蝶酰谷氨酸在防治環(huán)境內(nèi)分泌干擾物致子代糖尿病中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)藥領(lǐng)域，涉及維生素醫(yī)藥及保健應(yīng)用，具體涉及蝶酰谷氨酸對孕期 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物所致后代糖代謝異常的預防和保健作用。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（Endocrinedisruptingchemicals，EDCs)是指具有干擾人 體內(nèi)分泌系統(tǒng)的外源性化合物，能影響生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、甚至能干擾組織器官的正常發(fā) 育，最終引起健康受損。EDCs在塑料產(chǎn)品、高分子材料中有著廣泛的使用，其可以通過土壤、 水和空氣等不同介質(zhì)污染食物鏈，或者由食品包裝和飲用容器滲入到食物中從而攝入到身 體中，使人處于EDCs的直接暴露。已經(jīng)有大量研宄證實胚胎期環(huán)境污染物暴露能影響多種 器官和組織的發(fā)育并最終導致成年期慢性疾病患病風險增加，其中最引人關(guān)注的是胰島結(jié) 構(gòu)功能受損導致的I型糖尿病高發(fā)。這類由發(fā)育關(guān)鍵期暴露環(huán)境污染物而引起的健康損 失，直至成年期都難以恢復，而這種化學品暴露在現(xiàn)代生活中幾乎是無法避免的。因此我們 需要早在發(fā)育關(guān)鍵期就進行干預，以預防或減輕這種由早期環(huán)境污染導致的成年期健康損 失。而這種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物所致的胰島受損導致的I型糖尿病高發(fā)至今尚無明確的保護 方法。
[0003] 蝶酰谷氨酸是一種重要的維生素，被攝入體內(nèi)后大部分轉(zhuǎn)化為5-甲基四氫葉酸， 參與生物體內(nèi)一碳單位的傳遞轉(zhuǎn)移代謝，對于嘌呤和嘧啶的合成、DNA甲基化等過程具有決 定性作用。蝶酰谷氨酸在生命過程中對健康維系有著至關(guān)重要的作用，對基因組穩(wěn)定性、月中 瘤易感性、心血管疾病和代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展的影響復雜且重要。其作為必不可少的微 量營養(yǎng)物質(zhì)，對孕產(chǎn)婦而言至關(guān)重要，在懷孕期補充蝶酰谷氨酸能預防胎兒發(fā)生神經(jīng)管畸 形、宮內(nèi)發(fā)育遲緩、早產(chǎn)和低出生體重等，以保護其出生后的生長和健康狀況。流行病研宄 中證實，孕婦在懷孕期間和產(chǎn)后3個月蝶酰谷氨酸不足能增加后代在6-8歲時出現(xiàn)葡萄糖 耐量降低、胰島素耐量降低、肥胖等代謝綜合征現(xiàn)象，而以蝶酰谷氨酸為主的復合維生素補 充后能顯著改善此現(xiàn)象。但是孕期蝶酰谷氨酸干預以及如何干預是否能保護由EDCs暴露 引起的子代胰島功能改變，目前尚無明確報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的任務(wù)是提供一種降低環(huán)境內(nèi)分泌干擾物致子代I型糖尿病風險的方法。
[0005] 實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：將蝶酰谷氨酸用于制備預防或治療環(huán)境內(nèi)分泌干擾物 致子代糖尿病藥物、保健品或功能性食品，即蝶酰谷氨酸能用于預防或治療環(huán)境內(nèi)分泌干 擾物所致的子代糖尿病。
[0006] 本專利使用動物實驗?zāi)Ｐ?，確定了蝶酰谷氨酸對典型環(huán)境內(nèi)分泌干擾物引起的胰 島結(jié)構(gòu)、功能異常而導致的I型糖尿病高發(fā)的預防保護作用。
[0007] 雙酚A(BisphenolA，BPA)，化學名稱：2,2_雙（4-羥基苯基）丙烷，化學式： c15H16o2，基本結(jié)構(gòu)式： 是世界范圍內(nèi)廣泛制造和分布的典型的具有類雌
〇 激素效應(yīng)的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，其單體常用于聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂等高分子材料的生產(chǎn)和 加工，廣泛應(yīng)用于制造塑料容器，小鼠經(jīng)口直接暴露BPA能擾亂能量代謝和胰島素分泌相 關(guān)的胰島素通路，增加患糖尿病的風險。本發(fā)明中使用BPA作為代表EDCs的典型暴露物。 蝶酰谷氨酸，又稱葉酸，化學名稱：（2S)-2-[[4-[(2-氨基-4-氧代-1H-6-蝶啶基）甲氨基] 苯甲基]氨基]戊二酸，化學式：C19H19N706,基本結(jié)構(gòu)式
