鱼尾葵甲醇提取物通过调控PPAR-α/γ和GLUT-4通路改善糖尿病活性的多维度研究

本研究针对全球糖尿病(DM)治疗药物副作用大、疗效有限的问题，通过体外(in-vitro)、体内(in-vivo)和计算机模拟(in-silico)方法，系统评估鱼尾葵(Caryota mitis)甲醇提取物(MECM)的抗糖尿病活性。研究发现MECM能剂量依赖性抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶，上调GLUT-4、PPAR-α/γ表达，并通过Sciadopitysin和Catechin等活性成分发挥降糖作用，为天然抗糖尿病药物开发提供新思路。

　　

糖尿病已成为21世纪最严峻的全球公共卫生挑战之一。据国际糖尿病联盟(IDF)统计，2021年全球糖尿病患者达5.37亿，预计2045年将攀升至7.83亿。尤其令人担忧的是，约45%的2型糖尿病(TIIDM)患者未被确诊。在印度，2021年糖尿病患者达7420万，相关医疗支出预计在2045年达到1500亿美元。传统降糖药物如磺酰脲类、噻唑烷二酮类等虽广泛应用，但存在胃肠道反应、体重增加、心血管风险等副作用，促使科研人员转向植物药研发。

鱼尾葵(Caryota mitis Lour.)作为东南亚传统药用植物，在泰国和孟加拉民间被用于治疗高血糖，但其作用机制尚未明确。为此，研究人员开展了一项整合多学科技术的研究。通过高效液相色谱-质谱联用(HR-LCMS-QTOF)分析发现，鱼尾葵茎甲醇提取物(MECM)含有黄酮类、生物碱等活性成分。体外实验显示，MECM能显著抑制α-淀粉酶(α-amylase)和α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)活性，并促进HepG2细胞葡萄糖摄取。基因表达分析证实，MECM可上调葡萄糖转运蛋白4(GLUT-4)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR-α/γ)的表达。在高脂饮食联合链脲佐菌素诱导的TIIDM大鼠模型中，MECM表现出显著的降糖效果，且急性毒性试验证实其安全性。分子对接和100 ns分子动力学(MD)模拟进一步锁定Sciadopitysin和Catechin为关键活性成分。该研究首次系统阐明了鱼尾葵通过多靶点调控糖脂代谢的作用机制，相关成果发表在《Journal of Ethnopharmacology》。

关键技术方法包括：1)采用HR-LCMS-QTOF进行植物化学成分分析；2)建立HepG2细胞模型进行MTT法细胞毒性、酶活性及葡萄糖摄取测定；3)构建高脂饮食-链脲佐菌素(HFD-STZ)诱导的TIIDM大鼠模型；4)运用AutoDock Tools 1.5.6和Discovery Studio 4.0进行分子对接；5)采用Desmond软件进行100 ns分子动力学模拟。

研究结果：
• 植物化学分析：MECM含黄酮类、生物碱等活性成分，HR-LCMS-QTOF鉴定出Sciadopitysin、Catechin等17种化合物。
• 体外实验：MECM对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的IC₅₀分别为28.74±1.42 μg/mL和31.56±1.85 μg/mL，且能显著提升HepG2细胞GLUT-4表达达2.1倍。
• 体内实验：MECM(400 mg/kg)治疗28天使糖尿病大鼠空腹血糖从326±12 mg/dL降至118±8 mg/dL，优于二甲双胍对照组(145±10 mg/dL)。
• 分子模拟：Sciadopitysin与PPAR-γ结合能为-9.2 kcal/mol，Catechin与GLUT-4结合能为-8.7 kcal/mol，MD模拟显示稳定结合构象。

结论与讨论：该研究首次证实鱼尾葵通过三重机制发挥抗糖尿病作用：1)抑制碳水化合物水解酶减少葡萄糖吸收；2)激活PPAR信号通路改善胰岛素敏感性；3)促进GLUT-4介导的葡萄糖转运。特别值得注意的是，与传统药物单一靶点不同，MECM能同时调控PPAR-α和PPAR-γ亚型，这为开发"一药多靶"的天然降糖药物提供了范例。研究团队由Sandesh Kumar Pattanaik领衔，Asit Ray和Sudipta Jena等学者参与，工作获得SOADU博士基金支持。这些发现不仅验证了传统医学经验，更为开发新型植物源抗糖尿病制剂奠定了科学基础。