基于肠道菌群分析探讨葛根减轻T2DM db/db小鼠胰岛素抵抗的作用及机制

基于肠道菌群分析探讨葛根对 2 型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)db/db小鼠胰岛素抵抗的作用及可能机制.将 50只db/db小鼠随机分为模型组、二甲双胍组以及葛根高、中、低剂量组,另取10 只db/m小鼠为正常组.持续给药8 周,测量小鼠体质量和血糖;酶联免疫吸附测定法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测糖化血清蛋白(glycosylated serum pro-tein,GSP)、血清空腹胰岛素(fasting serum lisulin,FINS),计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR);HE染色观察胰腺组织病理学变化;免疫组化检测胰腺肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的表达;16S rRNA技术检测正常组、模型组和葛根中剂量组小鼠粪便肠道菌群结构变化;蛋白免疫印记法检测回肠组织中法尼醇X受体(farnesoid X receptor,FXR)、G蛋白胆汁酸偶联受体 5(takeda G protein-coupled receptor 5,TGR5),肝组织中胆固醇 7α-羟化酶(cholesterol 7α-hydroxylase,CYP7A1)、甾醇27α-羟化酶(sterol 27α-hydroxylase,CYP27A1)和结肠组织中G蛋白偶联受体41(G protein-coupled receptor 41,GPR41)、G蛋白偶联受体 43(G protein-coupled receptor 43,GPR43)的表达.与正常组比较,模型组小鼠体质量、血糖、血清 GSP、空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、FINS显著增加,HOMA-IR指数显著上升;胰岛细胞炎性浸润,大量腺泡细胞坏死变性,胰岛细胞和腺泡细胞边界不清晰;肠道菌群发生紊乱;组织中FXR、TGR5、CYP7A1、CYP27A1、GPR41 和GPR43 蛋白表达显著降低.与模型组比较,二甲双胍组、葛根组小鼠体质量、血糖、血清GSP、FBG、FINS显著降低;胰岛细胞形态完整呈团状边界清晰,少量腺泡细胞坏死,可见较多胰岛细胞;葛根中剂量组肠道菌群从门到属水平均发生了变化,影响肠道菌群代谢物的菌群相对丰度增加;组织中FXR、TGR5、CYP7A1、CYP27A1、GPR41 和GPR43 蛋白表达显著升高.综合实验结果发现,葛根可改善T2DM db/db小鼠胰岛细胞的炎症损伤,减轻胰岛素抵抗,其作用机制可能与增加肠道中放线菌门、双歧杆菌、拟杆菌属丰度和肠道菌群代谢物相关蛋白表达有关.