麻醉药物基因组学研究论文

2022-04-25

[摘要]临床药理学是一门以药理学和临床医学为基础,阐述药物代谢动力学、药物效应动力学、药物毒副反应的性质、药物作用机制及药物相互作用规律的新兴学科。Seminar教学法是由传统的教师讲授为主导的单一模式转向以学生为主体的新的教育模式,能够充分调动学生学习的主动性和积极性,加深学生对课程的掌握以及培养学生的科研能力。今天小编为大家推荐《麻醉药物基因组学研究论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

麻醉药物基因组学研究论文 篇1:

从探索生命密码到个体化医疗(二)

个体化用药:理想与现实

大家都知道,每个人对药物的反应不一样。但是,药厂开发药物,医生开处方,对这个事实基本上是视而不见。他们制药、开药都是针对多数病人的“平均水平”。

比如说,开刀麻醉要用肌肉松弛剂。这种药对有的人有副作用。用的不好可能死人。50年前就已经有办法找出用这种药后可能会死亡的病人。可是,直到今天,这些办法还没有在临床普遍应用。

最近,美国食品与药物管理局推荐了两种帮助医生用药的基因检测方法。检测结果可以帮助医生选择一种抗凝血药的起始剂量。

可是,许多医生对这些检测方法的实际价值持怀疑态度。他们的怀疑也不是没有道理的。一方面,需要用药时检测结果还没有出来。用药又不能等。另一方面,检测结果提供的病人对起始剂量反应的信息,并不比医生们的观察提供的信息,价值更大。

这类基因检测,也许可以帮助少数对药物非常敏感或者非常不敏感的病人。但是,对大多数人来说,这些检测还没有多大实际价值。

当然,将来,基因检测会发挥重要作用。根据基因组学和蛋白质组学的研究结果,毒理学将会从目前的描述性科学变成预测性科学。也就是说,我们可以提前发现对药物和膳食补充剂副作用敏感的人,采取措施,避免毒性反应发生。

环境和行为:影响不容忽视

要使医学和公众健康真正从基因组学中获益,我们面临很多挑战。我们需要明白影响疾病的各种非遗传危险因素,包括环境和行为因素。我们需要清楚基因和环境之间的相互作用。

环境因素包括感染、饮食、营养、压力。体力活动、污染物、杀虫剂、放射线、噪音和其他物理因素、草药、烟草、酒精、处方药、非处方药。这些因素可能引起基因突变。也可能引起短暂性的或者遗传性的染色体改变。还有可能影响治疗效果。

个体化医疗可以从传染病开始。我们可以对病人和传染源细菌或病毒进行基因分型。了解细菌或病毒和病人的相互作用,可以帮助选择最佳治疗方案。

对付像艾滋病、结核、疟疾和流感这类特别麻烦的传染病,我们需要疫苗。开发疫苗,现有的知识远远不够。我们可以通过基因组学更多地了解这些细菌或病毒和容易感染人群之间的关系。

目前,我们已经开始运用基因组学开展世界范围的传染病监测。如果能提前发现动物和动物接触者中出现病原体的新类型,我们就可以采取措施,减少传染病大流行的危险。

个体化医疗:任重道远

“个体化医疗”的说法现在非常流行。它反映了人们希望能够“因人施治”的愿望。对个体化医疗的渴望也反映了一个客观事实。这个事实是即使被诊断为同一种疾病,每个人的发病原因机制都可能不一样。因此,不能用一种治疗方法。

现在广泛使用的许多药,其实只能使不到三成的用药者从中得到好处。这三成人当中,还有一部分可能不吃药也会好,一部分是因为服药对他们的安慰作用好起来的。

要想达到理想的“P4医学”——预测性、预防性、个体化、参与性医学,我们必须考虑下面这些复杂的问题。

第一,我们要在分子、生理和临床层面积累足够的科学证据,才能把不同的病人分型和分类。然后,针对性地进行治疗或者预防。比如说,对特殊类型的白血病、乳癌和结肠癌病人,现在可以在基因组学的指导下,有针对性地从分子层面上进行药物治疗。举个例子,如果没有基因组学的指导,对所有结肠癌病人都用同一种抗癌药物的话,可能会有将近一半的结肠癌病人没有效果。

第二,随机临床试验中有效的证据,往往来自严格选择的病人。社区中的实际病人,很多都是几种病同时缠身,与严格选择的病人有很大差距。因此,临床试验中获得的证据,在现实生活中不一定完全适用。

第三,在现实生活中,医疗仪器和手术治疗是否有效,很大程度上取决于能否获得治疗和治疗是否及时。

第四,如果没有更好的治疗方法,哪怕没有什么好处,医生也会继续使用老的药物或者医疗器械。现实生活中,要证明一种治疗方法没有任何好处,是很困难的。另外,病人还常常要求得到某种具体的治疗。

指导临床决策,因人而异用药和检测的信息可以在互联网“药物基因组学知识库”中获取。网址是:wwwDharmGKB.org。

随着电子健康档案的普及,在网上可以找到相关信息资源来解释每个病人具体检查的复杂结果。因为分子生物学的检查和影像信息越来越复杂,常规的建议“问您的医生”恐怕不行。医生也有可能不知道。因此,还要准备有效的指南,帮助医生在网上找到需要的信息。

