转录组测序分析昆仑雪菊醇提物黄诺玛苷对胰岛素抵抗小鼠小肠类器官的影响

麦麦提亚森·多力昆; 依米妮古丽·麦麦提; 古丽那孜·别克达吾来提; 陈龙; 陈航宇; 郑梦竹; 李琳琳; 骆新

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20230418

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

转录组测序分析昆仑雪菊醇提物黄诺玛苷对胰岛素抵抗小鼠小肠类器官的影响

药理 | 更新时间：2023-04-13

- 转录组测序分析昆仑雪菊醇提物黄诺玛苷对胰岛素抵抗小鼠小肠类器官的影响
  增强出版
- Effect of Flavanomarein from Coreopsis tinctoria Ethanol Extract in Small Intestinal Organoids in Insulin-resistant Mice Based on Transcriptome Sequencing
- 中国实验方剂学杂志 2023年29卷第10期页码：142-151
- 作者机构：
  
  1.新疆医科大学药学院，乌鲁木齐 830011
  2.北京大学第三医院，北京 100191
  3.北京大学基因组学创新中心，北京 100091
- 作者简介：
  
  麦麦提亚森·多力昆，在读硕士，从事糖尿病分子药理及新药研发，E-mail：545461479@qq.com
  骆新，副教授，硕士生导师，从事糖尿病分子药理及新药研发，E-mail：455246245@qq.com
- 基金信息：
  
  新疆维吾尔自治区高等学校科研计划项目(XJEDU2021I017)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20230418
  中图分类号： R285;R965;R34
- 收稿日期：2022-12-16，
  
  网络出版日期：2023-03-14，
  
  纸质出版日期：2023-05-20
- 稿件说明：
移动端阅览
麦麦提亚森·多力昆 ,依米妮古丽·麦麦提 ,古丽那孜·别克达吾来提等.转录组测序分析昆仑雪菊醇提物黄诺玛苷对胰岛素抵抗小鼠小肠类器官的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(10):142-151.

MAIMAITIYASEN Duolikun,YIMINIGULI Maimaiti,GULINAZI Biekedawulaiti,et al.Effect of Flavanomarein from Coreopsis tinctoria Ethanol Extract in Small Intestinal Organoids in Insulin-resistant Mice Based on Transcriptome Sequencing[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(10):142-151.
麦麦提亚森·多力昆 ,依米妮古丽·麦麦提 ,古丽那孜·别克达吾来提等.转录组测序分析昆仑雪菊醇提物黄诺玛苷对胰岛素抵抗小鼠小肠类器官的影响[J].中国实验方剂学杂志,2023,29(10):142-151. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230418.

MAIMAITIYASEN Duolikun,YIMINIGULI Maimaiti,GULINAZI Biekedawulaiti,et al.Effect of Flavanomarein from Coreopsis tinctoria Ethanol Extract in Small Intestinal Organoids in Insulin-resistant Mice Based on Transcriptome Sequencing[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2023,29(10):142-151. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20230418.

摘要

目的

探讨黄诺玛苷对胰岛素抵抗小鼠小肠类器官转录组的影响。

方法

首先建立C57BL/6J和db/db小鼠小肠类器官；采用免疫荧光法检测细胞核核抗原（ki-67）和上皮细胞E-钙黏蛋白（E-cadherin）表达；将小肠类器官分为3组，分别是以C57BL/6J小鼠小肠类器官为正常组、db/db小鼠小肠类器官为模型组和db/db小鼠小肠类器官黄诺玛苷干预组为给药组（FM组）；采用蛋白免疫印迹法（Western blot）检测3组小肠类器官胰高血糖素样肽-1（GLP-1）蛋白的表达；并对3组样本进行转录组测序。

结果

小肠类器官培养第6天形成围绕管腔周围的环状结构，初步建立了小肠类器官培养模式；免疫荧光检测结果显示小肠类器官均表达ki-67和E-cadherin；Western blot结果显示黄诺玛苷可增加GLP-1蛋白的表达；差异基因表达分析中，模型组与正常组相比差异表达基因共有1 862个，FM组与模型组相比差异表达基因共有2 282个；通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析2组共同表达的差异基因，得到

