ⅳ therapy. Network pharmacological prediction results showed that vascular endothelial growth factor

（VEGFA）， galactoagglutinin 3 （LGALS3）， serine/threonine kinase B2 （Akt2）， RHO-associated coiled-coil protein kinase 1 （ROCK1）， serine/threonine kinase B1 （Akt1）， signaling and transcriptional activator protein （STAT3）， and messtimal epidermal transformation factor （MET） were key targets in "drug-disease" network. The results from the Kyoto encyclopedia of genes and genomes （KEGG） enrichment showed that the AMP-dependent protein kinase （AMPK） signaling pathway was strongly associated with T2DM and NAFLD. Western blot results showed that compared with the blank group， the expression levels of p-AMPK/AMPK in the model group were significantly down-regulated， while those of SREBP-1 and FAS proteins were significantly up-regulated （

0.01）. Compared with the model group， the expression levels of p-AMPK/AMPK in the metformin group and high-dose AS Ⅳ group were significantly up-regulated， while those of SREBP-1 and FAS proteins were significantly down-regulated （

0.05，

0.01）.

Conclusion

AS Ⅳ regulates the expression of lipid proteins by activating the AMPK signaling pathway， thereby improving lipid metabolism.

关键词

Keywords

references

PURNAMASARI D ， TETRASIWI E N ， KARTIKO G J ， et al . Sarcopenia and chronic complications of type 2 diabetes mellitus ［J］. Rev Diabet Stud ， 2022 ， 18 （ 3 ）： 157 - 165 .

IZZO A ， MASSIMINO E ， RICCARDI G ， et al . A narrative review on sarcopenia in type 2 diabetes mellitus：Prevalence and associated factors ［J］. Nutrients ， 2021 ， 13 （ 1 ）： 183 .

REY-REÑONES C ， MARTINEZ-TORRES S ， MARTÍN-LUJÁN F M ， et al . Type 2 diabetes mellitus and COVID-19： A narrative review ［J］. Biomedicines ， 2022 ， 10 （ 9 ）： 2089 .

AL-KURAISHY H M ， AL-GAREEB A I ， MOSTAFA-HEDEAB G ， et al . COVID-19 and Diabetes：Will novel drugs for diabetes help in COVID-19？［J］. Curr Mol Pharmacol ， 2023 ， 16 （ 4 ）： 494 - 506 .

ODEYEMI S ， DEWAR J . In vitro antidiabetic activity affecting glucose uptake in HepG2 cells following their exposure to extracts of Lauridia tetragona （L.f.） R.H. archer ［J］. Processes ， 2020 ， 8 （ 1 ）： 33 .

SINCLAIR A ， SAEEDI P ， KAUNDAL A ， et al . Diabetes and global ageing among 65-99-year-old adults：Findings from the international diabetes federation diabetes atlas， 9（th） edition ［J］. Diabetes Res Clin Pract ， 2020 ， 162 ： 108078 .

DUGANI S B ， MIELKE M M ， VELLA A . Burden and management of type 2 diabetes in rural United States ［J］. Diabetes Metab Res Rev ， 2021 ， 37 （ 5 ）： e3410 .

BUTTERMORE E ， CAMPANELLA V ， PRIEFER R . The increasing trend of type 2 diabetes in youth： An overview ［J］. Diabetes Metab Syndr ， 2021 ， 15 （ 5 ）： 102253 .

YOUNOSSI Z ， ANSTEE Q M ， MARIETTI M ， et al . Global burden of NAFLD and NASH：Trends， predictions， risk factors and prevention ［J］. Nat Rev Gastroenterol Hepatol ， 2018 ， 15 （ 1 ）： 11 - 20 .

YOUNOSSI Z M . Non-alcoholic fatty liver disease—A global public health perspective ［J］. J Hepatol ， 2019 ， 70 （ 3 ）： 531 - 544 .

ADRIAN T ， HORNUM M ， KNOP F K ， et al . Nonalcoholic fatty liver disease in patients with type 2 diabetes and chronic kidney disease ［J］. Nephron ， 2023 ， 147 （ 6 ）： 317 - 328 .

SUN Y ， HONG L ， HUANG Z ， et al . Fibrosis risk in nonalcoholic fatty liver disease is related to chronic kidney disease in older type 2 diabetes patients ［J］. J Clin Endocrinol Metab ， 2022 ， 107 （ 9 ）： e3661 - e3669 .

SEO D H ， SUH Y J ， CHO Y ， et al . Advanced liver fibrosis is associated with chronic kidney disease in patients with type 2 diabetes mellitus and nonalcoholic fatty liver disease ［J］. Diabetes Metab J ， 2022 ， 46 （ 4 ）： 630 - 639 .

ZHANG J ， WU C ， GAO L ， et al . Astragaloside Ⅳ derived from Astragalus membranaceus： A research review on the pharmacological effects ［J］. Adv Pharmacol ， 2020 ， 87 ： 89 - 112 .

ZHU Y ， SU Y ， ZHANG J ， et al . Astragaloside Ⅳ alleviates liver injury in type 2 diabetes due to promotion of AMPK/mTOR‑mediated autophagy ［J］. Mol Med Rep ， 2021 ， 23 （ 6 ）： 437 .

