Nghiên cứu hiệu quả điều hòa enzyme chuyển hóa glucose của lá xoài non (mangifera indica l ) và rễ me keo (pithecellobium dulce (roxb ) benhth ) trên chuột bệnh đái tháo đường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNGĐẠIHỌCCẦNTHƠ NGUYỄNTHỊÁILAN NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ ĐIỀU HỊA ENZYMECHUYỂNHĨAGLUCOSECỦA LÁXỒI NON(Mangifera indicaL.)VÀ RỂMEKEO(Pithecellobiumdulce(Roxb.)Benth.)TRÊ N CHUỘT BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC NGÀNHCÔNGNGHỆSINHHỌC MÃ NGÀNH: 62 42 02 01 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNGĐẠIHỌCCẦNTHƠ NGUYỄNTHỊÁILAN NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ ĐIỀU HỊA ENZYMECHUYỂNHĨAGLUCOSECỦA LÁXỒI NON(MangiferaindicaL.)VÀ RỂMEKEO(Pithecellobiumdulce(Roxb.)Benth.) TRÊN CHUỘT BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC NGÀNHCÔNGNGHỆSINHHỌC MÃ NGÀNH: 62 42 02 01 CÁNBỘHƯỚNGDẪN PGS.TS.ĐÁITHỊXUÂNTRANG 2021 TÓMTẮTTIẾNGVIỆT Xoài (Mangifera indicaL.) me keo (Pithecellobium ducle(Roxb.) Benth) trồng phổ biến Đồng sông Cửu Long Trong nghiên cứu này, khả chống oxy hóa, điều hịa hoạt động enzyme glucose-6phosphatase, glucose-6-phosphate dehydrogenase lactate dehydrogenase, bảo vệ tế bào min6 tụy tạng cao chiết methanol xoài non rễ me keo nghiên cứuin vitro Độc tính cấp cao chiết xoài non rễ me keo khảo sát chuột nhắt trắng Khả chống tăng glucose huyết, rối loạn lipid huyết, chống xơ vữa động mạch, điều hòa enzyme glucose-6phosphatase, glucose-6-phosphate dehydrogenase lactate dehydrogenasein vivocủa cao chiết xoài non rễ me keo thực mơ hình chuột tăng glucose huyết Bên cạnh đó, nghiên cứu cịn đánh giá ảnh hưởng cao chiết xoài non rễ me keo đến cholesterol toàn phần, triglyceride, HDL-Cho, LDL-Cho số tim mạch (AI, CRI, CVRI) Mơ hình chuột tăng glucose huyết cảm ứng alloxan monohydrate tiến hành khảo sát 28 ngày Chuột tăng glucose huyết chia thành 11 nhóm, nhóm gồm chuột có khối lượng glucose huyết khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê Nghiệm thức I nhóm đối chứng sinh lý (chuột bình thường khơng tiêmalloxan monohydrate hayuốngbấtkỳloạithuốcnào) Nghiệmthức II, III nhóm chuột bình thường uống 450 mg/kg khối lượng cao chiết xoài non rễ me keo Nghiệm thức IV nhóm đối chứng bệnh lý (chuột tăng glucose huyết không điều trị) Nghiệm thức V nhóm chuột tăng glucose huyết dùng thuốc biệt dược glucophage (108 mg/kg khối lượng) Các nghiệm thức tiếp sau chuột tăng glucose huyết điều trị cao chiết xoài non rễ me keo (liều 150, 300, 450 mg/kg thể trọng/ lần x lần/ ngày) Cao chiết xoài non rễ me keo khảo sát khả gây độc tính cấp chuột nhắt trắng (Mus musculusL.) nồng độ 1000, 2500 5000 mg/kg khối lượngin vivo Cao chiết xồi non rễ me keo có chứa hợp chất flavonoid, alkaloid, tannin, triterpenoid, glycoside Cao chiết xoài non chứa thêm chất courmarin quinon; rễ me keo chứa thêm chất phenol saponin Hàm lượng polyphenol tổng (total polyphenol content, TFC) xoàinon(335,06±1,84mgGAE/gcaochiết) caohơnrễ mekeo (246,5±65,5 mgGAE/ g cao chiết) Hàm lượng flavonoid toàn phần (total flavonoide content, TFC) xoài non (432,86 ± 10,01 mg QE/g cao chiết) cao hơnrễmekeo(427,4± 4,9mgQE/gcaochiết).Hoạttínhchốngoxyhóađược xácđịnhbằngcácphươngphápkhácnhaunhưDPPH,ABTS+vàRP.Kếtquả cho thấy xồi non rễ me keo có hiệu chống oxy hóa thấp chất chống oxy hóa chuẩn Hiệu loại bỏ gốc tự DPPH xoài non (EC50= 27,6 ± 0,88 µg/mL) cao rễ me keo (28,9 ± 0,80 µg/mL) vàthấphơnchấtchuẩn trolox(4,26µg/mL) Ngượclại,rễmekeocókhảnăng khử sắt (69,3 ± 1,34 µg/mL) trung hịa gốc tự ABTS +(23,8 ± 2,4µ g / m L ) c a o xoài non hai phương pháp 321,4 ± 6,63 µg/mL 45,7 ± 0,5 µg/mL; thấp chất chuẩn BHA (30,1 µg/mL) phương pháp khử sắt t r o l o x ( , µ g / m L ) t r o n g p h n g p h p A B T S + Kết thực nghiệm khảo sát hiệu điều hịa hoạt động enzyme chuyển hóa glucose cho thấy, LXN ức chế hoạt động G6Pase (IC 50= 80,4 µg/mL), G6PDH (IC50= 82,6 µg/mL) tốt so với RMK (IC 50= 26,8 µg/mL, IC50= 92,7 µg/mL) LXN (IC50= 117,9 µg/mL) ức chế hoạt động enzymeLDHtốthơnsovới RMK(IC50=122,4µg/mL) Nồng độvà thờigian tối