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Hypoglycemic effect of the Phellinus baumii extract with α-glucosidase-inhibited activity and its modulation to gut microbiota in diabetic patients - 13/01/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2022.114130 
Meiyu Zheng a, Lu Wang a, Yuqing Sun b, Xionge Pi c, Wenjuan Zhang a, Pu Gao a, Shengmin Lu a, , Wei Liu c,
a State Key Laboratory for Managing Biotic and Chemical Threats to the Quality and Safety of Agro-products, Zhejiang Provincial Key Laboratory of Fruit and Vegetable Preservation and Processing Technology Research, Ministry of Agriculture and Rural Affairs Key Laboratory of Fruit Post-harvest Handling, Institute of Food Science, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, China 
b Institute of Sericulture and Tea, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, China 
c Institute of Plant Protection and Microbiology, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou, China 

Corresponding authors.

Abstract

Phellinus baumii extract (PBE) possesses considerable α-glucosidase-inhibited activity. This study investigated the hypoglycemic effect in vitro and in vivo using a glucose consumption assay in HepG2 cells, intragastric administration for ten weeks in STZ-induced mice, and intestinal flora fermentation in patients with type 2 diabetes to reveal the possible underlying mechanisms. PBE was prepared, including α-glucosidase-inhibited ethanol extract (EE) and aqueous extract (AE). In vitro, PBE promoted glucose consumption and enhanced glycogen content and hexokinase activity but lowered phosphoenolpyruvate carboxylase kinase activity in HepG2 cells. In vivo, PBE treatment significantly reduced the body weight (p < 0.05) and fasting blood glucose levels of diabetic mice (p < 0.01), with the lowest blood glucose level observed in the EE+AE group. Furthermore, the serum insulin levels and insulin resistance index (HOMA) of PBE-treated groups decreased significantly (p < 0.01). Moreover, gene expression levels of the IRS-1/PI3K/AKT pathway were significantly upregulated by PBE treatment (p < 0.01). In vitro fermentation demonstrated that EE significantly inhibited the production of H2S and NH3 in the intestinal flora fermentation model in diabetic patients (p < 0.05). In addition, the ratio of Firmicutes to Bacteroidetes was reduced, the growth of Lactobacillus and Prevotella 9 was promoted, and Pseudomonas aeruginosa was inhibited. This study provides new insights and clues for using PBE as a functional food and clinical drug for glycemic control.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

PBE exhibited excellent hypoglycemic activity, and EE had better effect than AE.
PBE promoted the consumption of glucose absorbed in small intestine, and ameliorated insulin resistance.
EE regulates the gut microbita and BCFA (branched chain fatty acid) metabolism in diabetic patients.

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Keywords : Phellinus baumii, STZ-induced, Hypoglycemic effect, In vitro fermentation, Intestinal flora


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Vol 158

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