南瓜萃取物降血糖活性物質之篩選 結果 研究目的 摘要 方法 討論 參考文獻 Screening for hypoglycemic compounds in the extract of Cucurbita moschata 林禎楨, 張誌益, 鄭雪玲 Chen-Chen Lin, Chi-I Chang, Hsueh-Ling Cheng 國立屏東科技大學生物科技研究所 結果 研究目的 由南瓜中篩選出可克服胰島素抗性之降血糖天然物 B C A 摘要 胰島素抗性（insulin resistance）為促成第二型糖尿病（type 2 diabetes）的關鍵因素。胰島素抗性是指身體組織對於胰島素的敏感度下降甚至無反應，造成細胞對葡萄糖的利用率下降而產生了高血糖現象。本研究利用實驗室前期已建立之「改善細胞胰島素抗性」篩選平台，嘗試由南瓜（Cucurbita moschata）莖材中篩選出具有改善胰島素抗性效果之活性物質。南瓜莖材先以甲醇進行粗萃，再以分配萃取（Partition）的方式收集乙酸乙酯層、正丁醇層及水層，對這些萃取層分別進行活性分析，發現除了水層萃取物無活性外，甲醇粗萃物、乙酸乙酯層萃取物及正丁醇層萃取物皆有改善細胞胰島素抗性的活性。將乙酸乙酯層萃取物更進一步分離成二十三個分液(fractions)，再對這些分液進行活性分析，發現分液1、2、3、6、7、8、10、13、16、17、18、19、20、21、22及23的活性最高。挑選其中的分液19及分液22分別進行動物實驗，餵食具有高血糖症狀的小鼠。發現以200 mg/kg的劑量連續餵食小鼠三天，分液19及分液22經統計學分析，皆有降血糖的效果。因此認為分液19及分液22值得進一步純化其成分，以分析其中所含的天然物之降血糖活性並探討其分子機制，目前分液19及分液22之純化工作正在進行中。 D E F Data represent mean ± SD，N=3；*p＜0.05 versus Control 3 ; #p＞0.05 or #p＜0.05 versus Control 2 圖一、分析南瓜乙酸乙脂層各分液促進細胞葡萄糖吸收活性 方法 A. 分析南瓜甲醇粗萃物、乙酸乙脂層、正丁醇層及水層萃取物 B~F. 分析南瓜乙酸乙脂層各分液 1. 南瓜莖材萃取及分離 Cucurbita moschata 結 果 　　分液1、2、3、6、7、8、10、13、16、17、18、19、20、21、22及23於1 μg/ml濃度下能明顯提升胰島素抗性細胞對葡萄糖的吸收能力。 Methanol extraction Methanol extract Marc 表一、以南瓜分液19及22餵食具有高血糖症狀小鼠後之降血糖效果 Ethyl acetate-H2O partition 組別 A B C D 施打STZ - + 正常對照組 糖尿病對照組 南瓜Fraction 19 南瓜Fraction 22 餵食劑量 200mg/kg STZ誘導血糖值(mg/dl) before STZ treatment 147.5±13.3 138.5±14.1 134.0±11.3 133.5±6.2 第ㄧ週 after STZ 149.7±20.3 314.3±48.7 366.3±45.8 385.2±23.3 第二週 after STZ 134.3±18.6 356.8±46.3 388.3±33.0 414.5±21.5 第三週 after STZ 139.2±8.9 372.7±35.8 412.5±14,8 410.3±26.2 Day1 未禁食 142.2±13.1 392.7±47.2 518.8±42.6 527.8±26.5 給藥後2-hour 136.8±23.5 351.5±41.6 413.7±38.0** 413.0±38.1** 給藥後4-hour 133.8±13.3 315.0±47.1* 411.2±35.9** 425.3±26.3** Day2 未禁食 151.2±12.0 374.2±35.9 482.5±33.9 521.8±44.0 130.0±31.3* 370.5±74.4 413.0±20.4** 402.3±50.5** 123.0±18.8 334.5±84.1 405.5±26.0** 406.5±20.6** Day3 未禁食 161.7±18.6 434.0±63.8 469.5±53.4 476.0±48.1# 113.7±15.8** 377.8±62.1 389.3±28.2** 377.0±24.4** 115.3±14.4** 357.8±65.7 397.3±31.6* 391.7±24.2** Ethyl acetate layer H2O Butanol-H2O partition Butanol layer H2O layer Divided into 23 fractions 1 2 3 ‧‧‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧‧‧‧‧ ‧ 19 ‧ ‧ 22 23 2. 分析南瓜萃取物改善細胞胰島素抗性之活性 Control 1：正常細胞 (小鼠肝臟細胞) Control 2：正常細胞 + insulin刺激 Control 3：胰島素抗性細胞 + insulin刺激 實驗組：胰島素抗性細胞 + insulin刺激 + 南瓜萃取物 3. 動物實驗 十七週齡的C57BL/6J 小鼠 A組注射10 mM Sodium Citrate B、C、D組腹腔注射STZ (50 mg/Kg) 連續施打Low dose STZ五天 Rest for one week 每週以尾部採血測一次血糖，連續三週 Data represent mean ± SD，N=6；*#p＜0.05 ; **p＜0.01 結 果 灌食南瓜莖材分液3天 　　分液19及分液22皆有顯著的立即降血糖效果，而餵食分液22於第三天出現短期的降血糖效果。觀察實驗組血糖值皆逐天降低，故推測若餵食更多天會有更明顯降血糖效果。 檢測給藥前(未禁食)及給藥後2小時和4小時的血糖值 1. 有效成分可能是分布於乙酸乙脂層及正丁醇層，應可由其中之一繼續尋找有效分液。 討論 2. 乙酸乙酯層中有分液1、2、3、6、7、8、10、13、16、17、18、19、20、21、22及23活性最好。 3. 以分液19及22餵食小鼠證實二者有活體內降血糖效果。 4. 將針對南瓜降血糖的作用持續探討其分子機制。 參考文獻 Cheng, H. L., H. K. Huang, C. I. Chang, C. P. Tsai, and C. H. Chou. 2008. A cell-based screening identifies compounds from the stem of Momordica charantia that overcome insulin resistance and activate AMP-activated protein kinase. J Agric Food Chem 56:6835-6843. 2. Choi, H., H. Eo, K. Park, M. Jin, E. J. Park, S. H. Kim, J. E. Park, and S. Kim. 2007. A water-soluble extract from Cucurbita moschata shows anti-obesity effects by controlling lipid metabolism in a high fat diet-induced obesity mouse model. Biochem Biophys Res Commun 359:419-425.