ưu tunicamycin để gây chết tế bào min6 tụy tạng µg/mL thời điểm 24 48 Cao chiết xoài non rễ me keo không gâyđộc tế bào tế bào min6 48 tất nồng độ khảo sát từ 50-500 µg/mL Nồng độ cao chiết xồi non rễ me keo có khả bảo vệ tế bào min6 khỏi chết tác động tunicamycin 50 100 µg/mL khảo sát thời gian 24 48 Cao chiết xoài non (450 mg/kg) rễ me keo (150 mg/kg) kết luậnlàcó khảnănghạ glucosehuyết,điềuhịa lipidhuyếtvàchống huyếtkhối chuột tăng glucose huyết Kết quan sát cấu trúc mô bệnh học gan vàt h ậ n c h u ộ t cho thấy, xoài non (450 mg/kg) rễ me keo (150 mg/kg) có khả cải thiện mô gan thận chuột tăng glucose huyết trở tương đương với gan thận c h u ộ t b ì n h t h n g S a u n g y theo dõi, cao chiết xoài non rễ me keo chứng minh không gâyảnh hưởng bất thường đến hành vi lãnh cảm, tăng động, hệ hô hấp, nhịp tim thông số AST, ALT chuột suốt thời gian thí nghiệm Bên cạnh đó, kết quảc h o t h ấ y xoài non rễ me keo liều khảo sát không ảnh hưởng đến hành vi, tăng trọng bình thường chuột Các số glucose huyết, huyết học, chức gan thận nhóm chuột uống cao chiết xồi non rễ me keo liều khảo sát tương đương với chuột bình thường Điều cho thấy xồi non rễ me keo khơng gây độc tính cấp chuột nồng độ khảo sát 5000 mg/kg Cấu trúc mơ học gan thận nhóm chuột uống cao chiết xoài non rễ me keo liều cao có ảnh hưởng đến cấu trúc mơ gan thận chuột bình thường Tóm lại, cao chiết xoài non (450 mg/kg) rễ me keo (150 mg/ kg) có khả chống tăng glucose huyết, rốiloạnchuyểnhóalipid,chốngxơvữađộngmạchtốtnhất.Caochiếtláxồi non rễ me keo sử dụng loại dược liệu hữu dụng điều trị tăng glucose huyết ngăn ngừa biến chứng tăng glucose huyết kéo dài gây Từ khóa: glucose-6-phosphatase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, Mangifera indicaL., min6 cell, Pithecellobium ducle (Roxb.)Benth ABSTRACT Mangifera indicaL andPithecellobium dulce(Roxb.) Benth.arep o p u l a r in Mekong delta So in this research, the antioxidant role, regulating glucose-6-phosphatase (G6Pase), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and lactate dehydrogenase (LDH), protective effect min6 pancreatic β - c e l l s , a n t i d y s l i p i d e m i c o f Mangifera indicaL young leaves andPithecellobium ducle(Roxb.) Benth root were investigatedin vitro Acute toxicity studies with MIL or PDR were performed in experimental mice The present study was also conducted to elucidate the anti-hyperglycemic, antidyslipidemia, anti- atherosclerosis The activities of key carbohydrate metabolism enzyme comprising G6Pase, G6PDH and LDH in liver andm u s c l e o f d i a b e t i c m i c e w e r e d e t e r m i n e d T h e in vivoexperiment, mice were orally treated with three different single doses 1000, 2500, 5000 mg/kg of the MIL or DPR extract and screened for signs of acute toxicity This study was assessed by determining its effect on blood glucose, body weight, total cholesterol, triglyceride, HDL- Cho, LDL- Cho, atherogenic index (AI, CRI, CVRI) incompared with those of controls Alloxan monohydrate (AM) - induced diabetic maleMus musculusL mice were used as experimental models for a period of 28 days The experiment was designed to determine effect of MIL or PDR extract on diabetic mice The mice were allowed to acclimated to the laboratory environment for 48 hours, dictributed into eleven groups according to the similar weights and glucose blood with six animals in each group (n=6) Group I normal control consisted of normal mice that neither injected AM nor any drug Group II and III were taken MIL or PDR extract (450 mg/kg body weight) Group IV served as negative control (diabetic control) Group V was given standard drug, glucophage (170 mg/ kg bodyweight as possitive control Next groups, diabetic mice were treated with extract of MIL or PDR (150, 300, 450 mg/kg body weight/ twice a day) Hyperglycermia was resulted in the generation of free radicals So thein vitrostudies including phytochemical screening of methanol extracts of MIL and PDR were examined the presence of bioactive compounds The antioxidant activities of