鸢尾素(irisin)在制备抗糖尿病药物中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及医药领域，具体涉及鸢尾素在制备抗糖尿病药物中的应用。
【背景技术】
[0002]糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)是由于胰岛素相对或绝对不足，或靶细胞对胰岛素的敏感性降低而引起的一系列全身性代谢紊乱疾病。根据导致疾病的原因和在不同人群中的分布不同，临床常将糖尿病分为I型糖尿病、II型糖尿病。糖尿病是临床常见的内分泌代谢性疾病，是继心脑血管疾病和肿瘤之后严重危害人类健康的又一慢性疾病。目前在全球范围内糖尿病的发病率呈上升趋势，其中又以II型糖尿病居多，在我国II型糖尿病患者占糖尿病患者约95%，并且有扩大化和年轻化倾向。
[0003]II型糖尿病，也称非胰岛素依赖型糖尿病，其胰岛素分泌正常或者增高，但肝脏、脂肪组织和骨骼肌对胰岛素敏感性降低，即胰岛素抵抗，患者多为成年。II型糖尿病发病机理主要有:位于胰岛素靶细胞的细胞膜上受体缺陷导致胰岛素与受体结合敏感性降低，使细胞外葡萄糖不能被人体充分摄取利用导致血糖升高；胰岛素受体底物缺陷。胰岛素受体底物属于细胞质中的适配蛋白，主要连接胰岛素受体等多种效应分子，介导细胞对胰岛素等的反应；胰岛素信号转导缺陷。
[0004]糖尿病可引发心、脑、肾、血管等多器官并发症，致死致残率极高，糖尿病带来的问题日益严重，严重威胁人类健康，如何防治糖尿病已成为医药界重点关注的一个问题。
[0005]鸢尾素(Irisin)发现于2012年，是可以促使小鼠的白色脂肪细胞发生棕色细胞样改变的一种肌肉因子。鸾尾素是III型纤连蛋白组件包含蛋白5(fibronectin type IIIdomain - containing protein 5, FNDC5)蛋白水解后形成的可分泌多肽片段。目前，尚未有报道鸢尾素在制备抗糖尿病药物中的作用。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是为现有的制备抗糖尿病药物的技术领域提供一种新的途径，提供鸢尾素在制备抗糖尿病药物中的作用。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是将鸢尾素应用于制备治疗糖尿病的药物。
[0008]本发明的有益效果是:鸢尾素可降低糖尿病的血糖和改善胰岛素抵抗。本发明为制备抗糖尿病药物提供一个新的干预靶点，将鸢尾素应用到糖尿病相关的药物开发中，以制备更好的治疗糖尿病的方法。本发明为目前抗糖尿病药物提供了全新的选择和思路，拓宽了抗糖尿病药物的选择领域，也为该技术领域的发展作出了贡献。
[0009]研宄表明，STZ/HFD (链脲霉菌合并高脂饮食)诱导的糖尿病小鼠在给予鸢尾素皮下灌注后，空腹血糖水平显著降低、糖异生减少，并且胰岛素敏感性显著升高，表明鸢尾素能显著改善糖尿病时的糖代谢紊乱和胰岛素抵抗，是治疗糖尿病的有效靶点，可以作为新的抗糖尿病药物或者药靶进行开发，为检测和治疗糖尿病提供了一种新的途径和手段。
【附图说明】
[0010]图1:鸢尾素灌注对空腹血糖水平、血清胰岛素水平的影响。
[0011]图2:鸢尾素灌注对葡萄糖耐量实验(GTT)和胰岛素耐受实验(ITT)的影响。
[0012]图3:鸢尾素灌注对肝糖原水平的影响。
[0013]图4:鸢尾素对糖尿病小鼠肝脏中糖原合成酶活性的影响。
[0014]图5:鸢尾素对糖尿病小鼠肝脏中糖异生关键酶表达的影响。
【具体实施方式】
[0015]以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0016]实施例1糖尿病模型的制作
将6周龄的C57BL/6J小鼠随机分三组:
(1)正常小鼠-生理盐水组(Ctrl-Saline):为正常对照组，始终给予正常饮食(非高脂饮食)，8周后给予生理盐水(saline)皮下灌注2周作为鸢尾素的对照；
(2)糖尿病-生理盐水组(STZ/HFD-Saline):采用链脲霉菌(STZ)联合高脂饮食(HFD)方法引起糖尿病，8周后给予生理盐水(saline)皮下灌注2周作为鸢尾素的对照；