Nr1i3、Cyp2c44、Ugt2b1、Gsta1、Gstm2、Ptgs1、Gstm4、Cyp2c38、Cyp4a32

和

Gpx3

10个Hub基因，这些基因在正常组中高表达，模型组中表达降低，黄诺玛苷干预后回调上述基因的表达。

结论

黄诺玛苷可能通过逆转

Nr1i3、Cyp2c44、Ugt2b1、Gsta1、Gstm2、Ptgs1、Gstm4、Cyp2c38、Cyp4a32

和

Gpx3

10个Hub基因的表达水平与相应的信号通路来发挥其改善胰岛素抵抗的作用。

Abstract

Objective

To investigate the effects of flavanomarein on the transcriptome of small intestinal organoids in insulin-resistant mice.

Method

Firstly， small intestinal organoids of C57BL/6J and db/db mice were established. Ki-67 and E-cadherin expression was determined by immunofluorescence. Small intestinal organoids were divided into the following three groups： C57BL/6J mouse small intestinal organoids as the normal control group， db/db mouse small intestinal organoids as the model group （IR group）， and db/db mouse small intestinal organoids treated with flavanomarein as the administration group （FM group）. Western blot was used to detect the expression of glucagon-like peptide-1（GLP-1） protein on the small intestinal organoids of the three groups. Finally， transcriptome sequencing was performed on samples from the three groups.

Result

On the 6

day of small intestine organoids culture， a cyclic structure was formed around the lumen， and a small intestine organoids culture model was preliminarily established. Immunofluorescence detection showed that ki-67 and E-cadherin were expressed in small intestinal organoids. Western blot results showed that the expression of GLP-1 protein was increased by flavanomarein. In the results of differential expressed gene （DEG） screening， there were 1 862 DEGs in the IR group as compared with the normal control group， and 2 282 DEGs in the FM group as compared with the IR group. Through protein-protein interaction（PPI） network analysis of the DEGs of the two groups， 10 Hub genes， including

Nr1i3

，

Cyp2c44

，

Ugt2b1

，

Gsta1

，

Gstm2

，

Ptgs1

，

Gstm4

，

Cyp2c38

，

Cyp4a32

， and

Gpx3

， were obtained. These genes were highly expressed in the normal control group， and their expression was reduced in the IR group. After the intervention of flavanomarein， the expression of the above genes was reversed.

Conclusion

Flavanomarein may play its role in improving insulin resistance by reversing the expression levels of 10 Hub genes， including

Nr1i3

，

Cyp2c44

，

Ugt2b1

，

Gsta1

，

Gstm2

，

Ptgs1

，

Gstm4

，

Cyp2c38

，

Cyp4a32

，

and

Gpx3

关键词

Keywords

references

PETERSEN M C ， SHULMAN G I . Mechanisms of Insulin action and insulin resistance ［J］. Physiol Rev ， 2018 ， 98 （ 4 ）： 2133 - 2223 .

PS A ， IP A ， PS A ， et al . Global and regional diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2030 and 2045：Results from the international diabetes federation diabetes atlas， 10 th edition ［J］. Diabetes Res Clin Pr ， 2022 ， 157 ： 107843 .

DYAR K A ， LUTTER D ， ARTATI A ， et al . Atlas of circadian metabolism reveals system-wide coordination and communication between clocks ［J］. Cell ， 2018 ， 174 （ 6 ）： 1571 - 1585.e11 .

李冬明 . 昆仑雪菊的药学研究进展［J］. 浙江中医杂志， 2012 ， 47 （ 10 ）： 776 - 777 .

秦乐，邢柏颖 . 昆仑雪菊化学成分及药理作用研究进展［J］. 化工时刊， 2017 ， 31 （ 4 ）： 36 - 38，43 .

DIAS T ， BRONZE M R ， HOUGHTON P J ， et al . The flavonoid-rich fraction of Coreopsis tinctoria promotes glucose tolerance regain through pancreatic function recovery in streptozotocin-induced glucose-intolerant rats ［J］. J Ethnopharmacol ， 2010 ， 132 （ 2 ）： 483 - 490 .

