Исследование гипогликемического эффекта и механизма действия суммарных алкалоидов в Sophora alopecuroides
Диабет - это группа метаболических заболеваний, характеризующихся гипергликемией и конечным диабетом, вызванным дефектами секреции инсулина или функции инсулина. По данным исследований, в 2017 году число больных диабетом в мире составило 851 миллион человек, и более 90% из них - это диабет 2 типа (T2DM). T2DM - это сложное метаболическое расстройство, характеризующееся хронической гипергликемией и различной степенью инсулинорезистентности (ИР). Одной из причин ИР является дисрегуляция экспрессии и функции белка-транспортера глюкозы 4 (GLUT4). Инсулин может стимулировать поглощение глюкозы в скелетных мышцах, в основном побуждая GLUT4 перемещаться из внутриклеточного хранилища в плазматическую мембрану. Дефект транспорта GLUT4 к поверхности клетки является ключевой особенностью инсулинорезистентности при диабете 2 типа. Поэтому понимание механизма транслокации и экспрессии GLUT4 чрезвычайно важно для профилактики и лечения диабета, что также указывает на то, что он является потенциальной лекарственной мишенью для лечения диабета.

Sophora alopecuroides L., многолетнее травянистое растение рода Sophora семейства бобовых, широко распространено в различных провинциях северо-западного Китая и странах Центральной Азии. Она обладает свойствами очищения от жара, детоксикации, рассеивания ветра и утоления жажды и стала широко используемым этническим лекарственным средством в северо-западном регионе. Алкалоиды являются одним из основных химических компонентов Sophora alopecuroides, и большинство химических и фармакологических исследований вращаются вокруг алкалоидных компонентов Sophora alopecuroides. Большинство алкалоидов в Sophora alopecuroides относятся к хиназолидиновым алкалоидам, которые являются производными пиперидина или пиридина. Они обладают важной фармакологической активностью и имеют перспективы применения в противовоспалительной, антиаритмической, противоопухолевой и иммунной сферах. В последние годы исследования показали, что общие алкалоиды, выделенные из Sophora alopecuroides, могут оказывать защитное действие на мышей с DSS-индуцированным колитом, облегчать повреждение толстой кишки, предотвращать дисбаланс кишечной микробиоты и регулировать метаболизм желчных кислот. Исследований по изучению общего содержания алкалоидов Sophora alopecuroides при диабете мало. Поэтому в данном эксперименте изучается гипогликемический эффект и связанные с ним пути действия путем извлечения общих алкалоидов Sophora alopecuroides, с целью полного использования ценности лекарственных ресурсов Sophora alopecuroides и предоставления нового способа мышления для исследования лекарств против диабета.

Сахарный диабет 2 типа (СД2) - это сложное хроническое нарушение обмена глюкозы, заболеваемость которым постоянно растет. В настоящее время традиционными препаратами для лечения диабета 2 типа являются метформин, инсулин, сульфонилмочевина и другие пероральные гипогликемические средства, а новые гипогликемические препараты в основном включают агонист рецептора глюкагона пептида 1 (GLP-1), ингибитор дипептидилпептидазы 4 (DPP-4i) и др. Эти препараты обладают большим или меньшим количеством побочных эффектов. Доказано, что традиционная медицина, полученная из натуральных растений, более экономична, чем современная, обладает хорошей клинической эффективностью и относительно небольшим количеством побочных эффектов. Поэтому становится все более актуальным поиск относительно безопасных лекарственных растений для лечения диабета.
В соответствии с химической структурой, основные компоненты традиционной китайской медицины в лечении диабета можно разделить на алкалоиды, полисахариды, сапонины, флавоноиды и другие категории. Исследования показали, что берберин, природный алкалоид со значительной гипогликемической активностью, может усиливать индуцированное инсулином поглощение глюкозы и транслокацию GLUT4, улучшая инсулинорезистентность. Пиперидиновые алкалоиды, такие как пиперин, активируют восходящий путь AMPK в клетках L6, тем самым фосфорилируя AMPK и вызывая транслокацию GLUT4 на плазматическую мембрану. Суммарные алкалоиды Sophora alopecuroides - это алкалоиды, выделенные из лекарственного растения Sophora alopecuroides, которое является общим названием целого ряда алкалоидов, включая софокарпин, софоридин, матрин и т.д. Существующие исследования показывают, что общие алкалоиды Sophora alopecuroides играют определенную фармакологическую роль в противоопухолевом, антимикробном, понижающем кровяное давление и т.д. действии, однако существует мало сообщений об исследовании диабета. Поэтому в данном эксперименте из надземных частей Sophora alopecuroides были выделены общие алкалоиды для изучения их гипогликемического действия.
На мембранную транслокацию GLUT4 в организме влияют многочисленные сигнальные пути, и одним из важных путей, влияющих на транслокацию GLUT4, является путь сигнального воздействия, опосредованный инсулином. Инсулин может связываться с инсулиновым рецептором (IR) и регулировать синтез гликогена, поглощение и деградацию глюкозы через фосфатидилинозитол-3-киназу/протеинкиназу B (PI3K/AKT), тем самым оказывая регулирующее воздействие на уровень глюкозы в крови. В этом эксперименте, проведенном на клетках L6, не было обнаружено значительных изменений в уровне фосфорилирования AKT после лечения TASA, что указывает на то, что гипогликемический эффект TASA не влияет на путь AKT. Поглощение глюкозы скелетными мышцами также может быть активировано и использовано через AMPK-путь, независимый от инсулина. Механизм заключается в том, что активация AMPK вызывает фосфорилирование TBC1D1, что, в свою очередь, повышает экспрессию нижележащей сигнальной молекулы GLUT4 и способствует ее транспорту из клетки к клеточной мембране, увеличивая поглощение и утилизацию глюкозы клеткой. PKC можно разделить на различные подтипы киназ, включая типичные PKC (PKC - α PKC-β、PKC-γ)， Результаты исследования новых PKC (PKC - ε, PKC - η, PKC - θ) и атипичных PKC (PKC - Zeta, PKC - λ) показывают, что использование ингибиторов PKC - Zeta ингибирует транспорт глюкозы при стимуляции инсулином, тогда как активация PKC - Zeta может увеличить транспорт глюкозы. В этом эксперименте исследовалось влияние TASA на пути AMPK и PKC в клетках и было обнаружено, что уровни фосфорилирования AMPK и PKC были повышены, что позволяет предположить, что TASA может дополнительно регулировать экспрессию GLUT4 путем активации путей AMPK и PKC.
В итоге, основываясь на GLUT4 в качестве мишени, этот эксперимент был направлен на экспрессию и транслокацию GLUT4 под действием TASA. Результаты показали, что TASA может эффективно увеличивать поглощение глюкозы, транслокацию и экспрессию GLUT4 в клетках скелетных мышц L6. Дальнейшие исследования механизма показали, что TASA способствует экспрессии белка GLUT4 через два сигнальных пути, AMPK и PKC. Эти результаты раскрывают потенциал TASA в лечении диабета. Однако в данном исследовании все еще отсутствуют соответствующие эксперименты с TASA на живом уровне. В последующих исследованиях будет изучено влияние TASA на уровень глюкозы в крови и связанные с ним показатели на живой модели через его действие на мышиной модели диабета 2 типа.