蓝莓和葡萄中的神秘成分：矢车菊素 - 3 - 葡萄糖苷（M3G）对胰岛素分泌的关键作用及糖尿病治疗新希望

为解决 2 型糖尿病（T2DM）中胰岛素分泌不足的问题，研究人员开展了矢车菊素 - 3 - 葡萄糖苷（M3G）对胰腺 β 细胞作用的研究。结果发现 M3G 可通过激活 PLC/IP3通路、促进 Ca2+内流等刺激胰岛素分泌，这为 T2DM 治疗提供了新方向。

　　在健康人的身体里，胰腺 β 细胞就像一群勤劳的 “小卫士”，通过分泌胰岛素来维持血糖的稳定，保障身体的正常运转。然而，在 2 型糖尿病（T2DM）患者中，这些 “小卫士” 却遇到了大麻烦。慢性高血糖就像一个 “破坏者”，不仅干扰了胰岛素的分泌过程，还会产生过多的活性氧物种，破坏 β 细胞的正常功能，使得胰岛素分泌不足，血糖失去控制，进而引发一系列健康问题。为了找到解决这一难题的方法，来自多个研究机构（Chulalongkorn University、Oklahoma State University、Louisiana State University ）的研究人员决定深入探索矢车菊素 - 3 - 葡萄糖苷（Malvidin-3-glucoside，M3G）这一存在于蓝莓和葡萄中的天然成分对胰腺 β 细胞的作用，他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在此次研究中主要运用了以下几种关键技术方法：首先是细胞培养技术，培养了小鼠胰腺 α 细胞（αTC1-6）、大鼠胰腺 δ 细胞（RIN-14B）和大鼠胰腺 β 细胞（INS-1）；其次通过 MTT 法检测细胞活力；采用超灵敏大鼠胰岛素 ELISA 试剂盒定量胰岛素分泌；利用实时 Ca²⁺成像分析技术监测细胞内 Ca²⁺信号；运用 RT-qPCR 技术检测与葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）相关基因的表达情况 。

M3G 增加胰腺 β 细胞内 Ca²⁺和胰岛素分泌

研究人员发现，之前有研究表明矢车菊素的苷元形式不能刺激 INS-1 β 细胞分泌胰岛素，而他们此次研究的 M3G 却有着不同的表现。通过对三种主要胰腺细胞（α 细胞、β 细胞和 δ 细胞）的实验，发现 100 μM 的 M3G 能增加胰岛素分泌细胞 INS-1 内的 Ca²⁺，但对其他两种细胞没有此作用。并且，M3G 在 1 - 100 μM 浓度范围内，能使 INS-1 细胞内 Ca²⁺呈浓度依赖性增加。在胰岛素分泌实验中，无论是基础葡萄糖（4 mM）还是刺激葡萄糖（11 mM）条件下，60 和 100 μM 的 M3G 都能显著增加胰岛素分泌。同时，MTT 实验表明，1 - 100 μM 的 M3G 处理 24 小时不会降低细胞活力，而 300 μM 的 M3G 会使细胞存活率下降 14%。

M3G 诱导 Ca²⁺信号的 Ca²⁺来源

细胞内 Ca²⁺信号可能来自细胞外空间的流入或细胞内储存（如内质网，ER）的释放。研究人员通过在无细胞外 Ca²⁺条件下和使用毒胡萝卜素（thapsigargin）耗尽 ER Ca²⁺储存后进行 Ca²⁺测量，发现去除细胞外 Ca²⁺和耗尽 ER Ca²⁺储存都会显著降低 M3G 诱导的细胞内 Ca²⁺信号，当两者同时进行时，M3G 诱导的 Ca²⁺信号完全消失。这表明 M3G 诱导的细胞内 Ca²⁺信号依赖于细胞外 Ca²⁺流入和 ER 储存的 Ca²⁺释放。

M3G 通过打开 L 型电压依赖性钙通道（L-type VDCCs）诱导 Ca²⁺内流

钙流入胰腺 β 细胞主要依赖于 L 型电压依赖性钙通道（L-type VDCCs）的激活。研究人员使用 L 型 VDCCs 阻滞剂尼莫地平（nimodipine）进行实验，发现预处理尼莫地平（3 - 100 μM）能以浓度依赖性方式抑制 100 μM M3G 诱导的细胞内 Ca²⁺信号，在 30 和 100 μM 尼莫地平处理时，抑制作用完全。这说明 M3G 诱导的 Ca²⁺内流与 L 型 VDCCs 的激活有关。

M3G 对 PLC/IP₃通路的激活

激活 PLC/IP₃通路会导致 ER 释放 Ca²⁺，从而增加细胞内 Ca²⁺信号。研究人员通过使用 PLC 抑制剂 U73122 和 IP₃受体阻滞剂 2 - 氨基乙氧基二苯硼酸（2-APB）进行实验，发现预处理 U73122（3 - 30 μM）和 2-APB（3 - 300 μM）都能以浓度依赖性方式抑制 M3G 诱导的细胞内 Ca²⁺信号。这表明 PLC/IP₃通路参与了 M3G 的作用机制。

M3G 上调葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）相关基因

M3G 能有效增加细胞内 Ca²⁺信号并刺激胰腺 β 细胞分泌胰岛素。鉴于葡萄糖是胰岛素分泌的主要调节因子，研究人员进一步检测了 M3G 对 GSIS 相关关键基因表达的影响。用 100 μM M3G 处理细胞 24 小时后，通过 RT-qPCR 分析发现，编码胰岛素（Ins1）、葡萄糖转运蛋白 2（GLUT2，Slc2a2）和葡萄糖激酶（glucokinase，Gck）的基因表达显著上调，编码 K_ATP通道 Kir6.2 亚基的 Kcnj11 表达也呈上升趋势。

综合研究结果，M3G 在不影响细胞活力的情况下，能够刺激胰腺 β 细胞在基础葡萄糖和葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）条件下分泌胰岛素。其作用机制主要是通过激活 L 型电压依赖性钙通道（L-type VDCCs）促进 Ca²⁺内流，同时激活 PLC/IP₃通路促使内质网（ER）释放 Ca²⁺，并且上调与 GSIS 相关的基因表达。这一研究结果具有重要意义，为 2 型糖尿病（T2DM）的治疗提供了新的潜在方向。M3G 作为一种天然成分，有可能成为改善血糖控制的长期治疗策略的候选药物，帮助恢复基础胰岛素分泌，提高 β 细胞对葡萄糖的敏感性，为众多糖尿病患者带来新的希望 。不过，目前关于 M3G 在动物模型中对胰岛素释放和葡萄糖诱导胰岛素分泌的具体作用机制还需要进一步研究，以便更深入地了解其作为治疗 T2DM 药物的潜力 。