基于AHR/ILC3s信号通路探讨葛根芩连汤改善T2DM胰岛素抵抗分子机制

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a chronic, low-grade inflammatory disease and is associated with intestinal flora disorders. Recent research have shown that theintestinal beneficial bacteria can activate AHR / ILC3s signaling pathways, promote the secretion of anti-inflammatory cytokines, and reduce thechronic inflammatory levels and the insulin resistance of T2DM. Our clinical research and animal experiments have shown that GegenQinliandecoction is an effective prescription for the treatment of insulin resistance, which can effectively regulate the structure of intestinal flora and inflammatory factors, reduce the insulin resistance. However, whether it is through the AHR / ILC3s pathway is still unclear. In this study, recognized db/db diabetic mouse model were applied,and the gold standard method, mice high glucose clamp technique was used to detect pancreatic islet cell function.At the same time mouse ILC3 and flow cytometry technique of primary culture,molecular biology methods and other new multidiscipline methods, were used to observe the proliferation and differentiation and functional status of ILC3s by Gegenqinlian Decoction intervention. So the relationship between insulin resistance and AHR/ILC3s pathway related factors were clarified,which will provide an effective basis for the accurate treatment of insulin resistance in T2DM.

2型糖尿病（T2DM）是慢性低水平炎症性疾病，与肠道菌群紊乱密切相关。最新研究表明，肠道有益菌群可促进AHR/ILC3s信号通路，增加ILC3s抗炎因子分泌，降低体内炎症水平，是改善T2DM胰岛素抵抗的关键环节。项目前期临床和实验研究表明，葛根芩连汤是治疗T2DM的有效方剂，能够调节肠道菌群结构，调控炎症因子表达，改善胰岛素抵抗。然而其是否通过AHR/ILC3s通路发挥作用仍不明确。本研究以公认的db/db糖尿病自发小鼠为模型，利用检测胰岛细胞功能的金标准-小鼠高葡萄糖钳夹技术，结合小鼠ILC3流式分选原代培养技术，运用分子生物学科等多学科检测方法，观察葛根芩连汤干预后ILC3s的增殖分化和功能状态，及AHR/ILC3s通路相关因子表达与胰岛素抵抗的关系,进一步明确其作用靶点，为T2DM胰岛素抵抗精准治疗提供有效依据。

根据IDF 2019全球糖尿病地图（第九版）显示，中国糖尿病患者数量约为1.12亿人，位居全球首位，糖尿病及其并发症已成为危害我国人民生命健康的严重因素。中医药在糖尿病及其并发症的防治方面发挥了重要作用，前期临床研究和动物实验表明，传统经方葛根芩连汤是改善胰岛素抵抗，治疗糖尿病的有效方剂。本项目以高脂诱导的肥胖2型糖尿病小鼠和糖尿病模式动物（GK大鼠）为模型，围绕以ILCs为核心的“肠道菌群-免疫调控”轴，采用在体实验与离体实验相结合的方法，在中药复方葛根芩连汤改善胰岛素抵抗的效果评价和机制探索等方面取得了显著成果：在体实验中，通过运用小鼠成像、代谢监测，高胰岛素-正葡萄糖钳夹等实验方法，准确验证葛根芩连汤具有调控机体能量代谢，抑制肥胖，改善胰岛素抵抗，降低血糖的作用。在此基础上进行多层次-多靶点机制探索，初步发现葛根芩连汤能够提高肠道菌群中Faecalibacterium、Roseburia、Akkermansia菌的丰度及其相关代谢产物（香草酸、月桂酸、烟油酸和丁酸等短链脂肪酸）水平，调控机体固有淋巴细胞免疫（如促进肠道黏膜中 ILC3s增殖及IL- 22 的分泌，提高脂肪中ILC2s比例和IL- 4、IL-5、IL- 13等功能性细胞因子分泌等），缓解机体炎症状态，发挥改善胰岛素抵抗，治疗2型糖尿病的作用。离体实验中，对脂肪ILC2s经流式细胞分选后进行原代细胞培养，采用葛根芩连汤主要成分组合物，小檗碱等干预后发现，体外直接干预，对ILC2s细胞无明显刺激作用，细胞增殖及IL-5以及IL-13等关键细胞因子的表达分泌也无明显变化，提示葛根芩连汤对ILCs的影响可能不是直接作用，而是通过调节菌群及代谢物（SCFA、胆汁酸等）等变化间接发挥整体调控功能。本项目初步揭示了葛根芩连汤改善胰岛素抵抗的相关机制，为中药复方葛根芩连汤的在肥胖和2型糖尿病的临床应用提供了科学依据，但葛根芩连汤干预后脂肪ILC2s的变化机制仍需进一步探索。