2015-2019年度国家自然科学基金中医药学科糖尿病及并发症领域资助情况及热点分析

目的通过对2015-2019年度国家自然科学基金(国自然,National Natural Science Foundation of China,NSFC)中医、中药、中西医结合学科糖尿病及并发症领域项目资助情况进行分析,有助于指导申报者了解中医药学科糖尿病及其并发症基础研究热点及资助方向。方法检索NSFC 2015-2019年度中医学H27、中药学H28、中西医结合学H29三个学科的获资助项目,提取申报代码、项目类型、项目名称、获资助金额、批准年度、负责人及依托单位等信息录入EXCEL,利用定量分析的方法对资助情况、依托单位、项目负责人情况、研究方向分布、疾病谱分布进行分析,其次以“糖尿病”为目标进行检索、提取,对目标项目的主题词进行人工提取,通过BDP数据平台进行统计并且对提取的主题词进行词云分析。结果共检索到目标项目374项,三个学科在此期间资助总数、获资助金额总体呈上升趋势,项目依托单位以中医药高校、科研机构为首,在糖尿病并发症中以肾病为主,研究方向中中医学学科以作用机制为研究重点,主要围绕信号通路、细胞自噬、非编码RNA、肠道菌群、线粒体等热点展开,中药学学科以作用机制、物质基础为研究重点,主要围绕信号通路、胰岛素抵抗、肠道菌群、细胞自噬、代谢组学等热点展开,中西医结合学学科以作用机制为研究重点,主要围绕信号通路、糖代谢、细胞自噬、非编码RNA、肠道菌群、炎症等热点展开。结论糖尿病及并发症属于重大疾病范畴,中医药干预具有优势,从临床实际需求出发,紧扣研究前沿,使用新技术及新方法开展研究是近年来国家自然科学基金中医药学科糖尿病及并发症领域的资助重点。

糖痹康减轻糖尿病周围神经病变大鼠坐骨神经的氧化应激损伤

背景:中药复方糖痹康具有改善血糖、减轻糖尿病周围神经病变的作用,但其调控作用机制尚未清楚。目的:观察中药复方糖痹康对糖尿病大鼠坐骨神经氧化应激的影响,探索糖痹康减轻糖尿病周围神经病变的靶向调控机制。方法:30只SD大鼠随机分为正常组、模型组和糖痹康组,每组10只。后两组构建糖尿病周围神经病变模型,成模后分别灌胃生理盐水或糖痹康2.5 g/(kg·d),持续12周。给药后0,4,8,12周检测大鼠的体质量、空腹血糖水平;通过热板实验及Von Frey实验检测给药12周各组大鼠热痛阈及机械痛阈;给药12周后取材,取材前检测各组大鼠坐骨神经传导速度及坐骨神经血流速度,苏木精-伊红染色和透射电镜检测观察大鼠坐骨神经形态学变化,采用比色法和ELISA试剂盒分别检测坐骨神经中超氧化物歧化酶、丙二醛、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α表达,Western blot检测坐骨神经组织PI3K/AKT/FoxO1通路相关蛋白表达水平。结果与结论:①糖痹康组大鼠造模后4,8,12周血糖水平均显著低于模型组(P<0.05),模型组大鼠第12周体质量明显低于糖痹康组(P<0.05);②造模后12周,糖痹康组机械痛阈及热痛阈相较于模型组有明显改善(P<0.05),糖痹康组坐骨神经传导速度及血流速度均明显高于模型组(P<0.05);③糖痹康组神经纤维排列秩序、致密程度、髓鞘化程度均优于模型组;④ELISA及比色法结果显示,与模型组相比,糖痹康组坐骨神经组织中丙二醛、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α蛋白表达显著降低,超氧化物歧化酶蛋白表达升高(P<0.05);⑤Western blot结果显示,糖痹康组坐骨神经组织中PI3K、p-AKT/AKT、p-FoxO1/FoxO1蛋白表达量较模型组升高(P<0.05);⑥糖痹康可改善糖尿病大鼠坐骨神经功能、减轻坐骨神经氧化应激损伤,其机制可能与糖痹康调控PI3K/AKT/FoxO1通路相关。

