苦豆子对糖尿病及其并发症整体调节的效应物质基础及分子机制研究

Based on previous researches and our research group's results, it is proved that Sophora alopecuroides L. have the activities to regulate blood sugar and improve the complications of diabetes, but the mechanism of action and active components of S. alopecuroides still unclear. Therefore, we proposed the research ideas that the multi-components from S. alopecuroides could regulate blood sugar and repress the complications of diabetes. And the following works will be carried out on the basis of this idea. ( 1 ) use modern chemical separation and enrichment means and response surface designs to compare and optimize extraction methods of alkaloids , flavonoids , polysaccharides, and proteins chemicals groups in S. alopecuroides; ( 2 ) by the biological effects evaluation method, study hypoglycemic effects of multi-components and its improvement in diabetes complications; ( 3 ) based on molecular biology techniques, the mechanisms and related signaling pathways of multi-components on the diabetes and its complications will be studied; ( 4 ) based on the ideas of the network pharmacology, a disease - genes - targets - drugs network model will be established, comprehensive analysis the targets and related signaling pathways about diabetes and its complications combined with the associated experimental results. The final objects of these studies are to systematically clarify the basis of active substance and molecular mechanisms of the multi-components in S. alopecuroides on diabetes and its comlications.

基于前人及本课题组研究积累证实苦豆子具有明确的降低血糖和干预糖尿病并发症的作用，但其效应物质基础及分子机制尚不明确。依此提出"苦豆子多活性组分对糖尿病及其并发症具有整体调节作用"的工作思路，拟开展研究工作如下：（1）应用现代化学分离与富集手段，结合响应曲面设计对苦豆子中生物碱类、黄酮类、多糖类、蛋白类等化学物质类群进行提取方法的比较与优化研究；（2）结合生物效应评价方法对苦豆子各化学物质类群与其组合物干预糖尿病及其并发症的效应物质基础进行研究；（3）基于分子生物学技术开展苦豆子多组分干预糖尿病及其并发症的相关靶点及通路的活性研究；（4）基于网络药理学构建"疾病-基因-靶点-药物"网络模型，结合实验结果关联分析苦豆子多组分对糖尿病及其并发症作用靶点与调控的信号通路。以期较为系统的回答苦豆子对糖尿病及其并发症整体调节的效应物质基础及分子机制，揭示民族药物应用的特色优势与科学内涵。

基于前人及本课题组研究积累证实苦豆子具有明确的降低血糖和干预糖尿病并发症的作用，但其效应物质基础及分子机制尚不明确。依此提出“苦豆子多活性组分对糖尿病及其并发症具有整体调节作用”的工作思路，开展研究工作如下：（1）应用现代化学分离与富集手段，结合响应曲面设计对苦豆子中生物碱类等化学物质类群进行提取方法的比较与优化研究，得到超声-酶法联用辅助提取生物碱类成分的最佳工艺；（2）结合生物效应评价方法对苦豆子各化学物质类群与其组合物干预糖尿病及其并发症的效应物质基础及分子机制进行研究，得到苦豆子根茎总黄酮能降低血糖和胰岛素含量，显著缓解STZ诱导大鼠肝脏组织病理状态，降低血清中转氨酶和肝脏组织IL-6、IL-1β, TNF-α的表达，有效增加SOD活性、降低MDA含量，显著降低P-Akt、P-IκBα、P-NF-κB和P-PI3K蛋白表达。Sophoraflavanone G能显著降低血糖、胰岛素、转氨酶水平，提高血清中SOD活性，降低MDA含量，降低TRX、Txnip蛋白表达，降低IKKα、IKKβ、IκBα、NF-κB磷酸化水平；（3）基于网络药理学构建“疾病-基因-靶点-药物”网络模型，结合实验结果关联分析苦豆子多组分对糖尿病及其并发症作用靶点与调控的信号通路，在生物碱成分中，苦豆子的17种生物碱涉及49 个靶点蛋白、22条重要信号通路。苦豆子生物碱可能对癌症、代谢性疾病、内分泌系统、消化系统、神经系统等方面疾病具有治疗作用。在黄酮成分中，苦豆子的11种黄酮类成分涉及62个靶点蛋白、44条重要信号通路。苦豆子黄酮可能对调节血糖、抗炎、抗抑郁等方面疾病具有治疗作用。以上实验内容对回答苦豆子对糖尿病及其并发症整体调节的效应物质基础及分子机制提供理论支持。