曾有 報道發(fā)現(xiàn)發(fā)育關(guān)鍵期暴露鄰苯二甲酸鹽（另一種典型EDCs)和使用發(fā)膠可能與新生兒尿道 下裂有相關(guān)性。
[0008] 本專利使用動物實驗?zāi)Ｐ?，確定了蝶酰谷氨酸對典型環(huán)境內(nèi)分泌干擾物引起的胰 島結(jié)構(gòu)、功能異常而導致的I型糖尿病高發(fā)的預防保護作用，實驗資料如下：
[0009] 用陰道沖洗涂片法檢測受孕情況；在雌性SD大鼠懷孕期和哺乳期，對其 進行蝶酰谷氨酸干預和BPA暴露并分為以下三組：對照組、40yg/kg/day的BPA組 (BPA-nofolate)、300yg/kg/day蝶酰谷氨酸+40yg/kg/dayBPA的蝶酰谷氨酸干預組 (BPA-folate);實驗使用的蝶酰谷氨酸購于美國SIGMA公司，純度99 %。記錄母鼠孕期生長 速度和子鼠出生后的生存率和體重。在子代斷乳期即出生后21天，以及子代大鼠青少年期 (9周齡），進行相關(guān)試驗。測定子代代體重、胰腺臟器系數(shù)、空腹血糖、空腹胰島素；腹腔注 射2g/kgbodyweight葡糖糖進行葡萄糖耐量實驗；腹腔注射0.75IU/kgbodyweight胰島 素的胰島素耐量試驗；免疫熒光雙染法進行胰腺形態(tài)學分析；透射電子顯微鏡觀察胰島0 細胞細胞器狀態(tài)；對分離和純化的離體胰島進行葡萄糖刺激胰島素釋放實驗以評估其胰島 素分泌功能。為了明確其保護機制進行SYBR相對定量法分析子代胰島印記基因Igf2、H19、 Plagll和DNA甲基轉(zhuǎn)移相關(guān)基因Dnmtl、Dnmt3a、Dnmt3b的表達；用亞硫酸氫鈉測序PCR法 (BisulfitesequencingPCR，BSP)，即BSP-PCR產(chǎn)物純化結(jié)合質(zhì)粒克隆后測序法檢測Igf2/ H19 差異性甲基化區(qū)域（differentiallymethylatedregions，DMR)的DNA甲基化狀態(tài)。
[0010] 本發(fā)明實驗明確蝶酰谷氨酸對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物致子代糖代謝紊亂的預防作用， 并明確了其機制。
[0011] 本發(fā)明揭示蝶酰谷氨酸能有效改善BPA導致的子代出生時和9周齡體重異?，F(xiàn) 象，明顯改善BPA導致的子代胰腺臟器系數(shù)、葡萄糖耐量、BCF、BCM、胰腺結(jié)構(gòu)、0細胞超微 結(jié)構(gòu)以及離體胰島經(jīng)高糖刺激分泌的胰島素量的異常。在其作用機制上，BPA組子代大鼠 胰島印記基因Igf2/H19,DNA甲基轉(zhuǎn)移酶相關(guān)基因（Dnmts)的表達與對照組相比現(xiàn)明顯異 常，蝶酰谷氨酸干預組較BPA組有明顯回復。同時，BPA組胰島Igf2/H19DMR2區(qū)DNA甲基 化異常升高，蝶酰谷氨酸干預組呈相對正常的狀態(tài)。本發(fā)明結(jié)果顯示，孕期補充蝶酰谷氨酸 對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物引起的子代糖代謝紊亂高發(fā)具有預防作用。蝶酰谷氨酸在控制劑量范 圍內(nèi)（孕產(chǎn)婦每日攝入小于〇.8mg)使用時對人體無害，可安全使用。該化合物將來可添加 于保健品或作為食品強化劑并以口服使用，以預防環(huán)境內(nèi)分泌干擾物所致后代糖代謝異常 現(xiàn)象。
[0012] 圖例說明
[0013] 圖1為葡萄糖耐量試驗，圖中EDCs暴露的后代血糖相應(yīng)曲線異常升高，蝶酰谷氨 酸干預能使血糖相應(yīng)曲線正常。葡萄糖耐量試驗意義在于：葡萄糖耐量試驗為口服葡萄糖 后在固定時間檢測血糖以評估機體對葡萄糖的耐受情況，若出現(xiàn)葡萄糖不耐受說明機體處 于糖尿病高危狀態(tài)。圖1顯示，本發(fā)明中蝶酰谷氨酸干預能顯著降低典型EDCs暴露所致的 糖耐量異常現(xiàn)象，能使機體免于糖尿病高危狀態(tài)。
[0014] 圖2是胰島結(jié)構(gòu)和功能的評估，結(jié)果顯示：典型EDCs暴露能引起胰島結(jié)構(gòu)異常，表 現(xiàn)為胰島分數(shù)和質(zhì)量下降，超微結(jié)構(gòu)異常，表現(xiàn)為線粒體腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴增。蝶酰谷氨酸干 預能預防這種胰島結(jié)構(gòu)異常的出現(xiàn)，表現(xiàn)為胰島分數(shù)和質(zhì)量正常，線粒體結(jié)構(gòu)完整，內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 排列正常。胰島是胰腺的內(nèi)分泌部分，胰島功能異常時導致胰島素分泌不足進而引起糖尿 病的主要原因。本發(fā)明中蝶酰谷氨酸干預能顯著保護由典型EDCs暴露所致的胰腺結(jié)構(gòu)異 常和胰島超微結(jié)構(gòu)異常，進而保護胰島的合成和分泌功能。
