一、本研究誘發 Sprague-Dawley 大鼠糖尿病併發肝腎損傷之模式
目前糖尿病動物模式誘發有許多方法，其中以化學藥劑 STZ 誘發最為常見，
由於大鼠、小鼠與猴子等多種動物胰臟 β-細胞對 STZ 之毒性作用非常敏感，
因此最常用於糖尿病動物模式之誘發 (Lazar et al., 1968)。而單純以低劑量 STZ，
並多次施打即可在病理學上產生與人類第一型糖尿病相似的症狀，如慢性胰島炎、
胰臟炎和缺乏胰島素，此模式對於探討第一型糖尿病是非常有價值的 (Furman, 2015)；然而大多數糖尿病患者為第二型糖尿病，因此在給予 STZ 的同時給予 NA 可保護胰臟 β-細胞免於 STZ 之細胞毒性 (Masiello et al., 1998)，此化學藥 劑的組合的特徵在於可以誘發穩定的高血糖症，並伴有 60% 的胰臟 β-細胞功 能喪失，產生胰島素分泌受損的第二型糖尿病 (Ghasemi et al., 2014; Masiello et al., 1998)。此外 Reed 等人研究指出，以高脂肪飲食餵食動物，使動物產生胰島 素阻抗，再施予中劑量的 STZ 以降低胰臟 β-細胞之功能，導致高血糖症、高 胰島素血症以及胰島素阻抗之模式動物，可以更準確的模擬現代人因精緻飲食而 導致的第二型糖尿病 (Reed et al., 2000)。而以高果糖及高油脂飲食誘導之糖尿病 模式動物會導致代謝症候群形成，在長期高果糖飲食中，會促使葡萄糖與游離脂 肪酸大量形成，最終導致大量 TG 生成並堆積於肝臟中，使動物產生非酒精性 脂肪肝 (Guilherme et al., 2008; Koo et al., 2008)，然而，本研究欲探討之糖尿病併 發肝損傷，其成因為動物體內碳水化合物代謝紊亂、肝糖異常堆積以及高血糖誘 導的氧化壓力與發炎反應所導致的肝臟損傷 (Mohamed et al., 2016)；故本研究於 誘發糖尿病動物模式時，並未以高果糖或高脂肪飲食餵食，而是使用 STZ (65 mg/kg) 合併 NA (200 mg/kg) 誘導大鼠糖尿病動物模式，文獻指出此誘發模式可 造成動物產生高血糖、胰島素分泌降低以及胰島素阻抗的產生 (Hamza et al., 2018; Kabil and Mahmoud, 2018; Masiello et al., 1998)，根據表 4-2 結果可知，DM 組之空腹血糖有顯著的提升、血清胰島素含量降低，並伴有胰島素阻抗的情形產 生，相較於以高果糖誘發糖尿病之模式，可在相同的誘發期間，具有更明顯的血 糖調控異常(Sivakumar and Anuradha, 2011)，並可由 OGTT 結果 (圖 4-1、圖 4-2) 中發現經由糖尿病誘發，不僅會使空腹血糖上升，亦會造成糖尿病動物產生嚴重 的葡萄糖不耐受性，而血清分析結果 (表 4-3、表 4-4) 也顯示出動物經由糖尿 病誘發，會導致糖尿病併發肝功能及腎功能受損，證實 STZ 合併 NA 可以成
二、不同劑量之紅麴黃色素萃取物對糖尿病動物生理變化與血糖調控
確且靈敏的診斷依據 (American Diabetes Association, 2000)。在第二周時進行的 OGTT 試驗結果發現，試驗物質各組與 DM 組血糖變化相似 (圖 4-1 (a))，而 β-細胞進行破壞，導致胰島素分泌降低 (Masiello et al., 1998; Masiello et al., 1990)。本研究分析血清中胰島素含量，結果顯示 DM 組胰島素含量有明顯降低，餵食 低劑量之紅麴黃色素萃取物無法明顯提升胰島素含量，但仍有提升的趨勢，而在 M、H 與 EH 組血清中胰島素含量則有明顯的提升；藉由空腹血糖以及胰島素 含量可進一步推算胰島素阻抗的程度 (Matthews et al., 1985)，經計算結果發現 DM 組有嚴重的胰島素阻抗產生，而餵食試驗物質可以有效減緩胰島素阻抗的
程度，其中以 H 組效果最佳 (表 4-2)，證實紅麴黃色素萃取物對血糖調節與胰 島素阻抗具有良好的功效。
三、紅麴黃色素萃取物對糖尿病大鼠肝臟中組織病理之改善效果