MIL and PDR were demonstrated by employing establishedin vitrosystems, which included radical scavenging DPPH, ABTS·+and ferric reducing.Pancreatic beta celllinecloselyassociated withto diabetes mellitus So they become weak or die, insulin secretion will be affected immediately Protective effect of MIL or PDR extract against endoplasmicreticulum(ER)stresswasconductedinmin6pancreaticβ-cellsin vitro The min6 cell line was cultured with µg/mL tunicamycin added in 24 hours of exposure and 5% CO2to induce ER stress and cell death.C y t o t o x i c i t y effect of MIL or PDR e x t r a c t o n m i n c e l l s w a s o b s e r v e d concentration from 50 to 500 µg/mL.To investigate the effect ofMIL or PDRextract on ER stress, min6 cell were treatment tunicamycin with extract (50 -500 µg/mL) for 48 hours at 37oC in a 5% CO2humidified incubator.The firstresult show that phytochemical investigation on the MIL and PDR methanol extracts revealed the presence of various phytoconstituents such as flavonoids, alkaloids, tannins, triterpenoids and glycosides MIL also contains phenols, coumarins and quinons while PDR contains saponins The total polyphenol of MIL extract (335.06 ± 0.05 mg GAE/g extract) is higher than amount of total polyphenolsofPDR(246.5±65.5 mgGAE/gextract).Totalflavonoidcontent of MIL (432.86 ± 10.01 mg QE/g extract) is also higher than TFC of PDR (427.4 ± 4.9 mg QE/g extract) In addition, the antioxidant effects of the MIL and PDR indicate that both MIL and PDR extract against oxidation effect but there are lower than standard In DPPH assay, the anti-oxidation of MIL (EC 50= 27.6 µg/mL) is higher than PDR (EC 50= 67.9 µg/mL) and lower than Trolox standard (EC50= 4.26 µg/mL) In Fe2+chelating and ABTS assay, the antioxidation of PDR extract (67.9 µg/mL, 7.03 µg/mL), is higher than MIL extract (45.7±0.50 µg/mL; 12.11±1.15 µg/mL, respectively) but lower than BHA standard (30.1 µg/mL) and Trolox standard (0.037 µg/mL) Addition,t h e second result indicate that at concentration µg/mL, tunicamycin had s i g n i f i c a n t inducedapoptosisafter24hours MILandPDRdidnot cause min6 cell to die for 48 hours The extract of MIL (50 µg/mL) or PDR (100 µg/mL) can protect min6 cells against cell death with ER stress respectively in 24 and 48hours.Next,theresultscreening of controllingglucose enzyme metabolism activities of extracts depicted the effect of MIL on G6Pase (IC 50= 42.9 µg/mL), G6PDH (IC50= 82.6 µg/mL) activitiesi s b e t t e r t h a n P D R ( I C 50= 56 µg/mL, 92.7 µg/mL) In contrast, the effect of PDR extract on LDH(IC50 = 122.6 µg/mL) activity is higher than MIL (IC50= 142.6 µg/mL, respectively) The results showed that the methanol extract of MIL or PDR showed significantly antidiabetic and antihyperlipidemic activities as evidenced by significant decrease in plasma glucose, TC, TG, LDL- Cho levelswith elevation of HDL- Cho level and diminution of atherogenic index in diabetic mice Observation of the microscopic cross section of liver tissues revealed that mice treated with MIL or PDR extract had significantly improvement in liver tissues compared to those of the non-treated control group Futher more, throughoutt h e d a y s o b s e r v a t i o n a c u t e p e r i o d , n o a b n ormalchanges attributable to the treatment tunicamycin were noticed in behavior such as apathy, hyperactivities, morbidity, respirations and hear rate etc Besides, the body weight, blood glucose, AST and ALT were not significant changed after theperiod of experiment.Observationof the microscopic crosssectionof liver and tissues revealed that mice treated with high extracts had not change when compared in those of the control group In conclution, the MIL or PDR hold anti diabetic, antihyperlipidemic activity and antiatherogenicity in diabetic mice They can be utilized as useful remedy for alleviation of diabetes and itscomplication Keywords: glucose-6-phosphatase, glucose-6-phosphatedehydrogenase, lactate dehydrogenase, Mangifera indicaL.,min6cell, Pithecellobium ducle (Roxb.) Benth