张淑鹏，李琳琳，木合布力·阿布力孜，等 . 昆仑雪菊提取物对 α -葡萄糖苷酶的抑制作用［J］. 现代生物医学进展， 2011 ， 11 （ 6 ）： 1055 - 1058 .

KIRWAN A M ， LENIGHAN Y M ， O'REILLY M E ， et al . Nutritional modulation of metabolic inflammation ［J］. Biochem Soc Trans ， 2017 ， 45 （ 4 ）： 979 - 985 .

ZHANG N N ， KANG J S ， LIU S S ， et al . Flavanomarein inhibits high glucose-stimulated epithelial-mesenchymal transition in HK-2 cells via targeting spleen tyrosine kinase ［J］. Sci Rep ， 2020 ， 10 （ 1 ）： 439 .

LE L ， FU H ， LV Q ， et al . The protective effects of the native flavanone flavanomarein on neuronal cells damaged by 6-OHDA ［J］. Phytomedicine ， 2019 ， 53 ： 193 - 204 .

ROHR M W ， NARASIMHULU C A ， RUDESKI-ROHR T A ， et al . Negative effects of a high-fat diet on intestinal permeability：A review ［J］. Adv Nutr ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 77 - 91 .

罗莉，张玉姗，刘谢英，等 . 两色金鸡菊总黄酮化学成分肠道吸收特性研究［J］. 中国中药杂志， 2021 ， 46 （ 6 ）： 1490 - 1497 .

CLEVERS H . Modeling development and disease with organoids ［J］. Cell ， 2016 ， 165 （ 7 ）： 1586 - 1597 .

SCHUTGENS F ， CLEVERS H . Human organoids： Tools for understanding biology and treating diseases ［J］. Annu Rev Pathol ， 2020 ， 15 ： 211 - 234 .

FATEHULLAH A ， TAN S H ， BARKER N . Organoids as an in vitro model of human development and disease ［J］. Nat Cell Biol ， 2016 ， 18 （ 3 ）： 246 - 254 .

张永威，王敬伟，李新霞，等 . 两色金鸡菊中黄诺玛苷的提取分离及抗血小板聚集作用研究［J］. 医药导报， 2020 ， 39 （ 4 ）： 427 - 431 .

PETERSEN N ， FRIMURER T M ， TERNDRUP PEDERSEN M ， et al . Inhibiting RHOA signaling in mice increases glucose tolerance and numbers of enteroendocrine and other secretory cells in the intestine ［J］. Gastroenterology ， 2018 ， 155 （ 4 ）： 1164 - 1176.e2 .

魏晓丽，郭艳丽，张永威，等 . 基于网络药理学探究黄诺玛苷对非酒精性脂肪肝的降脂作用［J］. 第三军医大学学报， 2021 ， 43 （ 5 ）： 383 - 394 .

CHIN C H ， CHEN S H ， WU H H ， et al . cytoHubba： Identifying hub objects and sub-networks from complex interactome ［J］. BMC Syst Biol ， 2014 ，8 Suppl 4 （Suppl 4）： S11 .

LI Z ， LIN Y ， CHENG B ， et al . Identification and analysis of potential key genes associated with hepatocellular carcinoma based on integrated bioinformatics methods ［J］. Front Genet ， 2021 ， 12 ： 571231 .

LIN Y ， SUN Z . Current views on type 2 diabetes ［J］. J Endocrinol ， 2010 ， 204 （ 1 ）： 1 - 11 .

ROHR M W ， NARASIMHULU C A ， RUDESKI-ROHR T A ， et al . Negative effects of a high-fat diet on intestinal permeability：A review ［J］. Adv Nutr ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 77 - 91 .

JANSSEN S ， DEPOORTERE I . Nutrient sensing in the gut：New roads to therapeutics？［J］. Trends Endocrinol Metab ， 2013 ， 24 （ 2 ）： 92 - 100 .

李建平，刘霞，季威 . 不同方式运动对糖尿病大鼠肠道黏膜屏障功能的影响［C］// 第十二届全国体育科学大会论文摘要汇编——墙报交流（运动生理生化分会）， 2022 ： 331 - 332 .

SATO T ， STANGE D E ， FERRANTE M ， et al . Long-term expansion of epithelial organoids from human colon，adenoma，adenocarcinoma，and Barrett's epithelium ［J］. Gastroenterology ， 2011 ， 141 （ 5 ）： 1762 - 1772 .

