姜黄素衍生物对糖尿病小鼠糖耐量及脂代谢的影响.docx

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姜黄素衍生物对糖尿病小鼠糖耐量及脂代谢的影响

姜黄素衍生物对糖尿病小鼠糖耐量及脂代谢的影响

作者：

刘洋，郑斌,许秀枝,许建华

【摘要】　　目的观察姜黄素（Cur）衍生物对糖尿病模型小鼠糖耐量及脂代谢的影响。

方法以芳香醛、乙酰丙酮为原料，通过ClaisenSchmidt缩合制备Cur衍生物L3，以Cur为原料氢化还原得到四氢姜黄素。

化合物L3，四氢姜黄素，Cur和普罗布考对链脲佐菌素诱导糖尿病模型小鼠灌胃给药，葡萄糖氧化酶法测血糖，酶比色法测总胆固醇和甘油三酯。

SPSS13.0软件处理数据并做生存分析曲线。

结果化合物L3灌胃1g·kg-1·d-1可提高生存率，改善糖尿病高血脂的糖耐量，降低血清总胆固醇。

结论化合物L3具有改善糖尿病模型小鼠脂代谢的新功能。

【关键词】姜黄素；普罗布考；糖尿病；疾病模型；动物

　　ABSTRACT:

ObjectiveToinvestigatetheeffectofcurcuminderivativesonglucosetoleranceandlipidmetabolismindiabeticmice.MethodsL3wassynthesizedwitharomaticaldehydeandacetylacetonebyClaisenSchmidtcondensation.Tetrahydrocurcuminwassynthesizedwithcurcuminbyhydrogenation.CompoundL3,tetrahydrocurcumin,curcuminandprobucolwereadministeredtostreptozotocininduceddiabeticmice.GlucosewasmeasuredbyGlucoseoxidasemethod.Totalcholesterolandtriglycerideswereexaminedbyenzymecolorimetricmeasurement.SPSS13.0softwarewasusedtoprocessdataanddrawthesurvivalcurves.ResultsCompoundL31g·kg-1·d-1indiabeticmicesignificantlyincreasedthesurvivalrate,improvedimpairedglucosetoleranceanddecreasedtotalcholesterol.ConclusionCompoundL3canimprovelipidmetabolismofdiabeticmice

　　KEYWORDS:

CURCUMIN;Probucol;diabetesmellitus;diseasemodels;animal

　　福建医科大学学报2010年6月第44卷第3期刘洋等：

姜黄素衍生物对糖尿病小鼠糖耐量及脂代谢的影响姜黄素（Curcumin,Cur）是从姜科姜黄属植物姜黄（CurcumalongaL.）根茎中提取的多酚类天然产物，具有抗氧化活性,可逆转氧化应激对组织的损伤，降血糖、降血脂和抑制肾损害，从而阻止或延缓糖尿病及其并发症的发生、发展[1]。

　　四氢姜黄素（Tetrahydrocurcumin,THC）为Cur的主要代谢产物，具有抗氧化、降血脂、降血糖等活性，而且抗氧化活性比Cur强，细胞毒性比Cur低[23]。

普罗布考是降血脂药，兼有强大的抗氧化作用和抗动脉粥样硬化作用，广泛应用于心血管系统专科疾病的治疗及用于糖尿病并发症的治疗[4]。

　　本研究合成化合物（1E,6E）1,7二（3,5二叔丁基4羟基苯基）庚1,6二烯3,5二酮（L3）和THC,观察Cur,THC,L3,普罗布考对糖尿病模型小鼠糖耐量及脂代谢的影响。

　　1对象与方法

　　1.1对象

　　1.1.1仪器

　　核磁共振波谱仪（BrukerAvanceⅢ，400MHz，瑞士BrukerBioSpin公司），质谱仪（Agilent1100LC/MSDTrap离子阱液质联用仪，美国安捷伦科技公司），催化氢化装置（Parr1100，美国Parr公司）,显微熔点仪（X4,上海精密仪器厂）,温度未经校正。

快速血糖测试仪（SXT1，长沙三诺生物传感技术有限公司），紫外可见分光光度计（CARY50BIO，美国瓦里安公司），酶标仪（BIORADModel550，美国BioRad公司），自动生化仪（EOSbravo，意大利HOSPITEXDIAGNOSTICSsrl公司）。

　　1.1.2试剂

　　Cur（上海试剂三厂，分析纯，批号951105）。

链脲佐菌素（STZ，美国Sigma公司，98％HPLC），普罗布考片（每片0.25g，承德颈复康药业有限公司，批号070802），THC、L3参考文献合成[56]。