不同气象驱动下CLM4.5陆面模式对黄河流域蒸散发模拟表现评估

气象驱动数据的质量会显著影响陆面模式的模拟表现。针对目前出现的多源气象数据集,选取GSWP3和WFDE5分别驱动CLM4.5陆面模式,对黄河流域地表蒸散发过程模拟,并结合多个评价指标从多个时空尺度评估模式表现。结果表明:相比于基准蒸散发,GSWP3和WFDE5模拟的多年平均蒸散发的RMSE值分别为61.5和49.5 mm/a,KGE值为0.83和0.87。时间上,模拟蒸散发和基准蒸散发均表现显著增加的趋势。空间上,两种气象驱动都在黄河中游表现最佳,黄河源区则存在不同程度高估。季节性上,GSWP3在春、冬季的模拟表现优于WFDE5,在夏、秋季的表现劣于GSWP3。综合分析,WFDE5驱动下CLM4.5的总体表现优于GSWP3。研究结论可为陆面模式蒸散发模块改进提供动力和方向。

糖痹康颗粒调控AMPK/PGC-1α/SIRT3信号通路抑制糖尿病大鼠坐骨神经氧化应激反应

目的:探讨糖痹康颗粒通过调节腺苷酸活化蛋白激酶/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α/线粒体Sirtuins3(AMPK/PGC-1α/SIRT3)信号通路对糖尿病大鼠坐骨神经氧化应激的影响。方法:采用ZDF大鼠建立自发性肥胖型2型糖尿病模型。成模后随机分为糖痹康颗粒高、中、低剂量组(2.5、1.25、0.625 g·kg^(-1)·d^(-1))及硫辛酸组(0.0268 g·kg^(-1)·d^(-1)),并设立正常组。成模后持续给药干预12周。分别检测干预前及干预后第4、8、12周大鼠血糖。第12周检测各组大鼠运动神经传导速度(MNCV)、感觉神经传导速度(SNCV)、神经血流速度、机械痛阈及热痛阈并取材坐骨神经进行苏木素-伊红(HE)染色观察组织形态;透射电镜观察坐骨神经超微结构变化;酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测坐骨神经中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达水平;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测大鼠坐骨神经组织AMPKα、AMPKβ、PGC-1α、SIRT3 mRNA表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠各时间点空腹血糖升高(P<0.01),机械痛阈降低(P<0.05),热板潜伏时间延长(P<0.01),MNCV、SNCV、神经血流速度减慢(P<0.05),SOD表达降低(P<0.01),MDA、IL-1β、TNF-α表达升高(P<0.01),AMPKα、AMPKβ、PGC-1α、SIRT3 mRNA表达均降低(P<0.01);模型组大鼠坐骨神经纤维结构松散、排列混乱、脱髓鞘改变明显。与模型组比较,糖痹康颗粒高剂量组大鼠在干预8、12周空腹血糖降低(P<0.01),机械痛阈升高(P<0.05),热板潜伏时间缩短(P<0.01),MNCV、SNCV、神经血流速度(Flux)增快(P<0.05),SOD表达升高(P<0.01),MDA、IL-1β、TNF-α表达降低(P<0.01),AMPKα、AMPKβ、PGC-1α、SIRT3 mRNA表达升高(P<0.01);糖痹康颗粒高剂量组大鼠坐骨神经纤维结构更紧密、排列更整齐,仅有少部分脱髓鞘改变。糖痹康颗粒高、中、低剂量组有明显的量效趋势。结论:糖痹康颗粒可能部分通过调控AMPK/PGC-1α/SIRT3信号通路发挥抗氧化应激作用,改善糖尿病大鼠坐骨神经功能。

