Ziel dieser Studie ist es, die therapeutische Wirkung und den Wirkmechanismus von Berberin zur Verbesserung der Glukolipid-Stoffwechselstörung bei db/db-Mäusen durch die gemeinsame Analyse von Transkriptomik und Darmmikrobiota zu untersuchen. Methoden: 18 db/db-Mäuse wurden in drei Gruppen unterteilt: Modellgruppe, Metformin-Gruppe und Berberin-Gruppe, mit jeweils 6 Mäusen in jeder Gruppe, stratifiziert nach nüchternem Blutzucker und Körpergewicht. Es wurden 6 db/m-Mäuse als Kontrollgruppe ausgewählt. Die Kontrollgruppe und die Modellgruppe erhielten täglich per os desionisiertes Wasser (10 mL · kg^-1). Die Metformin-Gruppe wurde mit Metformin (0,195 g · kg^-1) per os behandelt. Die Berberin-Gruppe wurde mit Berberin (3,9 g · kg^-1) per os behandelt. Die Intervention dauerte 6 Wochen und der nüchterne Blutzucker wurde alle 2 Wochen gemessen. Nach 6 Wochen wurden Proben entnommen, um Gesamtcholesterin (TC), Triglyceride (TG), Low-Density-Lipoprotein-Cholesterin (LDL-C), High-Density-Lipoprotein-Cholesterin (HDL-C), Alanin-Aminotransferase (ALT), Aspartat-Aminotransferase (AST), Kreatinin (CREA) und Harnstoffstickstoff (BUN) zu bestimmen; Insulin (FINS), Adiponektin (ADP) und Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) wurden mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) bestimmt; die Lebermorphologie wurde mit Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE), die Leberglykogensynthese mit PAS-Färbung und die Leberlipidakkumulation mit Oil-Red-O-Färbung untersucht. Transkriptomdaten wurden zur Analyse differentiell exprimierter Gene in der Leber und zur Durchführung einer Anreicherungsanalyse herangezogen. Die Expressionsniveaus von mRNA der Adiponektin-Transkriptionsfaktoren (Adipoq), des α-Peroxisomproliferator-aktivierten Rezeptor-γ-Coaktivator-1α (PGC-1α), der AMP-aktivierten Proteinkinase (AMPK), des α-Peroxisomproliferator-aktivierten Rezeptors (PPARα), der Glucokinase (GCK), des FoxO1, FoxO3, der Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase (PEPCK), der Glucose-6-Phosphatase (G6PC) wurden mittels Real-time PCR validiert. Die Metagenomik-Analyse wurde zur Analyse der Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota verwendet. Ergebnisse: Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Modellgruppe einen signifikanten Anstieg des nüchternen Blutzuckers (P<0,01) sowie der Serumspiegel von AST, ALT, TC, TG, LDL-C, HDL-C (P<0,01); es wurde auch ein signifikanter Anstieg von FINS, Insulinresistenzindex von HOMA-IR und TNF-α beobachtet (P<0,01); und eine Abnahme von Adiponektin (P<0,05); die morphologische Untersuchung bestätigte eine schwere Leberverfettung und eine übermäßige Lipidakkumulation in der Leber sowie eine signifikante Abnahme der Glykogensynthese. Im Vergleich zur Modellgruppe zeigte die Berberin-Gruppe eine signifikante Abnahme des nüchternen Blutzuckers (P<0,01); eine Abnahme der Serumspiegel von TC, LDL-C, HDL-C (P<0,05); eine signifikante Abnahme der Serumspiegel von TG, AST (P<0,01); eine signifikante Abnahme von FINS, HOMA-IR und TNF-α (P<0,01); eine signifikante Zunahme von ADP (P<0,01); eine signifikante Verbesserung der Leberverfettung und der Lipidakkumulation in der Leber im Vergleich zur Modellgruppe sowie eine signifikante Zunahme der Glykogensynthese. Die Analyse differentiell exprimierter Gene in der Transkriptomik zeigte, dass die therapeutische Wirkung von Berberin zur Verbesserung des Glukolipid-Stoffwechsels bei db/db-Mäusen möglicherweise mit der Regulation des AMPK-, FoxO-Signalwegs zusammenhängt. Die Real-time PCR bestätigte, dass Berberin die mRNA-Expression von PGC-1α, PEPCK, G6PC, FoxO1, FoxO3 signifikant herabsetzt (P<0,05, P<0,01); und die mRNA-Expression von Adipoq, PPARα, GCK, AMPK signifikant erhöht (P<0,05, P<0,01). Die Metagenomik-Analyse zeigte, dass die Berberin-Gruppe im Vergleich zur Modellgruppe eine Zunahme der Häufigkeit von Lactobacillus, Bifidobacterium, Akkermansia aufwies. Schlussfolgerung: Die therapeutische Wirkung von Berberin zur Verbesserung der Glukolipid-Stoffwechselstörung bei db/db-Mäusen könnte mit der Hemmung der Leberlipidakkumulation durch Regulierung des AMPK/PPARα-Wegs, der Hemmung der Gluconeogenese durch Regulation des AMPK/PGC-1α-Wegs und der Verbesserung der Darmdysbiose durch Zunahme der Häufigkeit von nützlichen Arten wie Lactobacillus, Bifidobacterium, Akkermansia zusammenhängen.

Typ-2-Diabetes; Berberin; Lebergluconeogenese; Darmmikrobiota; Transkriptomik