展望未来:六个好处

随着研究的深入,部门间合作的加强,在不远的将来,基因组学和相关研究和实践至少能给我们带来六个好处。

人类实际上只有2万个指导细胞制造蛋白质的基因。可是,这2万个基因造出了一百万种蛋白质。

○关于常见病的分子生物学信息越来越多。个人做基因组测序,花费不到1千美元。

○许多病有了分子生物学的检测工具。包括基因特异性的、器官特异性的和病因特异性的分子生物学检测工具。

○为某些新药或者复合药的开发打下了基础。这些药物最有可能用来治疗癌症、大脑疾病、心血管病和肝病。

○药物基因组学在药品审批和电子处方指南中取得很大进展。医生将为病人提供更精确的诊断,更安全有效的治疗。

○与基因类型和疾病危险有关的、可改变的环境和行为因素的信息越来越多。这些信息可以指导公众健康和和个人行为改善。

○消费者能更好地理解基因组学,因此能够更好地遵从促进公众健康的措施。例如,加强锻炼,良好营养,控制血压、胆固醇、体重、血糖,减少对传染性因素和化学性危险因素的接触。这些措施对我们的整体健康十分重要,完全可以抵消那些仅有统计学相关意义的遗传危险因素的作用。

我们期望,会有更多的证据表明,基因和疾病相关的知识将会激励人们追求健康的行为。

麻醉药物基因组学研究论文 篇2:

Seminar教学法在临床药理学课程中的应用

[摘要]临床药理学是一门以药理学和临床医学为基础,阐述药物代谢动力学、药物效应动力学、药物毒副反应的性质、药物作用机制及药物相互作用规律的新兴学科。Seminar教学法是由传统的教师讲授为主导的单一模式转向以学生为主体的新的教育模式,能够充分调动学生学习的主动性和积极性,加深学生对课程的掌握以及培养学生的科研能力。我们在临床药理学课程中应用Seminar教学法,促进了临床药理学课程的学习和研究,取得了良好的教学效果。

[关键词] Seminar教学法;临床药理学

临床药理学(clinical pharmacology)是近几十年来迅速发展起来的一门新兴学科,是药理学科的分支,主要研究药物在人体内的作用规律和药物相互作用过程的一门交叉学科。临床药理学以患者为研究对象,研究药物在体内处置过程以及药物对人体的作用规律和机制,同时探讨临床用药的安全性、有效性,制定个体化治疗的剂量方案,减少药物不良反应和药源性疾病的发生。临床药理学从根本上解释了药物治疗效应和不良反应的机制,并且和药物的临床应用紧密结合,是一门医学与药学、药理学与治疗学紧密结合的现代新兴学科。近年来,临床药理学的发展备受关注,我们在临床药理学课程的教学中合理应用Seminar教学法,能够充分调动学生学习的主动性和积极性,加深学生对书本知识的掌握,激发学生对本门课程学习的兴趣,以及培养学生的科研能力和促进学生对临床药理学这门课程的学习和研究。

1 Seminar教学法

Seminar教学法又称为研讨会,是指学生在教师的指导下,根据某一课题结成研究小组,在大量查阅文献和调查研究的基础上,进行自由和广泛的学术探讨,从而实现教学和科研的双重目的[1]。Seminar教学法最早起源于英国。 1737 年, 德国著名学者J .M.GESNER将Seminar教学法引入到德国哥延根大学中,随后,Seminar教学法对欧美等国家产生了一定的影响。Seminar教学法目前是世界上普遍采用的教学形式之一[2-3]。随着教育体制的改革,建立一所研究型创新大学要求必须教学和科研相结合,我国很多大学在课

程教学中也采用Seminar教学法,取得不错的教学效果 [4-5]。Seminar教学法主要强调学生的参与,其核心是充分挖掘学生的主动学习的能力和学术潜能、培养学生的自主创新能力,以及深化学生对课程的掌握,从而提高教学质量[6]。它主要分为老师指定题目的Seminar、学生自选题目的Seminar、报告+讨论式的Seminar、讨论式的Seminar和问题解决式的Seminar等5种形式 [7-8]。Seminar对学生提出的要求是:Listen(听得懂)、Speak(讲得明)、Read(读得懂)、Write(写得好)。广西医科大学药学院药理学教研室根据自己学科的特点和针对不同的学生能够,分别在对本科生和研究生临床药理学课程的讲授中应用了Seminar教学法,取得了良好的教学效果。和传统的以老师讲授为主的教学方法相对比,我们对Seminar教学法作出以下总结:

1.1 Seminar教学法更注重互动性

Seminar教学法是一个教学互动的过程。由学生占主导,教师与学生一起参与,充分调动了学生的主动性和创造性, 加深学生对课程的理解与掌握,同时营造良好的教学氛围,能更有效地激发学生的对学习知识的兴趣,帮助学生对知识的充分理解和吸收,提高教学效率。

