糖尿病是由胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗(IR)引起的糖、脂肪和蛋白质代谢失调综合征。它是一种慢性内分泌系统紊乱,主要表现为长期高血糖。糖尿病主要分为1型和2型糖尿病(T2DM),其中T2DM占所有糖尿病病例的90%~95%。近几十年来,全球T2DM患病率持续以惊人的速度增长。
苦荞(tartarybuckwheat)学名鞑靼荞麦,具有很高的食药两用价值。苦荞营养丰富,富含蛋白质、维生素、膳食纤维、*酮类化合物和多种微量矿物质元素等营养物质。研究发现苦荞蛋白具有降胆固醇、抑制脂肪蓄积、抗衰老、抑制大肠癌和乳腺癌、抑制胆结石等作用。贵州医科大学基础医学院,生物化学与分子生物学教研室的费烨、王雍、*梅*等人前期采用碱性蛋白酶酶解苦荞清蛋白后发现酶解物具有体外抗氧化活性,并且分子质量小于3kDa的酶解物抗氧化活性最强。因此该研究将苦荞清蛋白酶解物(TBAH)超滤后,采用分子质量小于3kDa的TBAH作用于高糖高胰岛素诱导的人肝细胞癌细胞系HepG2IR模型,探讨TBAH对细胞IR的影响及其可能的机制。
1、TBAH的氨基酸组成
由表1可知,TBAH富含谷氨酸(Glu)和精氨酸(Arg),质量分数分别为14.47%和14.13%,其他带电荷的极性氨基酸如天冬氨酸(Asp)、组氨酸(His)和赖氨酸(Lys),质量分数分别为7.58%、6.79%和6.83%,酸性氨基酸和碱性氨基酸的质量分数为49.80%;总的非极性疏水性氨基酸(甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、脯氨酸(Pro)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile))的质量分数为33.78%;芳香族氨基酸中苯丙氨酸(Phe)质量分数为5.67%,酪氨酸(Tyr)质量分数为3.00%;而含硫氨基酸量很少,如甲硫氨酸(Met)质量分数为1.93%,半胱氨酸(Cys)质量分数仅为0.17%。
2、TBAH对IRHepG2细胞的葡萄糖消耗的影响
如表2所示,在HepG2细胞中,25mmol/L葡萄糖和1μmol/L胰岛素联合作用36h可显著降低葡萄糖消耗量,IR组较正常对照组葡萄糖消耗量下降66%,表明高糖高胰岛素可诱导HepG2细胞IR。罗格列酮和TBAH作用后可提高葡萄糖消耗,TBAH的作用更强,并且呈剂量依赖性。结果表明TBAH可以减轻IR。3、TBAH对IRHepG2细胞氧化指标的影响
如表3所示,25mmol/L葡萄糖和1μmol/L胰岛素孵育HepG2细胞36h,导致丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)和活性氧(ROS)水平升高,同时超氧化物歧化酶(SOD)活力下降,乳酸脱氢酶(LDH)活力升高,说明在IR时氧化应激增强。与IR模型组相比,罗格列酮和TBAH可显著降低MDA、NO和ROS水平(表3和图1),同时提高SOD活力,降低LDH活力。TBAH对SOD的影响呈剂量依赖性。结果表明TBAH能改善IR的氧化损伤。4、TBAH对IRS-1/PI3K/Akt胰岛素信号通路的影响
如图2所示,高糖高胰岛素诱导的IR模型中,p-IRS-1(Ser)表达水平增加,说明IR的发生与IRS-1的磷酸化调节密切相关,而罗格列酮和TBAH能明显地逆转这种变化。其次,IR模型中,PI3K、p-Akt表达水平降低,而罗格列酮和TBAH能促进PI3K、p-Akt的表达,结果提示TBAH对IR的改善可能与细胞中Akt蛋白的磷酸化调节有关。与IR模型组相比,罗格列酮和TBAH能促进葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)蛋白的表达,其中TBAH对GLUT4的影响呈剂量依赖性,说明TBAH通过促进GLUT4的表达提供细胞对葡萄糖的利用,从而降低血糖。讨论
综上所述,在高糖高胰岛素诱导的IR中,TBAH可防止HepG2细胞氧化-抗氧化系统失衡,通过抑制IRS-1蛋白Ser磷酸化,激活PI3K/Akt信号通路,增加GLUT4的表达,进而促进细胞对葡萄糖的摄取,从而改善IR。本文《苦荞清蛋白酶解物对高糖诱导的HepG2细胞胰岛素抵抗的保护作用》来源于《食品科学》年42卷1期-页,作者:费烨,王雍,龚仕英,田艳,王筑婷,雷霆雯,张礼林,汪希兰,*梅。DOI:10./spkx---。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
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