糖痹康颗粒调控AMPK/NF-κB通路改善糖尿病大鼠坐骨神经炎症反应

目的:探讨糖痹康颗粒通过调控腺苷活化蛋白激酶/核转录因子-κB(AMPK/NF-κB)通路对糖尿病大鼠坐骨神经炎症的影响。方法:SD大鼠高脂高糖饲料诱导连续8周后按单次35 mg·kg^(-1)链脲佐菌素(STZ)腹腔注射造模。成模后按体质量、血糖随机将大鼠分为模型组和各给药组、糖痹康颗粒低、中、高剂量组(0.625、1.25、2.5 g·kg^(-1))及硫辛酸组(0.026 8 g·kg^(-1)),并设正常组。成模后持续给药干预12周。期间分别检测治疗前及治疗第4、8、12周大鼠的体质量、血糖水平及热痛阈;于给药第12周时取材坐骨神经进行苏木素-伊红(HE)、劳克坚牢蓝(LFB)染色,扫描电镜观察坐骨神经超微结构变化;酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测坐骨神经中白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达水平;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测大鼠坐骨神经组织中AMPK、磷酸化(p)-AMPK、NF-κB的蛋白表达水平。结果:与正常组比较,模型组大鼠造模后各时间点血糖浓度、热痛阈均显著升高(P<0.01);坐骨神经IL-1β、TNF-α水平及NF-κB蛋白表达显著升高(P<0.01),p-AMPK/AMPK蛋白表达显著降低(P<0.01)。经糖痹康颗粒治疗后,与模型组比较,糖痹康颗粒各组热痛阈明显降低(P<0.05,P<0.01),坐骨神经IL-1β、TNF-α水平及NF-κB蛋白表达明显降低(P<0.05,P<0.01);糖痹康颗粒高、中剂量组p-AMPK/AMPK蛋白表达明显升高(P<0.05,P<0.01)。坐骨神经形态学观察显示,糖痹康颗粒治疗后大鼠坐骨神经排列整齐度、致密程度、脱髓鞘变化均优于模型组。结论:糖痹康颗粒可以改善糖尿病大鼠坐骨神经功能、减轻神经炎症损伤,其作用机制可能与上调AMPK/NF-κB通路中AMPK的表达,抑制下游NF-κB表达,从而减轻因NF-κB激活引起IL-1β、TNF-α等炎症因子升高造成的神经炎症反应相关。

基于网络药理学和实验验证探讨糖痹康颗粒治疗糖尿病周围神经病变的分子机制

目的:基于网络药理学和体内实验验证探讨糖痹康颗粒治疗糖尿病周围神经病变的相关分子机制。方法:通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)平台查找糖痹康颗粒组方中各味中药所含的活性成分及其对应的靶点基因,TCMSP中未收录的中药则通过文献查询有效成分后通过SwissADME类药性分析后上传SwissTargetPrediction数据库预测相关靶点基因。通过GeneCard数据库收集糖尿病周围神经病变(DPN)的相关疾病靶点基因。将药物基因与疾病基因取交集获得糖痹康颗粒治疗DPN的核心靶点基因。将核心靶点基因上传Metascape平台进行基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。高糖高脂饲料诱导加小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射建立糖尿病大鼠模型,成模后进行糖痹康颗粒高、中、低剂量组(2.5、1.25、0.625 g·kg^(-1))12周连续药物干预。通过功能学检测感觉神经传导速度(SNCV)电生理测定评估神经传导速度改变,坐骨神经苏木素-伊红(HE)染色光镜下观察组织形态评估神经损伤程度,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测大鼠坐骨神经组织腺苷一磷酸活化蛋白激酶(AMPK)通路相关靶向分子的基因表达,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测大鼠坐骨神经组织中AMPK、磷酸化腺苷一磷酸活化蛋白激酶(p-AMPK)的蛋白表达水平。结果:筛选出槲皮素、山柰酚、β-谷甾醇、水蛭蝶啶A、豆甾醇、黄芩素等主要活性成分,主要作用于白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF)、蛋白激酶B(Akt)、JUN、HSP90AA1等关键靶点和AMPK、核转录因子-κB(NF-κB)、Janus激酶/信号转导子与转录激活因子(JAK/STAT)等信号通路。分子对接结果表明β-谷甾醇、豆甾醇等药物活性成分与IL-6、TNF、JUN、HSP90AA1等作用靶点分子有较好的结合性。动物实验结果显示,与正常组比较,模型组大鼠坐骨神经SNCV显著降低(P<0.01);有髓神经纤维排列紊乱、稀松,轴索断裂,甚至髓鞘脱失;坐骨神经AMPKα、AMPKβ、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1α)、去乙酰化酶3(SirT3)、线粒体转录因子A(TFAM)mRNA表达及坐骨神经蛋白表达水平的p-AMPK/AMPK明显降低(P<0.05,P<0.01)。与模型组比较,糖痹康颗粒治疗后各组SNCV显著升高(P<0.01);神经形态接近正常组,排列较为紧密;神经AMPKα、AMPKβ、PGC-1α、SirT3、TFAM mRNA表达明显升高(P<0.05,P<0.01);糖痹康颗粒高、中剂量组p-AMPK/AMPK显著升高(P<0.01),糖痹康颗粒低剂量组与模型组蛋白表达差异无统计学意义。结论:糖痹康颗粒治疗DPN具有多通路-多靶点的特性,其机制可能与糖痹康颗粒激活并调控AMPK/PGC-1α/SirT3信号通路发挥对DPN的治疗作用相关,为后续糖痹康颗粒干预DPN更深入的研究提供实验依据。