1.2 Seminar教学法更具有激励性

Seminar教学法注重启发学生的思维,整个研讨会由学生来完成,从而激发学生的创造性思维。

1.3 Seminar教学法更具有研究性

Seminar法教学的内容在课本的基础上,由老师提出问题或者学生自选题目,紧跟最新的科学研究进展,查阅大量的书籍和研究文献,总结最新的研究成果,提出问题和新的研究方向,Seminar法教学可以有效挖掘学生的研究能力,培养实用型的学生。

1.4 Seminar教学法有助于培养学生自信心

Seminar给每个学生提供了平等的参与的机会和与他人合作的机会,使学生在学习的过程中学会如何与他人相处、开展合作,并有助于培养学生的集体感和自信心。

2 临床药理学的飞速发展

临床药理学是近几十年迅速发展起来的一门新兴学科, 以促进医药结合、基础与临床结合、指导临床合理用药、提高治疗水平、推动医学与药理学发展为目的。其主要任务为通过临床药理学研究,对新药的有效性与安全性做出科学评价;通过血药浓度监测,调整给药方案,安全有效的使用药物;监察上市后药物的不良反应,保障用药安全;通过医疗与会诊,合理使用药物,提高病人治疗水平。因此,临床药理学是现代医学的医疗、教学与科研不可忽视的一门学科。近几年来个体化医学和循证医学概念的提出和应用,进一步丰富了临床药理学的内涵。临床药理学的发展对我国新药的开发、新药的临床研究、创新药物平台建设、药品管理、医疗质量和医药研究水平的提高也起着十分重要的作用。同时,临床药理学在新药临床研究的科学性、规范性等方面的完善和推动我国新药创制作出了重要贡献;在遗传药理学和药物基因组学、临床合理用药和个体化用药、药物不良反应监测、临床药效和不良反应的机制研究等方面也作出了显著成绩[9-10]。

我国临床药理学发展迅速,正初步形成了一支相当规模的临床药理专业队伍,在新药研究、药物评价、教学、医疗、国内外学术交流与咨询服务中发挥重要的学术骨干作用。广西医科大学也非常重视临床药理学这门学科的发展,分别在各附属医院成立临床药学部和建立药物临床研究基地,承担各类新药的临床药理研究任务,汇集了药理学、临床医学、药学、化学、数学、生物统计等专业人员,为我区新药临床研究起到重要作用。广西医科大学药学院药理学教研室分别和广西医科大学附属第一医院、广西自治区人民医院的临床药学部和临床药物试验基地建立教学共建单位,聘请附属医院和自治区人民医院的专家为特聘教授,来为学生进行临床病例的讨论和指导学生在医院各个临床科室的临床见习工作,并培养了一批临床药学专业的学生。除此之外,广西医科大学药理学教研室定期开展临床药理学学术交流活动,举办各种临床药理学学术研讨会,积极促进临床药理这门学科的发展。

3 临床药理学课程中应用Seminar教学法的重要性

临床药理学是在药理学与临床医学的交叉中应运而生的理论和实践紧密结合的新兴学科,其主要职能包括新药的临床研究与评价、市场药物的再评价、药品不良反应的监测,除此还承担了临床药理学的教学与临床药师的培训。Seminar教学法特别强调理论与实践的结合以及学生之间的合作和讨论,这些为学生在临床药理学知识的学习提供基础和条件。

3.1 临床药理学强调理论与实践相结合

临床药理学的研究方向和课题来自于临床实践,最终服务于临床用药。药物的临床研究和药品不良反应的监测是临床药理学研究的重要任务。药物的临床研究的内容主要是新药的临床试验,药品不良反应的监测主要包括:收集药品不良反应的信息,对药品不良反应的危害情况进行进一步调查,并及时向药监部门进行汇报。药物不良反应是临床用药中的常见现象,多数药物的药理效应具有显著的个体差异,不同人群中服用同一药物,疗效有很大的差别。监测药物不良反应和药物反应个体和群体间差异可以避免重大医药事故的发生、提高药物治疗效果和改善人们生活质量。Seminar教学法可以通过病例讨论和运用临床药理学知识来分析和解决临床用药的实际问题以及加深临床药理学知识的掌握。

3.2 Seminar教学法强调学生主动性学习

近些年来,临床药理学的学科地位彰显重要,临床药理学的学科的发展对新药的开发、药品管理、提高医药质量和研究水平起着极为重要的作用。教师必须根据临床药理学特点,指导学生阅读大量的文献,把握最新的研究方向和研究重点。Seminar教学法要求学生必须查阅相关问题的大量资料和文献,掌握本专业最新的研究进展,有利于学生更好的掌握本专业的知识[11]。

3.3 Seminar教学法强调团队的合作

Seminar教学法要求学生互相合作,可以有效地发展学生的团体合作意识和能力。 应用Seminar教学法能够集思广益,充分融汇大家的思路和知识,共同为临床药理学课程的学习输入新鲜血液。

