巴西天胡荽(Hydrocotyle bonariensis Comm. Ex Lam.)叶水提取物在高脂饮食-链脲佐菌素诱导的2型糖尿病大鼠模型中的降血糖效应研究

《Clinical Phytoscience》：Hypoglycemic effect of Hydrocotyle bonariensis Comm. Ex Lam. leaf extract in an experimental type 2 diabetes rat model

　　

背景： 巴西天胡荽(Hydrocotyle bonariensis Comm. Ex Lam.，五加科)叶水浸剂在西非科特迪瓦等地被传统用于糖尿病 mellitus(DM)的治疗，但缺乏科学验证。目的： 本研究旨在探讨巴西天胡荽叶水提取物的降血糖活性，以验证其治疗DM的传统用途。方法： 制备巴西天胡荽叶水浸剂，以250和500 mg/kg体重(bw)剂量每日一次灌胃给予高脂饮食联合链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)诱导的2型糖尿病大鼠，持续3周。采用α-淀粉酶(α-amylase)和α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)抑制实验揭示提取物的降血糖潜在机制；利用气相色谱-质谱(GC-MS)检测提取物中可能的植物化学成分；并基于分子对接(molecular docking)进行计算机模拟研究，分析化合物与α-淀粉酶(PDB ID: 1B2Y)及α-葡萄糖苷酶(PDB ID: 3W37)的可能相互作用。结果： 结果显示，与糖尿病未治疗组相比，巴西天胡荽叶水提取物可显著降低空腹血糖(FBG)水平(p < 0.05)，改善胰岛素抵抗(IR)及胰腺β细胞功能，效果与二甲双胍(metformin)治疗组相当；但提取物对血脂谱的调节效应较弱。分子对接发现化合物与靶蛋白间存在涉及亲水和疏水相互作用的显著结合能：1,2,3-三甲氧基-5-(1E)-1-丙烯-1-基苯与α-淀粉酶对接得分为-5.8 kcal/mol，百里香酚(thymol)和十六酸甲酯(hexadecanoic acid, methyl ester)与α-葡萄糖苷酶的对接得分分别为-5.1和-5.0 kcal/mol。结论： 数据证实了巴西天胡荽叶水提取物改善血糖状况的传统用途，建议进一步开展详细的分子和毒理学研究以支持本数据。临床试验编号：不适用。

巴西天胡荽(Hydrocotyle bonariensis Comm. Ex Lam.)叶水提取物在实验性2型糖尿病大鼠模型中的降血糖作用研究解读

本文发表于《Clinical Phytoscience》。目前全球2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)患病人数持续攀升，高血糖及胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)是其主要病理特征，可导致氧化应激及微血管、大血管并发症。临床常用降糖药存在低血糖、体重增加及胃肠不适等不良反应，因此从天然植物中寻找替代疗法成为研究热点。巴西天胡荽(Hydrocotyle bonariensis Comm. Ex Lam.，又称大叶铜钱草，五加科)叶水浸剂在西非科特迪瓦等地被民间传统用于治疗糖尿病、高血压及风湿痛，且有文献报道其具抗氧化、抗炎及安全性，但此前缺乏对其降糖活性的体内外系统验证。为此，研究人员通过建立高脂饮食-链脲佐菌素(high-fat diet + streptozotocin, HFD-STZ)诱导的2型糖尿病大鼠模型，综合评估其水提取物的体内降糖效应、对胰腺的保护作用、体外α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)抑制能力、GC-MS成分鉴定及其主要成分与糖尿病相关靶酶的分子对接结合情况，以科学验证其传统药用价值。

研究人员为开展本研究用到的主要关键技术方法如下：采用雄性Wistar大鼠(n=25)建立HFD-STZ诱导的T2DM动物模型，随机分为正常对照组、糖尿病模型组、二甲双胍阳性对照组(300 mg/kg bw)及巴西天胡荽水提取物低剂量组(250 mg/kg bw)和高剂量组(500 mg/kg bw)，连续灌胃干预3周并监测空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)；实验终点取血清检测胰岛素、计算稳态模型评估胰岛素抵抗指数(homeostatic model assessment for insulin resistance, HOMA-IR)及β细胞功能指数(HOMA-β)、血脂四项及肝肾功能指标，取胰腺组织行苏木精-伊红(hematoxylin and eosin, H&E)染色组织病理学观察；采用体外酶抑制实验测定提取物对猪胰α-淀粉酶(porcine pancreatic α-amylase)及酵母α-葡萄糖苷酶(yeast α-glucosidase)的半数抑制浓度(IC₅₀)；采用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)分析水提取物中挥发性及中等极性植物化学成分；采用PyRx软件对GC-MS鉴定出的主要化合物与α-淀粉酶(PDB: 1B2Y)及α-葡萄糖苷酶(PDB: 3W37)进行分子对接(molecular docking)分析并用Discovery Studio Visualizer查看结合模式。

