db/db糖尿病マウスにおけるゲニステイン-クロム（III）複合体の抗糖尿病性と正常マウスにおける亜急性毒性評価

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J Trace Elem Med Biol.2020 Jul;62:126606. S0946-672X(20)30171-1. doi: 10.1016/j.jtemb.2020.126606.Epub 2020-07-01.

db/db糖尿病マウスにおけるゲニステイン-クロム（III）複合体の抗糖尿病性と正常マウスにおける亜急性毒性評価

Anti-diabetic properties of genistein-chromium (III) complex in db/db diabetic mice and its sub-acute toxicity evaluation in normal mice.

Pengshou Li
Yujia Cao
Ge Song
Baosheng Zhao
Qixiang Ma
Ziyong Li
Chaojun He

PMID: 32650064 DOI: 10.1016/j.jtemb.2020.126606.

抄録

背景:

本研究では、良好な血糖降下活性を有するゲニステイン（GEN）と無機クロム（III）元素からクロム（III）錯体を合成し、その血糖降下活性と亜急性毒性について検討した。

BACKGROUND: In this study, chromium (III) complex was synthesized from genistein (GEN) which had good hypoglycemic activity and inorganic chromium (III) element, and its hypoglycemic activity and sub-acute toxicity were studied.

方法:

ゲニステイン-クロム(III)錯体をエタノール中でクロムをキレート化して合成し，その構造をLC-MS，原子吸光光度法，紫外-可視分光法，赤外分光法，元素分析，熱力学的分析により決定した。この複合体の抗糖尿病活性をdb/dbマウス及びC57マウスを用いて4週間毎日経口投与して評価した。亜急性毒性試験は、本複合体を用いてKMマウスを対象に実施した。

METHODS: The genistein-chromium (III) complex was synthesized by chelating chromium with genistein in ethanol and its structure was determined by LC-MS, atomic absorption spectroscopy, UV-vis spectroscopy, infrared spectroscopy, elemental and thermodynamic analysis. The anti-diabetic activity of the complex was assessed in db/db mice and C57 mice by daily oral gavage for 4 weeks. The sub-acute toxicity test was carried out on KM mice with this complex.

結果:

この複合体の分子構造は、3つの配位子と1つのクロム元素で形成された複合体[CrGEN]であると推測された。この複合体は、db/dbマウスの体重、空腹時血糖値、ランダム血糖値、臓器指数、グリコーゲン値、OGTT(Oral Glucose Tolerance Test)およびITT(Insulin Tolerance Test)の性能を有意に改善することができた(p<0.05)。肝臓、腎臓、膵臓、骨格筋の形態も明らかに改善し、修復されていた。db/dbマウスの血清指標および抗酸化酵素活性に及ぼす影響は、複合体群の血清プロファイルおよび抗酸化能が糖尿病対照群に比べて有意に改善し（p<0.05またはp<0.01）、いくつかの指標が正常レベルに戻ったことを示した。また、亜急性毒性試験においても有害な症状や死亡例は認められなかった。高用量の[CrGEN]は正常マウスの血清指標や抗酸化能に大きな影響を与えず、亜急性毒性試験では臓器組織の組織化と完全性を維持していた。

RESULTS: The molecular structure of this complex was inferred as a complex [CrGEN] formed by three ligands and one chromium element. The complex could significantly improve the body weight of db/db mice, fasting blood glucose, random blood glucose, organ index, glycogen levels and the performance of OGTT (Oral Glucose Tolerance Test) and ITT (Insulin Tolerance Test) in db/db mice (p < 0.05). The morphology of liver, kidney, pancreas and skeletal muscle also had obviously improvement and repairment. Effects on serum indices and antioxidant enzymes activities of db/db mice showed that the serum profiles and antioxidant ability of complex group had significant improvement compared with the diabetic control group (p < 0.05 or p < 0.01), and some indices even returned to normal levels. In addition, this complex did not produce any hazardous symptoms or deaths in sub-acute toxicity test. High dose of [CrGEN] had no significant influence on serum indices and antioxidant capacity in normal mice, and the organ tissues maintained organized and integrity in the sub-acute toxicity study.

結論:

ゲニステイン-クロム(III)錯体は、生体内で良好な血糖降下作用を有し、潜在的な毒性を有していないことが示された。これらの結果は、機能性血糖降下食品や医薬品の開発に重要な参考となる。

CONCLUSION: The study of the genistein-chromium (III) complex showed that the complex had good hypoglycemic activity in vivo, and did not have the potential toxicity. These results would provide an important reference for the development of functional hypoglycemic foods or pharmaceuticals.