基于肠道双歧杆菌和IL-10/STAT3信号通路探讨薯蓣粥对2型糖尿病大鼠的降糖机制

摘要

目的 基于肠道双歧杆菌和IL-10/STAT3信号通路探讨薯蓣粥对2型糖尿病（T2DM）大鼠的降糖机制。方法 40只雄性Wistar大鼠适应性喂养1周，采用随机数字表法分为空白组7只和造模组33只，空白组喂养普通饲料，造模组喂养高糖高脂饲料，共喂养6周。造模组应用链脲佐菌素（STZ）诱导建立T2DM大鼠模型，将造模成功的28只大鼠按随机数字表法分为模型组、二甲双胍组、薯蓣粥组和联合治疗组，每组各7只。薯蓣粥组根据体质量按2.5 g/（kg·d）生药量给予薯蓣粥灌胃；二甲双胍组根据体质量按0.1 g/（kg·d）生药量给予二甲双胍药液灌胃；联合治疗组根据体质量分别按2.5、0.1 g/（kg·d）生药量给予薯蓣粥、二甲双胍灌胃；空白组与模型组按5 mL/（kg·d）给予生理盐水灌胃。5组均连续灌胃6周，灌胃期间联合治疗组死亡1只。分别于干预前和干预2、4、6周检测空腹血糖（FBG）。ELISA检测血清胰岛素（FINS）水平，并计算胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）和胰岛素敏感性指数（HOMA-IS）;Illumina Miseq高通量测序分析大鼠粪便双歧杆菌属丰度；气相色谱-质谱联用检测粪便短链脂肪酸（SCFAs）中乙酸、丙酸和丁酸含量；Western blot检测结肠组织白细胞介素-10(IL-10)、信号传导和转录激活因子3(STAT3)蛋白表达量。结果 与空白组比较，模型组干预前和干预2、4、6周FBG均明显升高（P<0.05）；血清FINS、HOMA-IR均明显升高（P<0.05）,HOMA-IS明显降低（P<0.05）；粪便双歧杆菌属丰度明显降低（P<0.05），乙酸、丙酸、丁酸含量均明显降低（P<0.05）；结肠组织IL-10、STAT3蛋白表达量均明显降低（P<0.05）。与模型组比较，薯蓣粥组、二甲双胍组和联合治疗组干预4、6周FBG均明显降低（P<0.05）；血清FINS、HOMA-IR均明显降低（P<0.05）,HOMA-IS明显升高（P<0.05）；粪便双歧杆菌属丰度均明显升高（P<0.05），乙酸、丙酸、丁酸含量均明显升高（P<0.05）；结肠组织IL-10、STAT3蛋白表达量均明显升高（P<0.05）；二甲双胍组和联合治疗组干预2周FBG均明显降低（P<0.05）。与薯蓣粥组比较，联合治疗组血清HOMA-IR明显降低（P<0.05）,HOMA-IS明显升高（P<0.05）；粪便双歧杆菌属丰度明显升高（P<0.05）；结肠组织IL-10、STAT3蛋白表达量均明显升高（P<0.05）。与二甲双胍组比较，联合治疗组粪便双歧杆菌属丰度明显升高（P<0.05）；结肠组织IL-10、STAT3蛋白表达量均明显升高（P<0.05）。5组粪便中乙酸、丙酸、丁酸含量分别与结肠组织IL-10、STAT3蛋白表达量呈正相关。结论 薯蓣粥可以改善T2DM模型大鼠肠道内双歧杆菌及SCFAs变化，从而调控IL-10/STAT3信号通路，减轻IR。

关键词

2型糖尿病 / 薯蓣粥 / 肠道双歧杆菌 / 短链脂肪酸 / IL-10/STAT3信号通路

基金资助

国家自然科学基金项目（81904269）; 福建省自然科学基金项目（2017J01833）; 福建中医药大学校管课题（X2022006）