泊洛沙姆（F68，沈阳药科大学药大药业，批号070417）。

柠檬酸，柠檬酸三钠，胆固醇均为国药化学试剂公司。

Cur、THC、L3以熔融法制成固体分散体（药物∶泊洛沙姆=1∶5），再用蒸馏水配成水溶液，按0.2mL/20g体质量灌胃给药。

按2005版药典用无水乙醇从普罗布考片剂中提取普罗布考，同法制备。

血糖、总胆固醇、甘油三酯测定试剂盒（北京中生生物技术有限公司）。

其他试剂及溶剂均为国药集团化学试剂有限公司产分析纯或化学纯。

　　1.1.3动物

　　雄性昆明种小鼠78只，体质量18～22g[福建医科大学实验动物中心，许可证号SCXK（闽）200420002]，饲养条件：

温度18～25℃，湿度75%，12h交替照明，自由取食和饮水。

　　1.2方法

　　1.2.1合成

　　本研究根据拼合原理将姜黄素与普罗布考活性结构拼合在一起设计了L3，并由3,5二叔丁基4羟基苯甲醛与2,4戊二酮硼酐催化下ClaisenSchmidt反应全合成得到（图1）。

　　THC由钯碳催化氢化还原Cur的共扼双键得到（图2）。

　　1.2.1.1L3的合成

　　250mL烧瓶中，乙酰丙酮6g（60mmol）和B2O32.92g（42mmol）溶于乙酸乙酯100mL中，40℃下搅拌反应0.5h,加入3,5二叔丁基4羟基苯甲醛28.08g（120mmol），硼酸三丁酯27.6g（120mmol），继续搅拌0.5h,正丁胺3mL（30mmol）溶于乙酸乙酯50mL中慢慢滴加，0.5h滴完，40℃反应4h后过夜，加0.5mol·L-1盐酸100mL,升温至60℃反应1h，溶液变为暗红色，分层，加乙酸乙酯萃取，用食盐水洗3次，浓缩后用无水乙醇重结晶。

黄色粉末，收率60%，熔点192～195℃（文献[5]190～192℃）。

ESIMS：

533.4（M+1）。

1HNMR（CDCl3，ppm）δ7.65（2H,d,J=16Hz,H1,7）；7.43（4H,s,ArH），6.52（2H,d,J=16Hz,H2,6），5.90（1H,s,H4），5.55（2H,brs,2ArOH），1.50[36H,s,4ArC（CH3）3]。

　　1.2.1.2THC合成

　　250mL催化氢化反应瓶中加入丙酮100mL，Cur10g，10％钯碳1g，25PSI下加压催化氢化反应1h，反应液过滤，滤液浓缩后为油状物,用乙醚重结晶，得到白色固体，收率66%，熔点100～102℃（文献[6]98～100℃）。

1HNMR（CDCl3）δ（ppm）6.82（q,2H,ArH），6.66（m,4H,ArH）,5.53（s,2H,COCH2CO），5.42（s,1H,OC=CHCO），3.85（s,6H,2OCH3），2.80（t,4H,COCH2,J=8Hz），2.55（t,4H,2CH2Ar,J=8Hz）。

　　1.2.2Cur衍生物对糖尿病模型小鼠糖耐量与血脂的影响

　　1.2.2.1动物分组、给药及建模

　　小鼠适应性喂养1周后随机分组，共分为7组：

正常对照组、模型对照组、普罗布考组、Cur组、THC组、L3低剂量组、L3高剂量组，除模型对造组为12只外其余各组均为11只。

实验从第1次给药开始到处死共50d，各治疗组以普罗布考1000mg·kg-1、Cur700mg·kg-1、THC700mg·kg-1、L3低剂量组1000mg·kg-1、L3高剂量组1500mg·kg-1灌胃，每日1次，正常对照组和模型对照组每日给以等量的泊洛沙姆水溶液。

造模前1天所有小鼠禁食过夜，将STZ溶于0.1mol·L-1枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液（pH4.2）中配成1%的溶液，模型组和各治疗组以50mg·kg-1体质量单次腹腔注射，于第5,14,17,20天共4次造模。