成细华，喻嵘，胡伟，等 . 左归降糖清肝方含药血清对脂肪酸孵育的HepG2细胞脂肪变性的影响［J］. 中国老年学杂志， 2015 （ 5 ）： 1307 - 1309 .

邹俊驹，李鸿，周敏，等 . 左归降糖清肝方通过改善肠道菌群稳态促进2型糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病小鼠肠黏膜屏障的修复［J］. 中国中药杂志， 2023 ， 48 （ 2 ）： 525 - 533 .

程莉娟，成细华，喻嵘，等 . 左归降糖方对2型糖尿病MKR小鼠脑NF- κ B信号通路炎症因子的影响［J］. 时珍国医国药， 2013 ， 24 （ 8 ）： 1823 - 1825 .

勾阳阳，杨娇娇，向琴，等 . 左归降糖清脂方对2型糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病MKR鼠Visfatin信号分子的影响［J］. 湖南中医药大学学报， 2023 ， 43 （ 4 ）： 585 - 590 .

ZOU J ， XIANG Q ， TAN D ， et al . Zuogui-Jiangtang-Qinggan-Fang alleviates high-fat diet-induced type 2 diabetes mellitus with non-alcoholic fatty liver disease by modulating gut microbiome-metabolites-short chain fatty acid composition ［J］. Biomed Pharmacother ， 2023 ， 157 ： 114002 .

王一阳，邹俊驹，陆源源，等 . 左归降糖清肝方对2型糖尿病合并非酒精性脂肪性肝病MKR小鼠糖脂代谢的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2023 ， 29 （ 10 ）： 102 - 109 .

刘婉文，王保华，袁颢瑜，等 . 中药复方汉唐平改善db/db T2DM小鼠肝脂肪变性的作用及机制研究［J］. 时珍国医国药， 2023 ， 34 （ 1 ）： 54 - 58 .

LIU C ， ZHOU B ， MENG M ， et al . FOXA3 induction under endoplasmic reticulum stress contributes to non-alcoholic fatty liver disease ［J］. J Hepatol ， 2021 ， 75 （ 1 ）： 150 - 162 .

LI K ， ZHANG K ， WANG H ， et al . Hrd1-mediated ACLY ubiquitination alleviate NAFLD in db/db mice ［J］. Metabolism ， 2021 ， 114 ： 154349 .

康佳丽，梁伟时，孟徐兵，等 . 自发性2型糖尿病db/db小鼠肝病理损伤特点［J］. 中国比较医学杂志， 2018 ， 28 （ 11 ）： 27 - 30，47 .

黄继汉，黄晓晖，陈志扬，等 . 药理试验中动物间和动物与人体间的等效剂量换算［J］. 中国临床药理学与治疗学， 2004 ， 9 （ 9 ）： 1069 - 1072 .

ZHANG R ， ZHANG X ， XING B ， et al . Astragaloside Ⅳ attenuates gestational diabetes mellitus via targeting NLRP3 inflammasome in genetic mice ［J］. Reprod Biol Endocrinol ， 2019 ， 17 （ 1 ）： 77 .

GONG P ， XIAO X ， WANG S ， et al . Corrigendum to： "Hypoglycemic effect of astragaloside Ⅳ via modulating gut microbiota and regulating AMPK/SIRT1 and PI3K/Akt pathway "［J］. J Ethnopharmacol ， 2023 ， 313 ： 116629 .

ZHANG C ， HU J ， SHENG L ， et al . Ellagic acid ameliorates Akt-driven hepatic steatosis in mice by suppressing de novo lipogenesis via the Akt/SREBP-1/FASN pathway ［J］. Food Funct ， 2019 ， 10 （ 6 ）： 3410 - 3420 .

JIANG P ， REN L ， ZHI L ， et al . Negative regulation of AMPK signaling by high glucose via E 3 ubiquitin ligase MG53 ［J］. Mol Cell ， 2021 ， 81 （ 3 ）： 629 - 637.e5 .

李爽姿，王勤明 . 浅谈中医基础理论方证相应的病证研究方法［J］. 中华中医药杂志， 2018 ， 33 （ 9 ）： 3756 - 3758 .

邢玉瑞 . 中医方证辨证概念争鸣探讨［J］. 中华中医药杂志， 2018 ， 33 （ 7 ）： 2747 - 2750 .

LESSA ANDRÉIA S ， PAREDES BRUNO D ， DIAS JULIANA V ， et al . Ultrasound imaging in an experimental model of fatty liver disease and cirrhosis in rats ［J］. BMC Vet Res ， 2010 ， doi： 10.1186/1746-6148-6-6 http://dx.doi.org/10.1186/1746-6148-6-6 .

浏览量

171

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

黄芪甲苷调控细胞焦亡减轻肠缺血再灌注损伤的分子作用机制

基于网络药理学和分子对接探讨黄芪甲苷治疗糖尿病视网膜病变的作用机制

基于网络药理学探讨验证白藜芦醇抗NAFLD作用

基于网络药理学和体外细胞实验分析黄芪治疗IgA肾病的作用机制