胰島素阻抗是形成第二型糖尿病的關鍵因子，胰島素阻抗使目標器官無法有 效接收及利用胰島素，導致高血糖與高胰島素血症的產生，兩者皆會促進脂肪細 胞快速成熟與分化，並進行脂解作用產生游離脂肪酸，不僅會加劇胰島素阻抗，
亦會使脂肪堆積於肝臟中，導致非酒精性脂肪肝 (Adams et al., 2005; Anthony and Gerald, 1997)。在肝臟組織病理切片上可發現 DM 組肝臟中含有脂肪空泡，而 餵食試驗物質可明顯減少脂肪空泡的產生，其中 M、H 與 EH 組的肝臟病理更 趨近於 NOR 組 (圖 4-3)，同時對照糖尿病大鼠肝臟中脂質過氧化後產物 MDA 含量可發現，DM 組肝臟中有大量 MDA 產生，餵食試驗物質皆可以有效降低 肝臟中 MDA 含量 (圖 4-4)。證實紅麴黃色素萃取物可預防脂質於肝臟中的堆 積，並同時具有減輕脂質過氧化的能力。
四、紅麴黃色素萃取物對糖尿病大鼠肝臟中抗氧化酵素系統之影響
肝臟在高血糖的狀態下會產生大量的 ROS 導致氧化壓力產生，而肝臟在受 損的狀態下也會產生大量的 ROS，過量的 ROS 可能會透過脂質過氧化與蛋白 質氧化並刺激有毒化合物產生，造成氧化壓力提升導致細胞凋亡 (Edeas, 2009;
Fang et al., 2009)。過去研究顯示，糖尿病患者體內抗氧化酵素 SOD 與 CAT 活 性 會 明 顯 降 低 ， 此 現 象 會 加 劇 糖 尿 病 病 患 現 有 的 氧 化 壓 力 (Afolayan and Sunmonu, 2011; Suhail et al., 2010)。此外，亦有研究指出 SOD 的活性增加，與 改善抗氧化壓力有關 (Habdous et al., 2003)。由抗氧化酵素結果可發現 DM 組 SOD 與 CAT 活性降低，顯示糖尿病會導致肝臟抗氧化能力降低，餵食試驗物 質後各組皆能有效提升 SOD 與 CAT 活性 (圖 4-5)，其中在低劑量之試驗物質 即有非常顯著之功效，顯示在低劑量之紅麴黃色素萃取物對肝臟抗氧化能力具有 非常良好之功效。
GPx 主要作用是將 GSH 氧化為 GSSG，同時將 H2O2 轉變為 H2O，而 GSSG 可藉由 GRd 還原為 GSH 以維持氧化還原系統 (Droge, 2002; Vitaglione et al., 2004)。多元醇途徑在高血糖的症狀下會被活化，其中多元醇途徑中主要作
最終導致 GSH 抗氧化系統平衡遭到破壞 (Kashihara et al., 2010; Oates, 2002)。
分析抗氧化酵素結果可知糖尿病會導致 GPx 活性明顯遭到抑制，而餵食試驗物 質皆可將 GPx 活性提升至與正常組相當 (圖 4-6)，顯示紅麴黃色素萃取物可藉 由維持 GSH 抗氧化系統之平衡，達到降低肝臟中氧化壓力。
五、紅麴黃色素萃取物對糖尿病大鼠肝臟中多元醇途徑之影響
多元醇途徑是葡萄糖代謝的替代途徑，在糖尿病併發的過程，葡萄糖會轉為 多元醇途徑進行代謝 (Naidu et al., 2016)。多元醇途徑主要分為兩階段，首先藉 由 AR 消耗 NADPH 將葡糖糖還原為山梨糖醇，然後是透過 SDH 消耗 NAD+ 將山梨糖醇氧化為果糖，而 AR 是多元醇途徑中的第一個限速酵素 (Rao et al., 2013)，在本研究結果 4-7 可發現，DM 組肝臟中 AR 與 SDH 明顯被活化，
顯示在糖尿病大鼠體內多元醇途徑被活化，與過去文獻中提及以 STZ 合併 NA 誘導糖尿病動物模式中，AR 活性明顯提升的結果相符 (Naidu et al., 2016)；多 元醇途徑的活化，被認為是導致糖尿病產生氧化壓力的主因 (Chung et al., 2003)，
然而，過去研究指出使用 AR 抑制劑可以改善糖尿病動物模式中，多元醇途徑 活化的狀態 (Ahmed, 2005)，本研究餵食紅麴黃色素萃取物也有相同的效果，在 低劑量試驗物質即有明顯抑制 AR 與 SDH 活性之功效，在高劑量與極高劑量 則有更顯著的效果，且能將多元醇途徑中兩種主要作用酵素活性降低至與 NOR 組相同，顯示紅麴黃色素萃取物對糖尿病誘導的多元醇途徑活化具有良好的抑制 效果。