正常对照组小鼠给以等体积的枸橼酸枸橼酸钠缓冲液腹腔注射。

实验期间动物自由进食进水，未使用胰岛素及其它降糖药物。

　　1.2.2.2标本采集

　　第49天小鼠禁食过夜。

第50天剪尾采血测空腹血糖。

以2g·kg-1体质量的剂量灌胃50%葡萄糖溶液，灌胃后30,60,120min剪尾采血测血糖。

摘眼球取血，4℃4000r/min离心10min分离血清，-20℃保存。

　　1.2.2.3观察指标和测定方法

　　葡萄糖氧化酶法测血糖，酶比色法测血清总胆固醇和血清甘油三酯。

　　1.3统计学处理

　　数据以x±s表示,采用SPSS13.0统计软件处理。

以t检验、ANOVA和NewmanKeuls法进行显著性检验，P<0.05为差别有统计学意义,P<0.01为差别有显著性意义。

　　2结果

　　2.1Cur及其类似物对高脂血症糖尿病小鼠生存率的影响

　　正常对照组、模型对照组、普罗布考组、Cur组、THC组、L3低剂量组、L3高剂量组的小鼠生存数（率）分别为11（100%），6（50%），9（82%），2（18%），9（82%），10（91%），9（82%）；生存曲线见图4。

　　2.2Cur及其衍生物对高脂血症糖尿病小鼠空腹血糖、糖耐量、血清总胆固醇和甘油三酯的影响Cur及其衍生物对高脂血症糖尿病小鼠空腹血糖、糖耐量、血清总胆固醇和甘油三酯的影响见表1。

表1Curs对高脂血症糖尿病小鼠糖耐量、血清总胆固醇和甘油三酯的影响（略），Tab1Effectofcurcuminderivativesonglucosetolerance,lipidmetabolismindiabeticmice（略）。

　　3讨论

　　生存率曲线看，多次小剂量STZ腹腔注射对小鼠造成严重的氧化损伤，模型对照组有50%的小鼠死亡。

而各给药组死亡率均有不同程度降低。

Cur组死亡率高可能与Cur低剂量下抗氧化，高剂量下促氧化作用有关[7]；也可能与提前给药然后腹腔注射链脲霉素造模同时给药的方法促氧化有关，即Cur对糖尿病小鼠的保护作用具有浓度和时间依赖的双重作用[8]。

　　模型组餐后血糖曲线较正常对照组明显升高，提示糖耐量明显下降，而用药组糖耐量明显改善，L3低剂量组糖耐量改善最为显著，L3高剂量组和Cur组糖耐量也有明显改善。

本组小鼠出现明显的脂代谢紊乱，模型组总胆固醇、甘油三酯均显著升高。

经过治疗，L3低剂量组和L3高剂量组总胆固醇均显著下降，但对甘油三酯无影响。

L3具有改善糖尿病模型小鼠脂代谢的新功能，比Cur活性更强，其作用机制有待进一步研究。

【参考文献】

　　[1]AnandP,ThomasSG,KunnumakkaraAB,etal.Biologicalactivitiesofcurcuminanditsanalogues（Congeners）madebymanandMotherNature[J].BiochemPharmacol,2008,76（11）:

15901611.

　　[2]PariL,MuruganP.Antihyperlipidemiceffectofcurcuminandtetrahydrocurcumininexperimentaltype2diabeticrats[J].RenFail,2007,29（7）:

881889.

　　[3]PariL,MuruganP.Effectoftetrahydrocurcuminonbloodglucose,plasmainsulinandhepatickeyenzymesinstreptozotocininduceddiabeticrats[J].JBasicClinPhysiolPharmacol,2005,16（4）:

257274.

　　[4]TanousD,HimeN,StockerR.Antiatheroscleroticandantidiabeticpropertiesofprobucolandrelatedcompounds[J].RedoxRep,2008,13

（2）:

4859.

　　[5]VenkateswarluS,RamachandraMS,SubbarajuGV.Synthesisandbiologicalevaluationofpolyhydroxycurcuminoids[J].BioorgMedChem,2005,13（23）:

63746380.

　　[6]李翠灵.甲砜霉素衍生物、姜黄素衍生物及维生素C衍生物的合成[D].沈阳药科大学硕士学位论文，2004.

　　[7]KunwarA,SandurSK,KrishnaM,etal.Curcuminmediatestimeandconcentrationdependentregulationofredoxhomeostasisleadingtocytotoxicityinmacrophagecells[J].EurJPharmacol,2009,611（13）:

816.

　　[8]肖健,李校,郭建红,等.姜黄素对过氧化氢诱导的血管内皮细胞损伤的双重作用[J].中国临床药理学与治疗学,2005,10（12）:

13761380.