糖痹康颗粒对2型糖尿病合并非酒精性脂肪肝大鼠PI3K通路的影响

目的:探讨糖痹康颗粒对2型糖尿病(T2DM)合并非酒精性脂肪肝(NAFLD)的治疗及阐明作用机制。方法:采用自发性的雄性Zucker糖尿病脂肪(ZDF)大鼠,建立T2DM合并NAFLD模型。造模成功的大鼠进行糖痹康颗粒高、中、低剂量组(2.5、1.25、0.625 g·kg^(-1))持续灌胃治疗12周。治疗期间每4周记录空腹血糖(FBG)和体质量变化。取材前1周,检测给药治疗对大鼠进食量影响;并进行夜间禁食12 h后进行口服葡萄糖耐量实验(OGTT),曲线下面积(AUC)评价糖耐量,计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)。腹主动脉取血和取肝脏,测定血糖和血脂代谢指标,包括空腹血清胰岛素(FINS)、血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及游离脂肪酸(NEFA)。对肝脏进行称质量计算肝脏指数,并对其进行肝脏组织形态学苏木素-伊红(HE)染色、过碘酸-Schiff(PAS)染色观察分析。蛋白免疫印迹法(Western blot)检测胰岛素受体底物(IRS)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、蛋白激酶B(Akt)和磷酸化IRS、Akt蛋白的表达水平。所有数据采用SPSS 20.0软件进行分析。结果:与正常组比较,模型组大鼠摄食量显著增多(P<0.01);与模型组比较,其余各给药组糖尿病大鼠摄食量减少(P<0.05,P<0.01)。与正常组比较,模型组大鼠8、12周体质量显著降低(P<0.01)。与模型组比较,糖痹康颗粒组在一定程度上降低FBG水平,且呈浓度依赖性。与正常组比较,模型组OGTT血糖值和AUC显著增高(P<0.01);与模型组比较,糖痹康颗粒各组和二甲双胍组OGTT血糖值整体降低,AUC差异有统计学意义(P<0.01)。与正常组比较,模型组大鼠血清FINS、HOMA-IR指数均显著升高(P<0.01);与模型组比较,糖痹康颗粒各组大鼠血清FINS水平、HOMAIR指数均显著降低(P<0.01)。与正常组比较,模型组大鼠血清TG、TC、HDL-C及NEFA水平均明显升高(P<0.05,P<0.01),LDL-C水平呈升高趋势,但差异无统计学意义。与模型组比较,糖痹康颗粒各组大鼠血清TG、TC、LDL-C及NEFA水平降低,且糖痹康颗粒各组TG、LDL-C和NEFA水平呈浓度依赖趋势,即糖痹康颗粒高剂量组最优。与模型组比较,糖痹康颗粒高剂量组大鼠HDL-C水平明显升高(P<0.05)。与正常组比较,模型组大鼠肝脏指数显著升高(P<0.01);与模型组比较,给药各组大鼠肝脏指数呈降低趋势,但差异无统计学意义。肝组织形态HE染色观察,模型组大鼠肝小叶结构不清;大部分细胞肿大且大小不一,肝细胞脂肪化明显。糖痹康颗粒各组均可不同程度地减轻肝脏损伤,但以糖痹康颗粒高剂量组最为显著。肝组织形态PAS染色观察,与正常组比较,模型组肝脏细胞可见显著脂肪空泡,胞浆中紫红色糖原颗粒显著减少,颜色较浅。糖痹康颗粒高、中剂量组染色更接近正常组。Western blot检测肝组织蛋白表达,与正常组比较,模型组大鼠PI3K蛋白、p-IRS1/IRS1、p-Akt/Akt表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,糖痹康颗粒高剂量组的PI3K蛋白、p-IRS1/IRS1、p-Akt/Akt表达显著提高(P<0.01)。结论:糖痹康颗粒治疗ZDF大鼠T2DM合并NAFLD,其机制可能与激活典型的PI3K信号通路相关。