李翠萍 . 单味中药及其提取物防治2型糖尿病研究进展［J］. 云南中医中药杂志， 2010 ， 31 （ 5 ）： 73 - 74 .

李艳荣，李瑞雪，樊慧杰，等 . 转录组学技术在中医药领域的应用研究进展［J］. 时珍国医国药， 2022 ， 33 （ 4 ）： 943 - 947 .

朱维维 . p53对NF- κ B及MAPK通路活性和胰岛素抵抗的作用研究［D］. 南京：南京医科大学， 2015 .

LIU T ， WANG D ， ZHOU X ， et al . Study on the mechanism of American ginseng extract for treating type 2 diabetes mellitus based on metabolomics ［J］. Front Pharmacol ， 2022 ， 13 ： 960050 .

CHEN M L ， HUANG X ， WANG H ， et al . CAR directs T cell adaptation to bile acids in the small intestine ［J］. Nature ， 2021 ， 593 （ 7857 ）： 147 - 151 .

CHÁVEZ-TALAVERA O ， TAILLEUX A ， LEFEBVRE P ， et al . Bile acid control of metabolism and inflammation in obesity， type 2 diabetes， dyslipidemia， and nonalcoholic fatty liver disease ［J］. Gastroenterology ， 2017 ， 152 （ 7 ）： 1679 - 1694 .

XIE H ， SUN S ， CHENG X ， et al . Dysregulations of intestinal and colonic UDP-glucuronosyltransferases in rats with type 2 diabetes ［J］. Drug Metab Pharmacokinet ， 2013 ， 28 （ 5 ）： 427 - 434 .

TUKEY R H ， STRASSBURG C P . Human UDP-glucuronosyltransfer-ases：Metabolism， expression， and disease ［J］. Annu Rev Pharmacol Toxicol ， 2000 ， 40 ： 581 - 616 .

DOSTALEK M ， COURT M H ， HAZARIKA ， et al . Diabetes mellitus reduces activity of human UDP-glucuronosy|transferase 2B7 in liver and kidney leading to decreased formation of mycophenolic acid acyl-glucuronide metabolite ［J］. Drug Metab Dispos ， 2011 ， 39 （ 3 ）： 448 - 455

CHEN Y J ， FINKBEINER S R ， WEINBLATT D ， et al . De novo formation of insulin-producing "neo- β cell islets" from intestinal crypts ［J］. Cell Rep ， 2014 ， 6 （ 6 ）： 1046 - 1058 .

MATSUOKA T A ， KANETO H ， KAWASHIMA S ， et al . Preserving Mafa expression in diabetic islet β -cells improves glycemic control in vivo ［J］. J Biol Chem ， 2015 ， 290 （ 12 ）： 7647 - 7657 .

KAKALI GHOSHAL ， LI X Y ， PENG D G ， et al . EET analog treatment improves insulin signaling in a genetic mouse model of insulin resistance ［J］. Diabetes ， 2022 ， 71 （ 1 ）： 83 - 92 .

HAUFFE R ， STEIN V ， CHUDOBA C ， et al . GPx3 dysregulation impacts adipose tissue insulin receptor expression and sensitivity ［J］. JCI Insight ， 2020 ， 5 （ 11 ）: e136283 .

LING P ， SHAN W ， ZHAI G ， et al . Association between glutathione peroxidase-3 activity and carotid atherosclerosis in patients with type 2 diabetes mellitus ［J］. Brain Behav ， 2020 ， 10 （ 10 ）： e01773 .

WANG C ， HU M ， YI Y ， et al . Multiomic analysis of dark tea extract on glycolipid metabolic disorders in db/db mice ［J］. Front Nutr ， 2022 ， 9 ： 1006517 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

白虎加人参汤治疗肥胖症合并2型糖尿病的潜在活性成分及作用机制分析

基于转录组学的化湿败毒方治疗流感病毒性肺炎作用机制

清润方含药血清通过支链α-酮酸脱氢酶调控BCAAs/mTOR信号通路改善HepG2细胞胰岛素抵抗的作用机制探讨