[0015] 圖3為保護機制-DNA甲基化分析，結(jié)果顯示：典型EDCs暴露引起胰島發(fā)育關(guān)鍵基 因Igf2/H19DMR2區(qū)過高甲基化，而蝶酰谷氨酸干預能使這種高甲基化程度降低，使其正常 化，進而保護胰島的發(fā)育和功能。大量研宄都已表明，內(nèi)分泌干擾物暴露能影響子代DNA甲 基化狀態(tài)、改變基因表達，能影響其子代表型和機體狀態(tài)，導致其對疾病易感。本發(fā)明中，蝶 酰谷氨酸干預能使這種由典型EDCs暴露引起的Igf2/H19DMR2區(qū)過高甲基化程度降低，使 其正?；M而保護胰島的發(fā)育和功能。這是蝶酰谷氨酸對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物致子代糖代 謝紊亂的預防作用的內(nèi)在機制。
【具體實施方式】
[0016] 對懷孕期和哺乳期雌性SD大鼠進行蝶酰谷氨酸干預實驗，實驗使用的蝶酰谷氨 酸購于美國SIGMA公司，純度99%。
[0017] 用陰道沖洗涂片法檢測受孕情況；在雌性SD大鼠懷孕期和哺乳期，對其 進行蝶酰谷氨酸干預和BPA暴露并分為以下三組：對照組、40yg/kg/day的BPA組 (BPA-nofolate)、300yg/kg/day蝶酰谷氨酸+40yg/kg/dayBPA的蝶酰谷氨酸干預組 (BPA-folate);記錄母鼠孕期生長速度和子鼠出生后的生存率和體重。在子代斷乳期即出 生后21天，以及子代大鼠青少年期（9周齡），進行相關(guān)試驗。測定子代代體重、胰腺臟器 系數(shù)、空腹血糖、空腹胰島素；腹腔注射2g/kgbodyweight葡糖糖進行葡萄糖耐量實驗； 腹腔注射〇.75IU/kgbodyweight胰島素的胰島素耐量試驗；免疫熒光雙染法進行胰腺形 態(tài)學分析；透射電子顯微鏡觀察胰島0細胞細胞器狀態(tài)；對分離和純化的離體胰島進行葡 萄糖刺激胰島素釋放實驗以評估其胰島素分泌功能。為了明確其保護機制進行SYBR相對 定量法分析子代胰島印記基因Igf2、H19、Plagll和DNA甲基轉(zhuǎn)移相關(guān)基因Dnmtl、Dnmt3a、 Dnmt3b的表達；用亞硫酸氫鈉測序PCR法（BisulfitesequencingPCR，BSP)，即BSP-PCR 產(chǎn)物純化結(jié)合質(zhì)?？寺『鬁y序法檢測Igf2/H19差異性甲基化區(qū)域（differentially methylatedregions，DMR)的DNA甲基化狀態(tài)。本發(fā)明揭示蝶酰谷氨酸對環(huán)境內(nèi)分泌干擾 物致子代糖代謝紊亂有預防作用。
【主權(quán)項】
1. 蝶酰谷氨酸在制備用于預防或治療環(huán)境內(nèi)分泌干擾物致子代糖尿病藥物中的應(yīng)用。2. 蝶酰谷氨酸在制備用于預防或治療環(huán)境內(nèi)分泌干擾物致子代糖尿病的保健品或功 能性食品中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明屬于醫(yī)藥領(lǐng)域，涉及維生素醫(yī)藥及保健應(yīng)用，具體涉及蝶酰谷氨酸對孕期環(huán)境內(nèi)分泌干擾物所致后代糖代謝異常的預防和保健作用。本發(fā)明使用動物實驗?zāi)Ｐ?，對懷孕期和哺乳期雌性SD大鼠進行蝶酰谷氨酸干預實驗，確定了蝶酰谷氨酸對典型環(huán)境內(nèi)分泌干擾物引起的胰島結(jié)構(gòu)、功能異常而導致的I型糖尿病高發(fā)的預防保護作用，本發(fā)明結(jié)果顯示，孕期補充蝶酰谷氨酸對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物引起的子代糖代謝紊亂高發(fā)具有預防作用。蝶酰谷氨酸在控制劑量范圍內(nèi)使用時對人體無害，可安全使用，該化合物添加于保健品或作為食品強化劑并以口服使用，能預防環(huán)境內(nèi)分泌干擾物所致后代糖代謝異?，F(xiàn)象。
【IPC分類】A23L1/302, A61K31/519, A61P3/10
【公開號】CN104940205
【申請?zhí)枴緾N201510298602
【發(fā)明人】毛振興, 徐順清, 許冰
【申請人】華中科技大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月3日