4 Seminar教学法在临床药理学课程中的应用

临床药理学课程强调实践,重视实际病例的讨论,在临床药理学教学过程中实施Seminar教学法可以将书本知识和临床实际用药结合起来,并将本学科最新研究进展和科研成果引进Seminar教学中,能够充分挖掘学生的思维和培养学生的科研能力。我们在进行临床药理学教学时,根据临床用药的分类分别将学生分为高血压病药物讨论组、糖尿病药物讨论组、精神性疾病药物讨论组、肿瘤疾病药物讨论组等若干小组。每两周举行一次研讨会,每次约2 h,各个讨论组轮流进行宣讲。讨论小组根据所学的课程和临床实际用药中发生的情况,查阅大量的文献进行学术报告或病例讨论。研讨会以中英文结合的形式进行,可邀请教授、高年资同学和临床医生参加,还特别邀请附属医院的专家参加。比如,二甲双胍是治疗2型糖尿病的一线用药,也是肥胖或体重增加病人的首选用药,我们在临床见习中发现二甲双胍的疗效具有显著的个体差异性,不同的人服用二甲双胍后疗效有很大的差异,同时还发现二甲双胍对肺癌有一定的疗效,针对这一现象,我们举行一次Seminar研讨会。首先由老师指定题目,然后学生先熟悉课本的知识,再根据临床实际发生的问题,查阅大量国内外文献,最后进行学术研讨,这个研讨会由糖尿病药物讨论组完成。

首先,由主持人—教师简要介绍本次Seminar研讨会的主题——二甲双胍药物效应个体差异的研究进展(5 min)、同时介绍报告人员的安排和报告的进程。 其次,由报告人进行宣讲(30~40 min)。本部分是Seminar的主体部分。 报告人针对报告的主题陈述自己的观点,通常称为presentation。报告人代表小组的全体工作(group work)。报告者利用多媒体形式进行论述,对报告者的要求是表达要精确、简单明了、衣着整洁、态度上礼貌谦虚。然后,由点评人评论 (5~10 min)。在这一阶段,先请group work进行补充性发言,然后大家可进行包括提问、批评、建议在内的多种形式的发言式评论,指出报告中存在的问题或多媒体演示中的错误,或要求报告人对某些内容进行解释,报告人一般只作简要的解释说明。接下来,由听讲者进行提问与辩论(15~20 min)。这一阶段主要是围绕presentation的主题进行交流,所有参加者可向报告人提问,对报告人以及group work的观点、论据提出意见,或对命题进行辩论。报告人及group work可以进行解释和补充,这是学术交流中最精彩的部分,可以充分展示group work的学术积累和思辨才智。在交流阶段,主持人调动大家的参与热情,鼓励大家积极发言,但同时也要把握讨论的方向,使讨论紧扣presentation进行。最后,由主持教师对本次presentation进行评价与总结(5 min)。教师对本次Seminar所取得的收获或对研究的问题进行分析和总结。主持人要善于从学生的评论和观点中发现问题、提出问题,对学生的工作进行鼓励。课堂结束时, 教师向学生发放评价单让学生填写,主要是为了收集学生对报告人所进行的presentation的效果进行评价。评价的内容一般包括报告的内容、报告的方式、语言和非语言行为的运用以及辅助手段的运用等。为改进学生的报告技能提供反馈信息。将学生的Seminar报告论文装订成册,作为资料保存[12]。

通过本次研讨会,学生充分了解二甲双胍药物的作用机制和在临床中的应用、以及药物效应个体差异的遗传学机制和环境因素的影响,同时了解二甲双胍最新的研究进展和未来2型糖尿病的个体化医学模式。Seminar教学法充分调动了学生学习的积极性和培养学生的研究能力,加深了对这一章节知识的掌握。

Seminar教学法在临床药理学课程中的应用效果显著。我们将Seminar学习模式引入到临床药理学教学中,能改变传统教学模式中学生被动参与的现象,有助于提升学生的学习能力和自主创新能力、扩大学生知识面,锻炼学生的综合能力和实践能力, 促进学生对临床药理学这门课程的掌握,具有较好的推广应用价值。

[参考文献]

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[3] 周亮.Seminar教学法及在日本的大学理论课中的运用[J].科技信息,2008,17(9):164-165.

[4] 李蓓.本科Seminar课程教学的综合分析[J].教育与现代化,2003,69(4):35.

[5] William,M&R.Burden. Psychology for Language Teachers[M]. New York:Cambridge University Press,1997:88-107.

[6] 冯琳佩.略论基于社会互动理论的Seminar教学模式对研究生教育质量的影响[J].成都教育学院学报,2006,20(4):45-47.

[7] 陈潭,程瑛.Seminar教学法、案例教学法及其课堂教学模型建构[J].湖南师范大学教育科学学报,2004,4(3):57-59.

[8] 马启民.Seminar教学范式的结构、功能、特征及其对中国大学文科教学的启示[J].比较教育研究,2003,153(2):20-23.

[9] 周宏灏.遗传药理学[M].北京:科学出版社,2001:1-50.

[10] 张晓红,邓汉武,贾素洁.深化药理学教学改革医学教育初探[J]. 医学教育探索,2006,5(9):819-820.

