基于体内过程的CYP2E1靶点酸浆降糖活性成分及其作用机理研究

Physalis alkekengi L. is edible and medicinal plants, is considered be effective in cleaning and nourishing throat, promoting the excretion of urine and reducing inflammation reaction in Traditional Chinese Medicine. In folks, it is administered to diabetic patients for which could improve the life quality of diabetic patients. In recent pharmacology research, it was found that high ROS level and immune disorder in diabetes. Based on our previous research, prototype constituents and its metabolites of Physalis alkekengi will be isolated and identified through interdisciplinary approaches in vivo, and then active constituents will be screened through CYP2E1. Furthermore, the molecular mechanism of those hypoglycemic active constituents will be investigated through insulin signal transduction pathway of CYP2E1/Akt/GLUT4 and antioxidant. This project is trying to clarify the constituents of Physalis alkekengi, to provide a scientific evidence for the hypoglycemic activity of this plant. And this project is trying to establish a new method for rapid screening of hypoglycemic targeted effective components, to afford possible lead compounds for research and design of hypoglycemic drugs.

酸浆植物为药食两用中药材，具有清咽、利尿、消炎之功效。民间将其用于治疗糖尿病，能有效改善糖尿病患者的症状。诸多文献报道，糖尿病患者体内活性氧物质明显增多，免疫功能异常。项目申请人前期研究表明，酸浆提取物具有显著的免疫调节和抗氧化作用。本项目拟在前期研究基础上，通过学科交叉的研究方法，将酸浆有效部位群通过体内过程，从含药血清中分离、鉴定并制备其原型成分和代谢产物；以CYP2E1为靶点，快速筛选活性成分，优选高活性化合物；从抗氧化角度，基于PI3K/Akt/Glut4胰岛素信号通路探讨酸浆降糖活性的分子机制。本项目预期成果可望诠释酸浆降糖活性的物质基础，为其用于治疗糖尿病提供科学依据；建立快速筛选降糖靶向化合物的新方法，为降糖靶向药物的研发优选先导化合物。

酸浆（Physalis alkekengi）是药食同源的传统中药，主要富含黄酮类、酚酸类、苦味素类多种化学成分，具有利尿、抗氧化、影响糖脂代谢等作用。糖尿病（DM）是严重危害人类健康的全球性疾病，临床治疗药物主要为化学药物，毒副作用明显，因而找寻高效、低毒的新型药物是预防和治疗DM的首要任务。. 本项目在体外活性筛选的指导下，探索酸浆新的降糖活性；在成熟的 3T3-L1 脂肪细胞和 CYP2E1 过表达的 E47 细胞水平上进一步阐明其分子作用机制；通过建立前驱DM及DM模型鼠，验证酸浆对DM的预防及其治疗效果。最后，运用HPLC-HRMS-SPE-NMR技术鉴定酸浆活性部位的化学成分，阐明酸浆降糖的活性物质基础。. 本项目得到了酸浆六个提取部位，分别通过体外总抗氧化、清除自由基和抑制α-葡萄糖苷酶能力，结合其总酚含量筛选，结果显示酸浆乙酸乙酯相(PAG/PAF-EA)较其他部位活性明显，并且植株效果优于果实。分子作用机制结果表明，PAG/PAF-EA能够下调ROS、LDH、MDA 的活性和上调 CAT 的活性，进而有效缓解由 H2O2 诱导的 3T3-L1 细胞的氧化应激损伤和 E47 细胞中 CYP2E1 过表达导致氧化应激损伤；PAG/PAF-EA能够有效提升细胞摄取葡萄糖的能力，呈浓度依耐性地降低 CYP2E1 mRNA 和蛋白的表达，上调GLUT4 蛋白的表达。动物实验结果表明PAG/PAF-EA能在一定程度上缓解高血糖、高血脂的现象，并且减少GSP的产生，促进FINS分泌，改善胰岛素抵抗，对DM有较好的预防和治疗效果，其中植株高浓度组效果最佳，与罗格列酮相似。根据以上结果推测酸浆通过降低自由基的产生、促进葡萄糖吸收、保护胰岛β细胞和增强胰岛素敏感性、改善糖脂代谢的方式发挥降糖活性。本项目共鉴定酸浆EAP部位50种化学成分，包含10种黄酮类、26种酸浆苦素类以及9种酚酸类，其中21个化合物为首次从该植物中鉴定。. 综上所述，本项目探索并确定了酸浆降糖活性，推测了可能的降糖作用机制，阐明了酸浆降糖的活性物质基础，扩大了其药用部位，为将其开发成降糖靶向药物或膳食补充剂提供科学依据。