六、紅麴黃色素萃取物對糖尿病大鼠肝臟中發炎與纖維化蛋白表現量 之影響
糖尿病導致體內發炎反應的主因是由於高血糖的狀態會促進單核細胞產生 促發炎因子與趨化因子，導致血液中發炎因子 TNF-α、IL-1β 與 IL-6 表現量提 升，並會進一步影響器官對胰島素的敏感度 (Vaarala and Yki-Jarvinen, 2012)。除 了造成胰島素阻抗，亦有研究指出發炎因子 TNF-α 會對血管細胞的抗氧化酵素 SOD 進行抑制，導致血管氧化壓力提升 (Marklund, 1992; Stralin and Marklund, 2000)。本研究以酵素免疫分析法測定發炎因子 TNF-α、IL-1β 與 IL-6 表現量 (圖 4-8、圖 4-9、圖 4-10)，經由 STZ 合併 NA 誘導糖尿病後，DM 組 TNF-α、
IL-1β 與 IL-6 表現量均高於 NOR 組，在餵食紅麴黃色素萃取物後，皆能明顯
降低肝臟中發炎因子表現量，此結果與文獻中所提及之紅麴黃色素 MS 抗發炎 功效結果相符 (Hsu et al., 2012c)，且於低劑量時就已經具有良好之抗發炎效果，
而在極高劑量時則可將發炎因子表現量減少至與 NOR 組相近，顯示出更佳的 抗發炎功效。
促發炎因子 TNF-α、IL-1β 與 IL-6 不僅會使肝臟產生發炎反應，亦會促進
肝纖維化的進展，並提升α-SMA 表現量和活化星狀細胞，導致肝臟細胞胞外基
質堆積，過去研究結果顯示，在肝纖維化發生時，肝臟中 α-SMA 蛋白表現量會 顯著提升 (Chobert et al., 2012; Rachfal and Brigstock, 2003)。然而在本研究結果圖 4-11 中顯示，與 NOR 組相比較，經由 STZ 合併 NA 誘發之糖尿病大鼠肝臟 中 α-SMA 表現量並無明顯提升，推測本研究之糖尿病動物模式對糖尿病併發肝 損傷之程度已經達到氧化還原系統失衡 (圖 4-7)、形成嚴重的氧化壓力 (圖 4-4、
圖 4-5、圖 4-6) 以及發炎反應產生 (圖 4-8、圖 4-9、圖 4-10)，但尚未達到肝 臟纖維化的程度。
七、紅麴黃色素萃取物對糖尿病大鼠腎臟組織病理變化與腎損傷因子 之影響
糖尿病引發的高濃度血糖會使血管滲透壓改變，促使腎臟微血管循環紊亂，
造成腎臟缺血與壓力產生，而糖尿病腎臟病變是糖尿病微血管病變中最嚴重的併 發症之一，且是造成糖尿病病患死亡的主要原因 (Himmelfarb and Tuttle, 2013;
Piccoli et al., 2015)。由腎臟組織病理切片可以觀察到 DM 組腎臟中近端小管有 嚴重的水腫變性，腎小球基底膜有增厚的狀況，且腎臟細胞有凋亡的情形發生，
而餵食試驗物質可以減緩近端小管的水腫與基底膜的增厚程度，而 H 與 EH 組 腎臟病理切片更趨近於正常組 (圖 4-11)，而腎臟中脂質過氧化程度有明顯的增 加，表示糖尿病會導致腎臟中大量的氧化壓力產生，餵食試驗物質則可以降低腎 臟中 MDA 含量 (圖 4-12)，由組織病理切片證實紅麴黃色素萃取物可預防糖尿 病併發的腎臟損傷，並減少腎臟中脂質過氧化程度。
血管內皮生長因子 (vascular endothelial growth factor, VEGF) 與血管通透性 及內皮生長具有緊密的關係，而 VEGF 過量的表現與多種疾病併發的血管性疾 病有關，在許多糖尿病腎臟病變的動物模式中，腎臟中 VEGF 的表現量在糖尿 病腎臟病變的初期與晚期皆會明顯升高 (Brosius et al., 2009; Cooper et al., 1999;
組 VEGF 表現量有明顯提升，此結果與文獻中以 STZ 誘導糖尿病腎病動物模 式，造成腎臟中 VEGF 表現量顯著提升結果一致 (Zhu et al., 2018)，而餵食試驗
組 VEGF 表現量有明顯提升，此結果與文獻中以 STZ 誘導糖尿病腎病動物模 式，造成腎臟中 VEGF 表現量顯著提升結果一致 (Zhu et al., 2018)，而餵食試驗