红花黄色素通过调控 GOAT/ghrelin/GHS-R1a/cAMP/TRPM2 通路抗糖尿病的机制研究

《Scientific Reports》：The antidiabetic effect of safflower yellow by regulating the GOAT/ghrelin/GHS-R1a/cAMP/TRPM2 pathway

糖尿病（T2DM）危害严重，现有疗法存在挑战，中药治疗有潜力。研究人员探究红花黄色素（SY）抗 T2DM 机制，发现其可调节 GOAT/ghrelin/GHS-R1a/cAMP/TRPM2 通路，改善小鼠症状，为其开发利用提供依据。

　　在健康医学领域，糖尿病尤其是 2 型糖尿病（T2DM），如同一个难以攻克的顽疾，严重威胁着全球人类的健康。尽管现代医学在糖尿病治疗方面已经取得了一定的成果，市面上也有各种各样的治疗药物，但这些药物在使用过程中面临着诸多挑战，比如副作用、耐药性等问题，使得糖尿病的治疗效果难以达到理想状态。与此同时，传统中药作为一种潜在的治疗手段，逐渐受到了人们的关注。大量研究表明，一些中药能够对糖尿病起到一定的治疗作用，然而其具体的作用机制却并不明确。在这样的背景下，为了寻找更有效的糖尿病治疗方法，吉林大学第一医院的研究人员开展了一项关于红花黄色素（SY）抗糖尿病机制的研究，研究成果发表在《Scientific Reports》上。

这项研究中，研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：首先是分子对接分析，通过该方法探究 SY 与相关蛋白的潜在结合模式；其次是细胞热转移分析（CETSA）和药物亲和反应靶点稳定性分析（DARTS），用于验证 SY 与靶点蛋白的直接相互作用；还有酶联免疫吸附测定（ELISA），以此检测胰岛素、酰化胃饥饿素等物质的浓度；免疫荧光技术则被用于分析蛋白的表达和共定位情况；在动物实验方面，建立了 T2DM 小鼠模型，并进行口服葡萄糖耐量试验（OGTT）、胰岛素耐量试验（ITT）以及组织染色等实验。

在研究结果部分：

• 分子对接分析揭示 SY 直接靶向 GOAT：通过分子对接实验发现，SY 与胃饥饿素 O - 酰基转移酶（GOAT）蛋白存在很强的结合亲和力，二者通过氢键和疏水相互作用结合。分子动力学模拟也进一步证实了这种结合的稳定性，表明 SY 能特异性地靶向 GOAT。
• SY 对 MIN6 细胞的影响：
  • 细胞毒性：用不同浓度的 SY 处理 MIN6 细胞 24 和 48 小时后，发现 SY 在浓度高达 100μM 时，24 小时内对细胞无毒性；48 小时后，10 - 100μM SY 虽使细胞增殖呈剂量依赖性下降，但无统计学意义。
  • 对 GOAT 和 ghrelin 表达的影响：SY 能以浓度和时间依赖的方式降低 MIN6 细胞中 GOAT 蛋白水平，同时抑制酰化胃饥饿素（AG）分泌，但对总胃饥饿素水平无明显影响。此外，50μM SY 处理 12 小时时，MIN6 细胞分泌胰岛素量最大。
  • 与 GOAT 的直接相互作用及对 GTPase 功能的抑制：CETSA 和 DARTS 实验表明，SY 能直接与 GOAT 结合，增强 GOAT 对蛋白酶 E 的抗性，抑制其 GTPase 功能。
  • 对 ghrelin 分泌和胰岛素分泌的影响：在高糖环境下，SY 抑制 MIN6 细胞中 AG 分泌，促进高糖（HG）诱导的胰岛素分泌。免疫荧光显示，SY 处理后，GOAT 与 ghrelin 的共定位信号减少，胰岛素与 ghrelin 共定位时，胰岛素荧光强度在 HG 处理后增强，SY 进一步促进胰岛素分泌。
  • 对相关信号通路的影响：Western blot 分析显示，SY 通过调节 GOAT/ghrelin/GHS - R1a/cAMP/TRPM2 信号通路，下调 GOAT 和生长激素促分泌素受体（GHS - R1a）表达，增加 HG 刺激的环磷酸腺苷（cAMP）水平和瞬时受体电位 M2 通道（TRPM2）表达。
  
  
• SY 对 T2DM 小鼠的影响：
  • 代谢参数：建立 T2DM 小鼠模型后，给予不同剂量 SY 处理。结果显示，SY 能降低小鼠空腹血糖（FBG）水平，减轻体重下降，减少食物摄入量，改善身体状况评分和活动评分，提高空腹血胰岛素（FBI）水平。
  • 葡萄糖和胰岛素耐受性：OGTT 和 ITT 实验表明，SY 处理可改善 T2DM 小鼠的葡萄糖耐受性和胰岛素抵抗，其中 100mg/kg 剂量的 SY 效果最为显著。
  • 胰腺损伤修复：H&E 染色发现，SY 能减轻 T2DM 小鼠胰腺损伤，修复胰岛 β 细胞结构。免疫组化显示，SY 抑制小鼠胰腺中 GOAT 和 ghrelin 蛋白表达，增加胰岛素蛋白表达。
  
  

研究结论和讨论部分，研究表明 SY 通过调节 GOAT/ghrelin/GHS - R1a/cAMP/TRPM2 通路，在体内外均表现出显著的抗糖尿病作用。它不仅能促进胰岛素分泌，还能改善胰腺损伤、葡萄糖耐受性和胰岛素抵抗。这一研究首次揭示了中药活性成分 SY 可作为 GOAT 的天然抑制剂，为糖尿病治疗提供了新的视角和潜在的治疗策略。不过，目前对于胰岛素通过 TRPM2 分泌的精确机制尚不完全清楚，未来还需要进一步研究来明确。同时，还需开展更多试验评估 SY 对糖尿病患者的影响，从而推动其在临床治疗中的应用。总之，该研究为红花黄色素在糖尿病治疗方面的进一步开发和利用奠定了坚实的基础。