[11] 钟河江.Seminar 教学在麻醉学住院医师培训中的应用[J].中国高等医学教育,2010,2(4):117.

[12] 官杰,王琪.Seminar 教学法效果评价[J].齐齐哈尔医学院学报,2009, 30(14):1755-1757.

(收稿日期:2013-04-07)

作者:董敏 覃杨 魏涌标

麻醉药物基因组学研究论文 篇3:

滋膵饮对2型糖尿病模型大鼠的降糖作用及机制研究

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2019.21.18

摘 要 目的:研究滋膵饮对2型糖尿病模型大鼠的降糖作用及其机制,为其临床应用提供理论基础。方法:将80只雄性大鼠高糖高脂饲料喂养4周后,单次腹腔注射链脲佐菌素35 mg/kg复制2型糖尿病大鼠模型,另取10只大鼠作为正常组。将糖尿病模型大鼠随机分为二甲双胍组(阳性对照,0.2 g/kg)、模型组(等体积蒸馏水)和滋膵饮高、中、低剂量组(14.0、7.0、3.5 g/kg),每组10只。连续灌胃给药2周后,采用全自动血糖仪测定各组大鼠空腹血糖值;采用酶联免疫吸附法测定各组大鼠血清胰岛素水平;采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)检测各组大鼠胰腺组织中c-Jun氨基末端激酶(JNK)、蛋白激酶B(Akt)和胰岛素受体底物1(IRS-1)mRNA表达水平;Western blot法检测各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1蛋白的磷酸化程度。结果:与正常组比较,模型组大鼠空腹血糖、胰腺组织中JNK mRNA的表达水平和JNK、IRS-1蛋白的磷酸化程度均显著升高(P<0.05或P<0.01),血清胰岛素含量、Akt mRNA、IRS-1 mRNA的表达水平和Akt蛋白的磷酸化程度均显著降低(P<0.01);与模型组比较,二甲双胍组和滋膵饮高、中剂量组大鼠空腹血糖均显著降低(P<0.05),二甲双胍组和滋膵饮高剂量组大鼠血清胰岛素含量均显著升高(P<0.01),二甲雙胍组和滋膵饮各剂量组大鼠胰腺组织中JNK mRNA的表达水平均显著降低(P<0.01)、Akt mRNA、IRS-1 mRNA的表达水平均显著升高(P<0.01);二甲双胍组和滋膵饮高剂量组大鼠的JNK、IRS-1蛋白的磷酸化程度均显著降低(P<0.01)、Akt蛋白的磷酸化程度均显著升高(P<0.01)。结论:滋膵饮具有明显的降糖作用,其作用机制与降低胰岛组织中JNK和IRS-1蛋白磷酸化程度和升高Akt蛋白磷酸化程度有关。

关键词 滋膵饮;2型糖尿病;大鼠;胰岛素;c-Jun氨基末端激酶;蛋白激酶B;胰岛素受体底物1;血糖;作用机制

Study on Hypoglycemic Effect and Mechanism of Zicui Yin on Type Ⅱ Diabetic Rats

LIU Xinxin1,2,BAI Ru2,NIU Wenying2,WANG Chengxiang1(1.School of Basic Medicine, Guangxi University of TCM, Nanning 530000, China;2.College of Graduate, Heilongjiang University of TCM, Harbin 150040, China)

ABSTRACT   OBJECTIVE: To study the hypoglycemic effect and mechanism of Zicui yin on type Ⅱ diabetic rats, and to provide theoretic basis for clinical application. METHODS: Eighty male rats were fed with high fat/sugar diet for 4 weeks, and then given intraperitoneal injected with streptozotocin (35 mg/kg) to induce type 2 diabetic model. Other 10 rats were included in normal group. Model rats were randomly divided into metformin group (positive control, 0.2 g/kg), model group (constant volume of distilled water), Zicui yin high-dose, medium-dose, low-dose groups (14.0, 7.0, 3.5 g/kg), with 10 rats in each group. After 2 weeks of continuous intragastic administration, the fasting blood glucose of rats in each group was measured by automatic blood glucose meter. The serum insulin level was determined by ELISA. mRNA expression of JNK, Akt and IRS-1 were detected by RT-PCR; The phosphorylation of JNK, Akt and IRS-1 proteins in the pancreatic tissue of rats in each group was detected by Western blot method. RESULTS: Compared with normal group, the fasting blood glucose, mRNA expression of JNK, The phosphorylation of JNK and IRS-1 proteins in the pancreatic tissue of the model group were significantly increased (P<0.05 or P<0.01), while the serum insulin content, mRNA expression of Akt and IRS-1, the phosphorylation of Akt protein were significantly decreased (P<0.01). Compared with model group, the fasting blood glucose of rats in metformin group and Zicui yin high-dose and middle-dose groups decreased significantly (P<0.05), the serum insulin content of rats in both metformin group and Zicui yin high-dose group increased significantly (P<0.01), and mRNA expression of JNK in pancreatic tissue of rats in metformin group and Zicui yin groups decreased significantly (P<0.01), while mRNA expression of Akt and IRS-1 increased significantly (P<0.01). The phosphorylation of JNK and IRS-1 proteins in metformin group and Zicui yin high-dose group decreased significantly (P<0.01), while the phosphorylation of        Akt protein were increased significantly (P<0.01). CONCLUSIONS: Zicui yin can significantly reduce blood glucose level, the mechanism of which may be related to decreasing the phosphorylation of JNK and IRS-1 proteins and increasing the phosphorylation of Akt proteins in pancreatic islets.

