生地黃、葛根、黨蔘、北耆及天花粉熱水提取物在糖尿病合併症保健功效之探勘

背景：糖尿病(Diabetes mellitus)是一常見的內分泌疾病，長期血糖不穩定或高血糖將造成多種組織的病變，包括腎臟、眼睛、神經及血管等慢性綜合症。糖尿病腎病變更是造成末期腎臟病，單一最大的原因，糖尿病已成為我國每年洗腎新增病患的第一主因，據統計國內目前的洗腎病人中約有四分之一是糖尿病引起的，台灣每年洗腎費用高達250億元，是單一疾病耗費健保費資源最高者，從上述事實，以及目前人口老年化的趨勢，如何預防或延緩糖尿病腎病變造尿毒洗腎，是國人保健非常重要的研究工作。高葡萄糖造成腎病變的分子機制，目前仍不清楚，但蛋白質糖基化作用以及在糖基過程中產生的氧化傷害交互作用，幾乎已被認定是糖尿病多種合併症的主要原因，因此，同時具有抗蛋白質糖基化活及抗氧化活性的物質，應具有防治糖尿病合併症的潛力，由於糖尿病合併症形成的原因複雜，以單一多功能藥物或不同功能藥物組合，其實已是目前防治糖尿病合併症新一代的防治觀念與策略。由於植物因含有酚類化合物(一種良好的抗氧化劑)，因此中藥提取物通常也都具有抗氧化能力，而且經過數千年的臨床經驗，許多中藥也被廣泛利用於糖尿病及其合併症的治療，但中藥所具有的抗氧化力到目前，仍未被大規模評估測量，對其抗蛋白質糖基化活性的研究則更少。本研究室先前利用清除自由基能力及抑制熱誘導葡萄糖造成牛血清白蛋白糖基化的試管試驗，分析定義常用中藥(包含糖尿治療用藥)共21種冷水提取物的抗氧化及抗蛋白質糖基化活性，發現其中5種中藥，具有優良的抗蛋白質糖基化活性，活性比已知蛋白質糖基化抑制劑aminogaunidine (10 mM)更佳，活性由高至低為生地黃、葛根、黨蔘、北耆及天花粉。目標：進一步瞭解上述5種高抗蛋白質糖基化活性中藥熱水提取物之作用特性，包括抗氧化、抗蛋白糖基化、鐵離子螯合及裂解晚期糖基化終產物交叉聯結等活性，以及在大鼠腎臟間隙細胞，對蛋白質糖基化的抑制效果及其可能的作用機制是本二年期計畫的主要目標。探討策略與方法：先前因快速篩選之須要，選用中藥的冷水提取物，該提取方式因與一般的中藥的食用習慣不合，因此本計畫對中藥之提取方式將改用熱水提取；並以高葡萄糖處理大鼠腎臟間隙細胞來模擬糖尿病腎病變狀況，來評估中藥熱水提取物在細胞抗糖尿病的可能作用機制。第一年計畫是以瞭解中藥熱水提取物的特性、重要組成及在細胞級抗蛋白質糖基化活性之確認，重要工作包括：(1)重新定義生地黃(Rehmanniae radix)、葛根(Pueraria lobata)、黨蔘(Codonopsis pilosula)、北耆(Radix astragali)、天花粉(Trichosanthes kirilowii)及負對照組[五加皮(Acanthopanax senticosus)及茯苓(Poria cocoa)]的抗氧化及抗蛋白質糖基化活性，(2)測量中藥熱水提取物螯合銅鐵離子的活性，測量中藥熱水提取物裂解晚期糖基化終產物交叉聯結，(4)測量測量中藥熱水提取物中酚類(phenolics)、多糖(polysaccharide)及皂.(saponin)組成情況，並推測這三種組成物質在其抗氧化及抗糖基化活性上之角色，(5)確認中藥熱水提取物在大鼠腎臟間隙細胞(rat mesangial cells)的抗蛋白糖基化活性。第二年計畫的重點是以瞭解中藥熱水提取物在大鼠腎臟細胞間隙細胞抗蛋白糖基化的可能分子機制為主，重要工作包括中藥熱水提取物對高葡萄糖誘發大鼠腎臟間隙細胞內(1)氧化壓力，(2)細胞增殖及凋亡改變，(3) 蛋白激.C-α、-β、及ζ (protein kinase C-α, -β, -ζ)活化轉移，(4)TGF-β、collagen及ICAM-1基因表現，(5)特定蛋白質糖基化程度等之影響。預期結果與展望：本計畫的完成將可瞭解生地黃、葛根、黨蔘、北耆、天花粉及負對照組(五加皮及茯苓)熱水提取物的效用特性、組成及與抗氧化及抗糖基化活性之間的相關性，確認它們在腎病變標的細胞-大鼠腎臟間隙細胞可能參抑制腎病變作用的位點，包括調節細胞活性氧物種形成、訊息傳導、特定基因表現及細胞整體的增殖及凋亡等效應，另外透過蛋白質體學分析技術及抗蛋白質糖基化之市售及自製抗體，將可更進一步明瞭中藥熱水提取物對細胞特定蛋白質糖基化標的的影響。這些成果對上述五種中藥在糖尿病腎病變的防治上，對用藥的有效性及安全性可提供重要參考，對未來研發預防糖尿病腎病變之單方或組合性複方中藥，以及某類有效成份的分離都可提供重要建議，是一值得進行的研究計畫。