白簕功能多糖的分离纯化、结构表征及降血糖机制研究

Acanthopanax trifoliatus (Araliaceae) has effect of clearing heat and expelling miasma, relaxing muscles and stimulating blood circulation, eliminating swelling and alleviating pain. Our preliminary study shown that hypoglycemic effect of A.trifoliatus polysaccharides in type 1 diabetes mice induced by streptozotocin was superior to metformin (The main research results were authorized invention patents). It also indicated that hypoglycemic mechanism of A.trifoliatus polysaccharides may be possible related to the regulation of hepatic glucose metabolism and immunologic function. In this project, A.trifoliatus polysaccharides will be further separated, purified and identified by chemical, spectral and chromatographic methods in order to obtain bioactive fractions with homogeneous molecular weight distribution. The possible hypoglycemic mechanisms of A.trifoliatus polysaccharides will be explored from hepatic glucose metabolism, T cell subset and islet cell apoptosis by the thechnology of flow cytometry, immunohistochemistry, ELISA and RT-PCR. Through the above study programmes, effective substances and hypoglycemic molecular mechanisms of A.trifoliatus polysaccharides would be elucidated. It is helpful for the resources utilization of A.trifoliatus and development of type 1 diabetes drugs.

五加科植物白簕具有清热解毒、舒筋活血、消肿止痛等功效。课题组前期研究发现白簕多糖对链脲佐菌素诱导的I型糖尿病小鼠具有明显的降糖作用，且效果优于阳性对照二甲双胍（已获授权国家发明专利）。研究结果提示白簕多糖可能通过调节肝糖代谢、调节机体免疫功能等途径达到降糖效果。本项目在前期研究基础上，拟采用化学方法、光谱及色谱技术进一步分离、纯化白簕多糖以期获得质量稳定、分子量均一的活性级分，并解析其一级结构。同时，采用流式细胞术、免疫组化技术、ELISA以及RT-PCR等方法，从肝糖代谢、T细胞亚群变化、胰岛细胞凋亡等方面对白簕多糖可能的降血糖机制进行初步探讨。本项目的开展有望揭示白簕多糖的降血糖物质基础和分子作用机制，为白簕资源的综合利用以及I型糖尿病药物的开发奠定基础。

1型糖尿病约占糖尿病发病总数的10%左右。以多饮、多尿、多食、消瘦为临床表现，严重者将伴有慢性大血管及微血管并发症，影响患者生活质量甚至危及生命。五加科植物白簕具有清热解毒、舒筋活血、消肿止痛等功效。前期研究发现白簕多糖对链脲佐菌素诱导的1型糖尿病小鼠具有明显的降血糖作用，但药效物质基础和药理作用机制不明。本项目开展的研究内容如下：（1）白簕多糖的分离与鉴定：柱层析分离得到中性多糖ATP1-1、酸性多糖ATP2和ATP3。采用HPGPC、GC、GC-MS、HPLC、IR和NMR等技术，确定ATP1-1 主要由葡萄糖、半乳糖、甘露糖和鼠李糖组成，各单糖摩尔比依次为1:0.16:0.04:0.25。ATP1-1含有4)-α-D-Glc-(1、6)-α-D-Man-(1、3)-α-L-Rha-(1和6)-β-D-Gal-(1糖残基片段。酸性多糖ATP2主要由甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成，各单糖摩尔比依次为：1.00 : 1.24 : 5.80 : 7.33 : 2.81。ATP3主要由鼠李糖、半乳糖醛酸、半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖组成，各单糖摩尔比依次为：1.00 : 4.07 : 2.51 : 3.24 : 0.46。（2）ATP1-1对1型糖尿病小鼠肝糖代谢的影响：高、中剂量ATP1-1可使糖尿病小鼠糖耐量增加，提高血糖恢复能力，有助于维持血糖稳定，还可促进肝糖原合成。采用qPCR和Western Blotting技术对小鼠肝脏中糖代谢关键酶及转运体的基因与蛋白表达情况进行检测，证实ATP1-1高剂量组可增加GLUT1的基因与蛋白表达量，下调G6Pase和PEPCK的基因与蛋白表达量，表明调节糖代谢是ATP1-1降血糖作用机制之一。（3）采用qPCR和Western Blotting技术检测小鼠胰腺组织中凋亡基因Bax、Bcl-2、Fas、FasL 及其蛋白的表达。证实ATP1-1可能是通过提高胰腺组织中Bcl-2基因及蛋白表达量，降低Bax、Fas和FasL基因及蛋白表达量，抑制细胞凋亡，提高胰岛β细胞和T淋巴细胞存活率，从而发挥降血糖作用。通过本项目的研究，明确了白簕多糖的降糖物质基础，阐明了药理作用机制，为白簕资源的综合利用以及1型糖尿病药物的开发奠定了基础。