KEYWORDS   Zicui yin; Type Ⅱ diabetes; Rat; Insulin; JNK; Akt; IRS-1; Blood glucose; Mechanism

糖尿病是一種慢性代谢性疾病,以葡萄糖和脂肪代谢紊乱、血浆葡萄糖水平升高为基本特征[1]。糖尿病病理生理基础为胰岛素分泌不足以及胰岛素的敏感性下降和胰高血糖素活性升高[2]。据2017年世界糖尿病联盟报道,与2017年相比,预计到2045年,全球糖尿病患者将增长35%左右[3]。2型糖尿病的发病机制尚不明确,多认为是由胰岛素抵抗和胰岛B细胞功能障碍引起[4]。胰岛素抵抗是2型糖尿病发病的重要机制之一,是胰岛素无法有效地调节组织和细胞摄取及利用葡萄糖的一种代谢状态[5]。

c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)是哺乳类动物细胞中丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路的一个亚类,具有干扰胰岛素的作用,能被炎性细胞因子和游离脂肪酸激活[6-8]。JNK基因在胰岛细胞内的表达会增加胰岛细胞的凋亡,阻碍胰岛素合成信号,抑制胰岛素的生成,导致机体出现胰岛素抵抗,从而影响机体对葡萄糖的吸收和利用。JNK信号通路处于激活状态时,能够降低胰岛素受体底物1(IRS-1)上酪氨酸激酶的活性,抑制IRS-1的磷酸化,从而抑制IRS-1上的酪氨酸残基与蛋白激酶B(Akt)上的亚基结合、抑制Akt的激活,最终导致胰岛素信号转导受阻,抑制胰岛素和葡萄糖激酶的基因转录和合成[9-11]。因此,抑制JNK的激活对胰岛细胞功能障碍有保护作用[12]。

双胍类降糖药是临床上最为常用的降糖药物,其长期应用所导致的抗药性及副作用限制了其应用[13]。传统的中药复方制剂,具有不良反应较少的特点,在治疗糖尿病方面,具有一定的效果[14]。滋膵饮方(由生黄芪、生地、生山药、山茱萸、生猪胰腺组成)源自张锡纯的《医学衷中参西录》[15]。现代研究表明,滋膵饮方加地骨皮、天花粉、葛根、黄精、川连加味方药对2型糖尿病、无自觉症状2型糖尿病等均有一定的治疗作用 [16-17]。相关药理研究发现,滋膵饮方能够修复糖尿病模型大鼠损伤的胰岛组织[18]。基于此,本研究通过建立2型糖尿病模型大鼠,研究滋膵饮对其血糖的干预作用及其作用机制,为滋膵饮临床防治糖尿病提供理论基础和科学依据。

1 材料

1.1 仪器

UV-160PC紫外分光光度计(日本Shimadzu公司);NANO 2000紫外分光光度计(美国Thermo公司);ACCU-CHEK罗氏卓越血糖仪、卓越金锐血糖试纸(德国罗氏诊断有限公司);H-2050R超速冷冻离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司);Exicycler 96荧光定量聚合酶链式反应(PCR)仪(韩国Bioneer公司);WD-9413B凝胶成像系统(北京六一仪器厂);ELX-800酶标仪(美国Biotek公司)。

1.2 药品与试剂

生黄芪、生地、生山药、山茱萸购自于黑龙江中医药大学附属第一医院,经黑龙江中医药大学肖洪彬教授鉴定为真品;生猪胰腺购自于哈尔滨市中盛生猪定点屠宰场;盐酸二甲双胍片(澳大利亚艾华大药厂,批号:8066462,规格:0.5 g);胰岛素试剂盒(北京诚林生物科技有限公司,批号:201810);RNase酶抑制剂(批号:RP5602)、总RNA提取试剂盒(批号:RP1001)、Super M-MLV逆转录酶试剂盒(批号:PR6502)均购自北京百泰克生物技术有限公司;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)制备试剂盒(批号:WLA013)、蛋白提取试剂盒(批号:WLA019)、BCA蛋白定量试剂盒(批号:WLA004)、高敏化学发光试剂盒(批号:WLA003)、JNK一抗(批号:WL01295)、磷酸化JNK(p-JNK)一抗(批号:WL01813)、Akt一抗(批号:WL0003b)、磷酸化Akt(p-Akt)一抗(批号:WLp001a)、IRS-1一抗(批号:WL03123)、山羊抗兔二抗(批号:WLA023)、β-肌动蛋白(β-actin)抗体(批号:WL01845)均购自沈阳万类生物科技有限公司;磷酸化IRS-1(p-IRS-1)一抗(美国CST科技有限公司,批号:2385s)。