Effect of H. bonariensis leaf water extract on fasting blood glucose levels（巴西天胡荽叶水提取物对空腹血糖水平的影响）

糖尿病造模成功后FBG显著升高(p < 0.05)。经3周干预，250 mg/kg和500 mg/kg剂量组FBG分别降低61.4%和66.4%，均显著低于糖尿病模型组(p < 0.05)且降幅优于二甲双胍组。表明巴西天胡荽叶水提取物具有显著的体内降血糖作用。

Effect of H. bonariensis leaf water extract on insulin level and insulin resistance（巴西天胡荽叶水提取物对胰岛素水平及胰岛素抵抗的影响）

糖尿病模型组血清胰岛素升高、HOMA-IR升高、HOMA-β降低。提取物干预后血清胰岛素及HOMA-IR显著降低，HOMA-β评分升高，效果优于二甲双胍组。表明提取物可改善IR并修复/保护胰腺β细胞功能。

Effect of H. bonariensis leaf water extract on pancreatic histology（巴西天胡荽叶水提取物对胰腺组织学的影响）

模型组胰岛萎缩、β细胞数量减少且形态异常；提取物治疗组（尤其中高剂量）胰岛面积增大、β细胞数量恢复接近正常对照组水平。证实提取物可减轻STZ及高脂饮食导致的胰岛结构损伤。

Effect of H. bonariensis leaf water extract on serum lipid profiles（巴西天胡荽叶水提取物对血清血脂谱的影响）

模型组总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低。提取物仅使HDL-C显著升高(p < 0.05)，TC、TG、LDL-C甚至较模型组略有上升但无改善意义。说明提取物对糖尿病性血脂紊乱调节作用有限，可能受干预时长(3周)限制。

Effect of H. bonariensis leaf water extract on some serum biochemical parameters（巴西天胡荽叶水提取物对部分血清生化指标的影响）

模型组谷丙转氨酶(alanine aminotransferase, ALT)、谷草转氨酶(aspartate aminotransferase, AST)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)及尿素、肌酐升高。提取物干预后上述肝肾功能标志物均较模型组下降，提示其对糖尿病引起的肝肾损伤有一定保护作用。

Effect of H. bonariensis leaf water extract on the activities of α-amylase and α-glucosidase（巴西天胡荽叶水提取物对α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶活性的影响）

提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制强于对α-淀粉酶的抑制；其对α-淀粉酶的IC₅₀优于阳性对照阿卡波糖(acarbose)，对α-葡萄糖苷酶的IC₅₀弱于阿卡波糖。说明提取物可通过抑制碳水消化酶延缓葡萄糖吸收，是其降糖机制之一。

Possible compounds present in H. bonariensis leaf water extract（巴西天胡荽叶水提取物中可能存在的主要成分）

GC-MS鉴定出主要成分包括：1,3-苯并二氧杂环-4-甲氧基-6-(2-丙烯基)、1,2,3-三甲氧基-5-(1E)-1-丙烯-1-基苯、百里香酚(thymol)、D-柠檬烯(D-limonene)及十六酸甲酯(hexadecanoic acid, methyl ester)等芳香族及脂肪酸类化合物。

Molecular docking assessment（分子对接评估）

1,2,3-三甲氧基-5-(1E)-1-丙烯-1-基苯与α-淀粉酶对接得分-5.8 kcal/mol，与His³⁰⁵、Tyr⁶²等形成氢键及π-疏水作用；百里香酚与α-葡萄糖苷酶对接得分-5.1 kcal/mol，与Ile¹⁰⁶、Arg¹¹³形成氢键及π-阴离子、烷基键；十六酸甲酯与α-葡萄糖苷酶对接得分-5.0 kcal/mol，与His⁶²⁶、Asp³⁵⁷形成氢键及多个烷基/π-烷基作用。表明这些成分可通过稳定结合靶酶活性口袋发挥抑制作用。

讨论部分指出，本研究首次在HFD-STZ大鼠模型中验证了巴西天胡荽叶水浸剂的降糖疗效，其降低FBG、改善HOMA-IR及修复胰岛组织的作用支持其传统药用依据。体外酶抑制及分子对接结果进一步阐明其可能通过抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶延迟碳水吸收，配合所含百里香酚、D-柠檬烯等已知降糖抗氧化成分协同起效。提取物对血脂调节弱可能因干预期短，但提升HDL-C及降低肝肾损伤标志物具积极意义。研究局限在于未做相关基因或蛋白表达检测，且GC-MS对水溶性极性成分检出有限，后续需补充。

结论(Conclusion)翻译：

口服巴西天胡荽(Hydrocotyle bonariensis)叶水提取物通过降低空腹血糖(FBG)、改善葡萄糖利用及胰岛素敏感性，在糖尿病大鼠模型中表现出抗糖尿病特性。本研究数据支持并证实了该植物传统上用于防治糖尿病及其并发症的依据。基于此，建议开展详细的毒理学研究和分子层面实验，以进一步验证巴西天胡荽叶在糖尿病治疗中的功效。