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糖尿病(DM)是胰岛素绝对或相对分泌不足以及机体对胰岛素敏感性降低所引起的代谢紊乱,其主要临床特征为血糖高、血脂高以及高粘血症等。如今,糖尿病已成为“百病之源”,它往往会带来一系列的并发症,这些并发症给患者带来了更为严重的后果。研究表明,糖尿病患者死亡率最高的为心脑血管病变,约占80%,糖尿病人患脑血栓的发病率为非糖尿病人的12倍。因此,在糖尿病的治疗中,找到一种治疗糖尿病同时又能有效预防和治疗心脑血管疾病等并发症的治疗方法或药物具有十分重要的意义。
胰高血糖素样肽-1(GLP-1),是一种能增加胰岛素分泌的肠道激素,对于糖尿病的治疗具有重要意义。有关重组口服长效促胰岛素(rolGLP-1)的研究已证明可明显减低糖尿病大鼠血糖水平,并能改善由于高血糖引起的异常体征,对2型糖尿病具有良好的治疗效果。
水蛭素(HV)是从医蛭(Hirudomedieinalis)唾液腺中分离的一种酸性小分子蛋白,是目前发现的最好的凝血酶抑制剂,在预防和治疗人类心脑血管疾病方面有着非常显著的疗效,是治疗心脑血管疾病的首选良药。
本研究采用分子克隆手段获得了长效促胰岛素和水蛭素融合基因rolGLP-HV,克隆到pET22b(+)载体转化大肠杆菌BL21(DE3)并实现了高效表达。采用凝血酶滴定法检测rolGLP-HV的抗凝活性,结果表明rolGLP-HV的抗凝活性为109±1.7 ATU/ml,证明rolGLP-HV具有HV的抗凝血功能。
采用血栓模型对rolGLP-HV的抗血栓活性进行了检测。在昆明小鼠背部皮下注射卡拉胶(50mg/kg)的同时给小鼠灌胃rolGLP-HV,观察小鼠尾部出现血栓的时间及血栓的相对长度。结果发现,灌胃rolGLP-HV的小鼠出现血栓的时间比对照延迟致32h,相对长度从37.5%缩减到25%,说明口服rolGLP-HV确实可以起到抗血栓作用。
采用STZ诱导的2型糖尿病小鼠模型对rolGLP-HV的降血糖功能进行了检测。按照15mg/kg的剂量连续10天给糖尿病小鼠灌胃rolGLP-HV,结果发现,实验组小鼠的血糖明显降低,从10.6 mmol/L降到了5.3mmol/L,基本恢复到了正常血糖水平;同时实验组的摄食量和饮水量降低,体重亦趋于恢复,其多食、多饮、多尿和消瘦的症状都得到有效改善。
本研究的所有实验结果都表明rolGLP-HV具有明显的治疗和预防糖尿病及血栓的双重功能,有望研发成为治疗糖尿病和心脑血管病的双功能口服药物。本研究为今后rolGLP-HV的临床前应用研究奠定了坚实基础。