1.3 动物

SPF级SD大鼠90只,体质量200~220 g,购于哈尔滨医科大学实验动物中心,动物生产许可证号:SCXK(黑)2016-001。实验动物饲养环境:温度为20~22 ℃,相对湿度为50%~65%。本研究经黑龙江中医药大学实验动物伦理委员会批准,所有研究均符合中国伦理委员会有关动物研究指导原则。

2 方法与结果

2.1 滋膵饮的制备

将生黄芪15 g,生地50 g,生山药50 g,山茱萸15 g四味药材加入到10倍量的水中浸泡0.5 h后,煎煮2次,合并水煎液,药液浓缩至质量浓度为0.7 g /mL,于4 ℃保存备用。取猪胰腺15 g剔除筋膜组织后,液氮速冻后,粉碎成细粉,临用时每1 mL药液中加入0.07 g,混匀,备用。

2.2 2型糖尿病模型大鼠的制备

取90只大鼠,适应性饲养1周后,随机抽取10只作为正常组,每笼5只,给予基础饲料喂养,自由饮水。其余大鼠给予高糖高脂饲料(67%大鼠维持饲料+10%猪油+20%蔗糖+2.5%胆固醇+0.5%胆酸钠),每笼5只,自由饮水。喂养4周后,除正常组大鼠外,其余大鼠禁食不禁水12 h,单次腹腔注射1%链脲佐菌素溶液(STZ)35 mg/kg[19]造模。分别于注射STZ 3、7 d后,禁食不禁水过夜(约8 h),尾尖取血测定空腹血糖值。当2次空腹血糖值均大于>11.1  mmol/L时,表明造模成功。最后本实验共取50只符合要求的模型大鼠。

2.3 动物分组与给药

将造模成功的50只大鼠,按血糖值和体质量随机分为5组,滋膵饮高、中、低剂量(14.0、7.0、3.5 g/kg,根据临床用量的4、2、1倍换算而得)组、二甲双胍(阳性对照,0.2 g/kg根据临床用量换算而得)组和模型组,每组10只。模型组和正常组大鼠给予等体积蒸馏水,灌胃体积均为20 mL/kg,每天给药1次,连续灌胃给药2周。

2.4 各组大鼠体质量的测定

用电子秤测定各组大鼠在给药前和给药1周、2周后体质量变化情况。

2.5 各组大鼠血糖的测定

末次给药后,各组大鼠禁食不禁水过夜(约8 h),尾尖取血,并用血糖仪测定各组大鼠空腹血糖值。

2.6 各组大鼠血清胰岛素含量的测定

给药结束后大鼠禁食8 h,腹腔注射10%水合氯醛4 mL/kg麻醉,腹主动脉取血,分别于肝素钠抗凝管中收集,在4 ℃下 2 500 r/min离心15 min,取上层血清入1.5 mL离心管中,-80 ℃冰箱保存,待用。将冻存的血清解冻后,用酶联免疫吸附(ELISA)法检测各组大鼠血清胰岛素含量。

2.7 各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1 mRNA的测定

每组取6只大鼠的胰腺组织,质量均为100 mg,分别放入玻璃匀浆器中,按照总RNA提取试剂盒的试验方法,提取各组大鼠胰腺组织的总RNA。然后将提取的总RNA进行反转录反应,得到其对应的cDNA,再以cDNA为模板,进行扩增,具体试验操作流程依据相关试剂盒操作说明。PCR反应条件:95 ℃ 1 min;95 ℃ 10 s、60 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,共40个循环。按照2-ΔΔct相对定量法分析目的基因与内参基因的相对表达水平。引物序列见表1。

2.8 Western blot法检测各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1蛋白及其磷酸化蛋白的表达水平

每组取3只大鼠的胰腺组织,质量均为150 mg,分别加入1 mL裂解液,在玻璃匀浆器内充分匀浆后,冰浴下静置30 min,使其完全裂解,4 ℃ 12 000 r/min离心15 min,提取上清液,并用BCA法测定蛋白浓度。SDS- PAGE凝胶电泳分离目的蛋白JNK、Akt、IRS-1,将电泳分离后的蛋白转移到NC膜上,用5%的封閉奶粉室温封闭30 min后,分别放入到JNK、Akt、IRS-1、p-JNK、p-Akt、p-IRS-1的一抗稀释液 (1 ∶ 500)中,4 ℃孵育过夜。 次日,TBST洗膜3次,每次5 min。二抗稀释液(1 ∶ 500)室温孵育2 h后,TBST清洗3次,每次5 min。将NC膜放置于化学发光样板上,均匀覆盖500 μL发光试剂,放于凝胶成像仪中避光反应3 min,开始曝光成像。用凝胶成像系统进行灰度分析,β-actin蛋白为内参蛋白。蛋白磷酸化程度以磷酸化蛋白条带灰度值与非磷酸化蛋白条带灰度值的比值表示 [20-21]。