(3 )糖尿病-鸢尾素组(STZ/HFD-1ri sin ):采用链脲霉菌(STZ )联合高脂饮食(HFD )方法引起糖尿病，8周后给予鸢尾素皮下灌注2周。
[0017]糖尿病模型制作方法:采取联合应用小剂量STZ和高脂饮食的方法诱导糖尿病模型，这是公认的II型糖尿病动物模型。具体方法为:禁食4小时后一次性腹腔注射小剂量STZ (120 mg/kg)，正常对照组注射溶媒(vehicle)作为对照。3周后，糖尿病模型组开始给予高脂饮食(21.8 kj/g,脂肪含量60%)直至实验完成，正常对照组始终给予正常饮食(14.7 kj/g,脂肪含量 13%)。
[0018]实施例2微量渗透泵皮下持续给药
在戊巴比妥钠麻醉和无菌操作下，将含有生理盐水或鸢尾素的微型渗透压泵(1002型，Alzet公司)植入小鼠颈背部皮下组织，缝合切口，术后每天肌肉注射青霉素连续3天，以预防感染。鸯尾素为灌注剂量为1.44 nmol/day (0.24 nmol/μ I )，连续2周。
[0019]实施例3葡萄糖耐量实验(GTT)和胰岛素耐受实验(ITT)
葡萄糖耐量实验(glucose tolerance test, GTT):小鼠禁食过夜后，经腹腔注射葡萄糖(2.0 g/kg)，分别于注射前和注射后15、30、60和120 min测定血糖。
[0020]胰岛素耐量实验(insulin tolerance test, ITT):小鼠禁食6小时后，经腹腔注射胰岛素(0.75 units/kg)，分别于注射前和注射后15、30、60和120 min测定血糖。
[0021]实施例4糖原合成酶活性和肝糖原含量
糖原合成酶活性:糖原合成酶(GS)是糖原合成的关键酶，GS磷酸化导致GS活性降低，而去磷酸化引起GS激活。采用Western blot方法检测GS磷酸化水平反映GS活性变化。
[0022]肝糖原含量:采用糖原测定试剂盒(B1Vis1n公司)测定肝糖原水平。
[0023]实施例5肝脏的糖异生关键酶的表达磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖6磷酸酶(G6Pase)是糖异生的关键酶。采用实时定量PCR和Western blot方法分别检测这两种糖异生关键酶的mRNA和蛋白表达。
[0024]实验结果如附图1至5中所示:
(I)鸢尾素对糖尿病小鼠血糖的影响:
STZ/HFD (链脲霉菌+高脂饮食)诱导的糖尿病小鼠，包括糖尿病模型-生理盐水组(STZ/HFD-Sal ine )和糖尿病模型-鸢尾素组(STZ/HFD-1ri sin )小鼠，空腹血糖水平比正常小鼠-生理盐水组(Ctrl-Saline)的小鼠高；
鸢尾素灌注显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平，而对血清胰岛素水平无显著影响。见附图1，鸢尾素灌注对空腹血糖水平和血清胰岛素水平的影响，STZ/HFD-1risin组的小鼠空腹血糖水平比STZ/HFD-Sal ine组的小鼠明显降低，血清胰岛素水平无显著变化。
[0025]数据均以均值土标准误(mean 土 SE)表示，每组样本为7，P〈0.05为有统计学差异，* 与 Ctrl-Saline 组相比，Ρ〈0.05 ;卞与 STZ/HFD-Sal ine 组相比，Ρ〈0.05。
[0026](2)鸢尾素对糖尿病小鼠葡萄糖耐量实验(GTT)和胰岛素耐量实验(ITT)的影响: STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠的胰岛素敏感性比Ctrl-Saline组的小鼠降低，即产生了胰岛素抵抗；
鸢尾素灌注后，糖尿病小鼠的胰岛素敏感性增强，见附图2，鸢尾素灌注对葡萄糖耐量实验(GTT)和胰岛素耐量实验(ITT)的影响，STZ/HFD-1risin组的胰岛素敏感性比STZ/HFD-Saline组的小鼠明显增强。
[0027]数据均以均值土标准误(mean 土 SE)表示，每组样本为7，P〈0.05为有统计学差异，* 与 Ctrl-Saline 组相比，Ρ〈0.05 ;卞与 STZ/HFD-Sal ine 组相比，Ρ〈0.05。
[0028](3)鸢尾素对糖尿病小鼠肝糖原的影响:
STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠，包括STZ/HFD-Sal ine组和STZ/HFD-1risin组的小鼠，肝糖原含量比Ctrl-Saline组的小鼠降低；
鸢尾素灌注后，糖尿病小鼠的肝糖原水平显著升高，见附图3，鸢尾素灌注对肝糖原水平的影响，STZ/HFD-1risin组的肝糖原水平比STZ/HFD-Sal ine组的小鼠明显升高。
[0029]数据均以均值土标准误(mean 土 SE)表示，每组样本为7，P〈0.05为有统计学差异，* 与 Ctrl-Saline 组相比，Ρ〈0.05 ;卞与 STZ/HFD-Sal ine 组相比，Ρ〈0.05。
[0030](4)鸢尾素对糖尿病小鼠肝脏中糖原合成酶活性的影响:
STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠，包括STZ/HFD-Sal ine组和STZ/HFD-1risin组的小鼠，肝脏中糖原合成酶(GS)磷酸化水平比Ctrl-Saline组的小鼠升高，说明糖尿病小鼠GS活性降低；
鸢尾素灌注后，糖尿病小鼠的GS磷酸化水平降低，说明鸢尾素升高糖尿病小鼠GS活性，见附图4，鸢尾素灌注对肝脏的GS磷酸化水平的影响，STZ/HFD-1risin组的GS磷酸化水平比STZ/HFD-Sal ine组的小鼠明显降低。
[0031]数据均以均值土标准误(mean 土 SE)表示，每组样本为7，P〈0.05为有统计学差异，* 与 Ctrl-Saline 组相比，Ρ〈0.05 ;卞与 STZ/HFD-Sal ine 组相比，Ρ〈0.05。
[0032](5)鸢尾素对糖尿病小鼠肝脏中糖异生关键酶表达的影响:
STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠，包括STZ/HFD-Sal ine组和STZ/HFD-1risin组的小鼠，肝脏中的糖异生关键酶PEPCK和G6Pase mRNA和蛋白表达均比Ctrl-Saline组的小鼠升高，提示糖尿病小鼠糖异生增强；
鸢尾素灌注后，糖尿病小鼠的PEPCK和G6Pase的mRNA和蛋白表达均降低，说明鸢尾素减少糖尿病小鼠的糖异生，见附图5，鸢尾素灌注对糖尿病小鼠肝脏中糖异生关键酶表达的影响，STZ/HFD-1risin 组的 PEPCK 和 G6Pase 的 mRNA 和蛋白表达均比 STZ/HFD-Sal ine 组的小鼠明显降低。
[0033]数据均以均值土标准误(mean 土 SE)表示，每组样本为7，P〈0.05为有统计学差异，* 与 Ctrl-Saline 组相比，Ρ〈0.05 ;卞与 STZ/HFD-Sal ine 组相比，Ρ〈0.05。
[0034]总之，糖代谢紊乱和胰岛素抵抗是糖尿病发病的主要表现，而STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠在给予鸢尾素皮下灌注后，空腹血糖水平显著降低、胰岛素敏感性显著升高，并且鸢尾素减少糖异生和增加糖原合成，表明鸢尾素能显著改善糖尿病时的糖代谢紊乱和胰岛素抵抗，是治疗糖尿病的有效靶点，可以作为新的抗糖尿病药物或者药靶进行开发，为检测和治疗糖尿病提供了一种新的途径和手段。
【主权项】
1.鸢尾素(irisin)在制备抗糖尿病药物中的应用。
【专利摘要】本发明为制备抗糖尿病药物提供一个新的干预靶点，将鸢尾素（irisin）应用到糖尿病相关的药物开发中，以制备更好的治疗糖尿病的方法。STZ/HFD诱导的糖尿病小鼠在给予鸢尾素皮下灌注后，空腹血糖水平显著降低、胰岛素敏感性显著升高，并且鸢尾素减少糖异生和增加糖原合成，表明鸢尾素能显著改善糖尿病时的糖代谢紊乱和胰岛素抵抗，是治疗糖尿病的有效靶点，可以作为新的抗糖尿病药物或者药靶进行开发，为检测和治疗糖尿病提供了一种新的途径和手段。
【IPC分类】A61K38-22, A61P3-10
【公开号】CN104623640
【申请号】CN201510044037
【发明人】朱国庆, 熊晓青, 刘桐言
【申请人】南京医科大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月29日