Formularea de berberină foarte biodisponibilă îmbunătățește insulina mediată de receptorul glucocorticoid

Zhaojie Meng 1.2 *, Yang Yu 1.3 *, Yining Zhang 4, Xuehan Yang 1, Xiaoyan Lv 5, Fengying Guan 1, Grant M. Hatch 6, Ming Zhang 1, Li Chen 1

foarte

1. Departamentul de farmacologie, Colegiul de științe medicale de bază, Universitatea Jilin, Changchun, Jilin, China.
2. Divizia de Științe Biomedice, Facultatea de Medicină, Universitatea din California, Riverside, CA, Statele Unite ale Americii.
3. Laborator cheie de biologie celulară medicală, Institutul de medicină translațională, Universitatea de medicină din China, Shenyang, provincia Liaoning, China.
4. Primul spital, Universitatea Jilin, Changchun, China.
5. Al doilea spital, Universitatea Jilin, Changchun, China.
6. Departamentul de farmacologie și terapie, Centrul de cercetare și tratament al aterosclerozei, DREAM Manitoba Institute of Child Health, Universitatea din Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada.
* Acești autori contribuie în mod egal la acest studiu.

Citare:
Meng Z, Yu Y, Zhang Y, Yang X, Lv X, Guan F, Hatch GM, Zhang M, Chen L. Formularea de berberină foarte biodisponibilă îmbunătățește rezistența la insulină mediată de receptorul glucocorticoidului prin intermediul reducerea asocierii receptorului glucocorticoid cu fosfatidilinozitol-3-kinaza. Int J Biol Sci 2020; 16 (14): 2527-2541. doi: 10.7150/ijbs.39508. Disponibil de pe https://www.ijbs.com/v16p2527.htm

Cuvinte cheie: Formulare de berberină foarte biodisponibilă, dispersie solidă Huang-Gui, rezistență la insulină, fosfatidilinozitol 3-kinază, receptor glucocorticoid

Berberina (BBR) este un alcaloid natural al plantei izolat din planta chineză Rhizoma coptidis și este frecvent utilizat pentru tratamentul diareei. Multe studii au arătat că BBR prezintă proprietăți hipoglicemiante și ameliorează rezistența la insulină. Am arătat anterior că BBR a inhibat gluconeogeneza hepatică prin scăderea expresiei PEPCK prin activarea proteinei kinazei activate cu 5'-adenozină monofosfat (AMPK) [13]. În plus, s-a demonstrat că BBR reduce rezistența la insulină mediată de dexametazona (DEX) în celulele theca in vitro [14]. Prin urmare, BBR poate regla calea de semnalizare a insulinei în mușchiul scheletic prin calea GC/GR.

Biodisponibilitatea scăzută și mecanismul nedefinitiv al acțiunii BBR limitează aplicarea sa clinică ca medicament antidiabetic. Am arătat anterior că dispersia solidă Huang-Gui (HGSD), un sistem de livrare a medicamentelor ternare cu BBR, caprat de sodiu (SC, un potențial de absorbție intestinală) și PEG6000, preparat prin tehnologia de dispersie solidă, a îmbunătățit dramatic o creștere in situ perfuzie intestinală și o creștere de 5 ori in vivo biodisponibilitatea BBR [15, 16]. S-a confirmat că berberina este principalul ingredient activ în HGSD, fără nicio modificare evidentă după tratamentul cu SC [17]. Tratamentul HGSD al dietei bogate în grăsimi și al șobolanilor diabetici induși de STZ a dus la un efect hipoglicemiant semnificativ îmbunătățit comparativ cu BBR singur [15]. În studiul de față, am utilizat trei modele distincte de rezistență la insulină (dietă bogată în grăsimi, HFD) hrăniți cu șobolani tratați cu streptozotocină (STZ), celule C2C12 rezistente la insulină și șoareci tratați cu dexametazonă (DEX) pentru a examina dacă rezistența la insulină este mediat de asocierea GR cu PI3K și dacă tratamentul cu HGSD atenuează rezistența la insulină în aceste modele.

Reactivi chimici

Experimente pe animale

Șobolani Wistar masculi (200-220 g) și șoareci ICR (18-22 g) au fost obținuți de la Facilitatea Experimentală de Deținere a Animalelor de la Universitatea Jilin (numărul certificatului: scxk2013-0003). Toate animalele au fost adăpostite în cuști standard din polipropilenă (trei șobolani sau șoareci pe cușcă) și menținute într-o cameră de reproducere controlată de mediu (temperatură: 20 ± 2 ° C, umiditate: 60 ± 5%, 12 h ciclu lumină/întuneric). Animalele au fost aclimatizate timp de cel puțin 5 zile și apoi prelucrate pentru diferite experimente.

Pregătirea dispersiei solide Huang-Gui

HGSD a fost preparat cu BBR (ingredientul activ), SC și PEG6000 urmând raportul în greutate de 1: 1: 6 prin evaporarea solventului așa cum s-a descris anterior [15].

In vivo modele animale și administrarea medicamentelor

Modelul de șoarece rezistent la insulină a fost stabilit prin injectarea de DEX (i.p.) la o doză de 2 mg/kg timp de 7 zile consecutive, după cum s-a descris anterior [19, 20]. Șoarecii din grupul de control au fost injectați (i.p.) cu soluție salină într-un volum egal de 5 ml/kg. Șoarecii au fost împărțiți în 4 grupuri și tratați cu medicamentele respective prin administrare intragastrică (ig): (1) Grup de control (șoareci de control care primesc soluție salină), (2) Grup model (șoareci ai modelului de rezistență la insulină care primesc un volum de salină corespunzător ), (3) grup de tratament BBR (șoareci rezistenți la insulină din grupul model care au primit 150 mg/kg BBR), (4) grup de tratament HGSD (șoareci rezistenți la insulină din grupul model care au primit HGSD la o doză echivalentă de 150 mg/kg BBR )). Șoarecii au fost apoi sacrificați după 7 zile.

Testul de toleranță intraperitoneală la glucoză (IPGTT) sau testul de toleranță orală la glucoză (OGTT) a fost efectuat la sfârșitul administrării medicamentului in vivo modele. După un post de 12 ore, s-a administrat glucoză (2 g/kg) (i.p. la șobolani și de exemplu la șoareci). Sângele a fost colectat din vena caudală la 0, 30, 60, 90 și 120 de minute după administrarea glucozei, iar concentrația de glucoză din probele de ser a fost determinată folosind setul de glucoză oxidază.

Țesutul a fost colectat de la animale după post de 12 ore la sfârșitul fiecărui studiu. Șobolanii au fost anesteziați cu 20% uretan (100 mg/kg), iar probele de sânge au fost obținute din aorta abdominală. Probele de sânge de la șoareci au fost colectate din vena fundului. Probele de sânge au fost lăsate să se coaguleze timp de 30 min la 4 ° C și centrifugate (3.500 × g, 10 min, 4 ° C). Supernatantul a fost utilizat pentru a măsura glucoza și insulina. Glicemia a fost măsurată folosind trusa de glucoză oxidază. Insulina a fost măsurată printr-un test radioimunologic. Mușchiul scheletic al animalelor a fost apoi colectat după perfuzie și sacrificiu pentru evaluarea proteinelor. Nivelurile de proteine ​​specifice au fost determinate prin analiza Western blot.