基于PTP1B特异性负调控筛选滇越金线兰降血糖活性成分和作用机制研究

胰岛素抵抗是2型糖尿病（DM)的基本特征，而蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)与胰岛素抵抗密切相关，PTP1B在调节胰岛素敏感性的过程中起着重要作用，抑制PTP1B可显著增加胰岛素的活性。滇越金线兰是南方广东、云南等省民间广泛使用的草药，用于糖尿病、肝病的治疗，享有极高声誉。基于申请者在前期整体动物和抑制PTP1B活性测试中首次发现滇越金线兰降血糖作用显著，证实其提取物对PTP1B具有较好的抑制活性。本研究将在等剂量条件下，以抑制PTP1B活性为指标，进行滇越金线兰抗2型DM活性化合物的分离及结构鉴定，从分子水平探讨活性化合物抑制PTP1B增敏胰岛素的机制。本研究可为揭示滇越金线兰治疗糖尿病的现代理论和物质基础，将其活性成分或有效部位开发成为新的特异性PTP1B抑制剂提供科学依据，对于科学使用民间草药，发掘道地药材有重要贡献和科学意义。

本研究采用高糖高脂饮食联合低剂量STZ诱导造成2型糖尿病大鼠模型，考察滇越金线兰总膏和各极性部位对血糖、胰岛细胞形态、血脂和肾功能的影响。发现乙酸乙酯部位不仅可以显著降低模型大鼠血糖，提高胰岛素敏感性，改善糖耐量，而且增强机体抗氧化能力，纠正血脂代谢紊乱，减少血肌酐和尿素氮。初步证明该植物能预防实验性2型糖尿病及其并发症的发生与发展，其降血糖活性机制与减轻胰岛素抵抗、增强抗氧化活力、减少NO含量和修复胰岛β形态和功能都有一定的关系。同时石油醚部位和正丁醇部位对糖尿病并发的肾损害有延缓和改善作用。采用多种色谱手段对其化学成分进行分离纯化，已鉴定出90种化合物的结构，成分种类主要分布于黄酮、三萜类、脂肪族衍生物和甾醇类。所有化合物均为首次从该植物中得到，并首次在该属分离出结构独特的新化合物，如氧化程度较高的三萜和黄酮醇多糖苷等，如3β-羟基齐墩果-11，13（18）-二烯-23，28-二羧酸和异鼠李素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）-α-L-吡喃鼠李糖基（1→6）-β-D-吡喃葡萄糖苷为新化合物。对单体进行了PTP1B酶、胰岛素抵抗细胞和整体动物模型等降血糖活性测试，筛选出11个具有较强的降血糖活性和较高的抑制PTP1B活性及较低毒性的化合物，已经初步揭示了一定的构效关系，包括4个黄酮、5个三萜类、1个脂肪族内酯糖苷和1个过氧甾醇，抑制PTP1B活性表现较好，能显著促进胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖摄取，提高胰岛素敏感性，可能构成滇越金线兰提取物降血糖活性的物质基础，有望作为潜在的PTP1B抑制剂或先导化合物。分子对接结果证实它们与PTP1B酶活性空腔的多个氨基酸残基如Trp179、Gly183、Asp48、Ser216、Ala217、Gly220、Arg221、Gln266等主要通过氢键形成较强的结合，从而表现较强的抑制活性。.本研究分别从分子、细胞和整体动物模型水平共同阐明了滇越金线兰中的活性化合物与PTP1B形成较强的结合力实现负调控，从而增强胰岛素敏感性，促进机体组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，以降低血糖的作用机制，具有重要的科学和实践意义。研究发现了新的活性成分，基本阐明了滇越金线兰的化学成分分布、种类及结构特点，丰富了该属植物的化学成分类型，同时也为先导化合物的发现及质量评价研究提供了一定的科学依据。标明基金支持的文章已刊出7篇，并且已投稿4篇。