该成果以“Lignans from Patrinia scabiosaefolia improve insulin resistance by activating PI-3K/AKT pathway and promoting GLUT4 expression”为题发表于中科院一区Top期刊Food Science and Human Wellness（IF 8.022）杂志。

胰岛素抵抗（IR）指胰岛素靶组织（肌肉、脂肪和肝）对胰岛素的敏感性降低，是2型糖尿病（T2DM）发病的主要环节。脂肪组织是T2DM发生的主要靶器官之一，在能量平衡和全身糖脂代谢中发挥重要的作用，脂肪细胞IR模型亦在研究药物改善糖尿病作用机制方面具有重要意义。黄花败酱为（Patrinia scabiosaefolia Fisch）败酱科（Valerianaceae）败酱属（Patrainia Juss.）多年生草本植物，其被应用于多种治疗糖尿病配方中。课题组前期研究发现P. scabiosaefolia乙醇提取物可促进IR 3T3-L1细胞吸收葡萄糖。其主要化学成分为环烯醚萜和木脂素类化合物，且环烯醚萜类化合物patrinoside和patrinoside A可显著促进IR脂肪细胞摄取葡萄糖。为了进一步明确木脂素类化合物是否具有降糖活性，对从中分离的4种不同结构类型的化合物(+)-异落叶松脂素(1)、7R,7'R,8S,8'S-(+)-neo-olivil-4-O-β-D-glucopyranoside (2)、4-O-methylcedrusin (3)和patrinian B (4)进行降糖活性筛选及作用机制研究（图1）。

Fig. 1 Structures of compounds 1–4 from P. scabiosaefolia.

Results

1.化合物1-4对3T3-L1前脂肪细胞活力的影响

化合物1-4在100 µM时对3T3-L1前脂肪细胞的活力无明显影响，不具有细胞毒性。因此，选择100-25 μM进行后续研究。

Fig. 2 Effects on viability of 3T3-L1 adipocytes of compounds 1 (A), 2 (B), 3 (C) and 4 (D).

2.成熟脂肪细胞的诱导分化与鉴定

采用油红O染色法检测3T3-L1前脂肪细胞是否分化为成熟的脂肪细胞。结果如图3所示，前脂肪细胞为长梭形（A），诱导分化后，油红O染色后可见细胞饱含脂滴，且呈现出戒环状，即分化成功（B，C）。以上结果表明3T3-L1前脂肪细胞经“鸡尾酒”法诱导后成功分化为成熟的脂肪细胞。

Fig. 3 3T3-L1 preadipocytes (A: 20×). Adipose cells’s Oil red O staining (B: 20×, C: 40×)

3.化合物1-4对IR 3T3-L1细胞葡萄糖摄取的影响

采用GOD-POD法测定上清液中的葡萄糖含量变化，评价化合物1-4对IR脂肪细胞的影响。加入Dex处理过后，模型组葡萄糖含量显著升高（P < 0.001），证明IR模型构建成功。与模型组相比，化合物1处理组的上清液没有显著变化；而经100-25 µM的化合物2和3及100 µM的化合物4处理后可明显促进IR脂肪细胞吸收葡萄糖。表明化合物2-4均具有降糖活性，由于化合物3分离得到的量太少，因此选择化合物2和4进行后续研究。

Fig. 4 Glucose uptake effects of compounds 1 (A), 2 (B), 3 (C) and 4 (D) on IR adipocyte. ###P < 0.001 versus control group, ***P < 0.001, **P < 0.01 versus Model group.

4.化合物2和4对IR脂肪细胞胰岛素信号通路的影响

为了进一步明确化合物2和4改善IR的作用机制，采用Western blot法检测其对脂肪细胞中胰岛素信号通路的影响，结果显示化合物2和4均可不同程度的增加p-IRS-1、PI-3K、p-AKT及GLUT4蛋白的表达。表明化合物2和4可通过激活PI-3K/AKT通路，促进脂肪组织对葡萄糖的吸收，继而降低血糖水平来改善IR。

Fig. 5 Western blotting was used to detect the effect of Compounds 2 (A) and 4 (B) on the expression of PI-3K/AKT insulin signaling pathway-related proteins. ###P < 0.001 versus control group, ***P < 0.001, **P < 0.01 versus Model group.

5.化合物2和4对IR脂肪细胞GLUT mRNA的影响

GLUT4作为关键的葡萄糖转运蛋白，在脂肪组织进行葡萄糖转运时起重要作用，因此进一步检测了化合物2和4对其mRNA转录的影响。结果表明，化合物2和4在100 µM时均可促进GLUT4 mRNA的转录，

Fig. 6 The effect of Compounds 2 (A) and 4 (B) on GLUT4 mRNA transcription. ###P < 0.001,##P < 0.01 versus control group, ***P < 0.001, *P < 0.05 versus Model group.

Conclusion

从P. scabiosaefolia中分离鉴定了4种木脂素类化合物，其中化合物2-4均可增加IR脂肪细胞的葡萄糖摄取，且化合物2和4可通过激活胰岛素信号通路及提高GLUT4的转录水平来改善IR。