2.9 统计学方法

采用SPSS 16.0进行数据处理,数据均以x±s表示,采用单因素方差分析进行多组间比较;采用LSD-t检验进行组间两两比较;以P<0.05表示差异有统计学意义。

3 结果

3.1 各组大鼠体质量的测定结果

给药前,与正常组比较,模型组和各给药组大鼠的体质量均显著降低(P<0.01);给药后,与模型组比较,滋膵饮高剂量组大鼠体质量增加,但差异无统计学意义(P>0.05)。各组大鼠体质量的测定结果见表2。

3.2 各组大鼠血糖的测定结果

给药前,与正常组比较,其余各组大鼠空腹血糖均显著升高(P<0.01)。给药后,与模型组比较,二甲双胍组及滋膵饮高、中剂量组大鼠空腹血糖均显著降低(P<0.05或P<0.01)。各组大鼠血糖测定结果见表3。

3.3 各组大鼠血清胰岛素含量测定结果

与正常组比较,模型组大鼠血清胰岛素含量显著降低(P<0.01);与模型组比较,二甲双胍组和滋膵饮高剂量组大鼠血清胰岛素含量均显著升高(P<0.01)。各组大鼠血清胰岛素含量测定结果见表4。

3.4 各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1 mRNA的测定结果

与正常组比较,模型组大鼠胰腺组织中JNK mRNA 的表达水平显著升高(P<0.01),Akt、IRS-1 mRNA的表达水平显著降低(P<0.01);与模型组比较,各给药组大鼠胰腺组织中JNK mRNA 的表达水平均显著降低(P<0.01),Akt、IRS-1 mRNA的表达水平均显著升高(P<0.01)。各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1 mRNA的测定结果见表5。

3.5 各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1蛋白及其磷酸化测定结果

与正常组比较,模型组大鼠胰腺组织中JNK、IRS-1蛋白的磷酸化程度显著升高(P<0.01),而Akt蛋白的磷酸化程度显著降低(P<0.01)。与模型组比较,滋膵饮高剂量组及二甲双胍组大鼠胰腺组织中JNK和IRS-1蛋白的磷酸化程度显著降低(P<0.05或P<0.01),而Akt蛋白的磷酸化程度显著升高(P<0.01)。各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1蛋白及其磷酸化蛋白表达的电泳图见图1,各组大鼠胰腺组织中JNK、Akt、IRS-1蛋白及其磷酸化蛋白的测定结果见表6。

4 讨论

糖尿病属于中医“消渴”范畴,多由饮食失节、情志失调、劳累过度等因素所致,其主要病机为阴津亏损、燥热偏胜,临床表现为多食、多饮、多尿、消瘦、乏力的症状[1]。滋膵饮方由生黄芪、生地、生山药、山茱萸、生猪胰腺组成,方中重用黄芪助脾运以升清,助肾之气化与封藏以固摄精微;生地滋阴,助肾中之阴上潮以润肺;山药健脾益气,使脾气旺而阴自升,与生地合用共奏养阴生津之功;山茱萸封固肾关,益肾收敛,以助生地山药敛阴生津;猪胰脏以脏补脏,为血肉有情之品,重补脾胰且能润肺升水以止渴,诸药合用共奏益气养阴、清热生津之功[22]。

本研究发现,模型组大鼠血清胰岛素含量低于正常组,滋膵饮干预后,大鼠血清胰岛素的含量高于模型组,说明滋膵饮能够刺激胰岛细胞分泌胰岛素。模型组大鼠JNK mRNA的表达水平高于正常组,Akt、IRS-1 mRNA的表达水平低于正常组,滋膵饮干预后,JNK mRNA 的表达低于模型组,提示滋膵饮能够抑制JNK mRNA的表达。IRS是胰岛素信号转导途径中的重要的上游分子,其表达水平的下降可使胰岛素信号转导减弱,从而导致胰岛素的效能降低[23]。本实验结果表明,与模型组大鼠比较,滋膵饮干预后大鼠Akt、IRS-1 mRNA的相对表达量均高于模型组大鼠,提示滋膵饮能够上调大鼠Akt、IRS-1 mRNA的表达水平从而增强胰岛素信号的转导,提升胰岛素的效能。与模型组比较,滋膵饮干预后,JNK、IRS-1蛋白的磷酸化程度低于模型组;Akt蛋白的磷酸化程度高于模型组,提示滋膵饮能够阻碍JNK信号的激活,上调IRS-1 mRNA表达,降低IRS-1蛋白的表达,从而促进胰岛素与其受体结合,提高IRS-1 mRNA表达和IRS-1磷酸化进程,增强Akt的活化,增强胰岛素分泌水平,从而达到了降血糖的目的。

综上所述,滋膵饮能够降低2型糖尿病大鼠的血糖水平,其机制可能与抑制JNK信号通路的激活,降低JNK、IRS-1蛋白磷酸化程度和上调Akt蛋白磷酸化程度有关。

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(收稿日期:2019-05-26 修回日期:2019-08-01)

(编辑:唐晓莲)

作者:刘欣欣 白茹 牛雯颖 王呈祥

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