糖痹康对糖尿病模型大鼠坐骨神经氧化应激、线粒体能量代谢及AMPK/SIRT3通路的影响

目的探讨糖痹康对糖尿病坐骨神经病变的影响及可能作用机制。方法60只雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、硫辛酸组和糖痹康高、中、低剂量组,每组10只。除正常组外,其余各组大鼠采用高脂高糖饲料饲养+链脲佐菌素腹腔注射建立糖尿病大鼠模型。造模成功后硫辛酸组大鼠予硫辛酸注射液0.0268 g/(kg·d)进行腹腔注射,糖痹康高、中、低剂量组分别予糖痹康颗粒剂2.5、1.25、0.625 g/(kg·d)灌胃,正常组和模型组予生理盐水10 ml/kg灌胃,均连续干预12周。各组分别于给药前和给药4、8、12周检测血糖、体质量;给药12周后,检测大鼠热痛阈与坐骨神经运动神经传导速度(MNCV),取大鼠坐骨神经检测氧化应激指标[超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)]、炎症因子[白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)]、线粒体能量代谢指标[烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)、还原型辅酶Ⅰ(NADH+)、三磷酸腺苷(ATP)]水平;HE染色检测大鼠坐骨神经切片组织形态,电镜观察大鼠坐骨神经超微结构;检测大鼠坐骨神经腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/去乙酰化酶3(SIRT3)通路相关蛋白[磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(p-AMPK)、AMPK、过氧化物增殖激活受体协同激活因子1α(PGC-1α)、SIRT3、神经元型一氧化氮合酶(nNOS)、线粒体转录因子A(TFAM)]表达。结果给药4、8、12周时糖痹康高、中剂量组血糖显著低于模型组(P<0.05或P<0.01)。各药物干预组在各个时间点与模型组体质量差异均无统计学意义(P>0.05)。给药12周后,与正常组比较,模型组大鼠热痛阈、MDA、IL-1β、TNF-α、NADH+均升高,MNCV、SOD、NAD+、NAD+/NADH+、ATP及PGC-1α、SIRT3、TFAM、nNOS蛋白表达均降低(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,糖痹康各剂量组与硫辛酸组热痛阈、MDA、IL-1β、TNF-α降低,MNCV、SOD升高,糖痹康高剂量组在降低热痛阈、IL-1β、TNF-α,升高MNCV、SOD方面优于糖痹康中、低剂量组(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,各药物干预组NAD+、NAD+/NADH+、ATP升高,硫辛酸组和糖痹康高、中剂量组PGC-1α、SIRT3、TFAM、nNOS蛋白表达升高(P<0.05或P<0.01),糖痹康高剂量组在升高NAD+/NADH+、ATP方面优于硫辛酸组,糖痹康高剂量组在升高PGC-1α、TFAM方面优于糖痹康中、低剂量组(P<0.05)。光镜及电镜结果显示,模型组大鼠的坐骨神经纤维结构损伤,线粒体结构紊乱,髓鞘板层结构严重破坏,髓鞘出现裂隙与空泡,脱髓鞘病变明显,而各药物干预组坐骨神经纤维病理损伤有不同程度的改善,且以硫辛酸组和糖痹康高剂量组改善明显。结论糖痹康可能通过调控坐骨神经AMPK/SIRT3通路,抑制线粒体氧化应激,减轻炎症反应,提高线粒体能量代谢,从而对糖尿病坐骨神经病变起到修复与神经保护作用。