The Herbal Medicine Cordyceps sinensis Protects Pancreatic Beta Cells from Streptozotocin-Induced Endoplasmic Reticulum Stress

ObjectivesOur previous work found that Cordyceps sinensis (CS) improves the activity and secretory function of pancreatic islet beta cells. The objective was to observe a further possible role of CS in the protection of insulin-secreting cells.MethodsA rat model of type 2 diabetes mellitus was developed with streptozotocin (STZ) and a high-energy fat diet (HFD). CS was administered in the successful model of rats with type 2 diabetes. After 4 weeks, the biochemistry index of blood samples was measured, and pathologic observation was performed by immunohistochemistry.ResultsIn the rats with type 2 diabetes induced by a HFD and STZ, the levels of fasting blood glucose and fasting insulin were elevated, and the insulin sensitivity index was decreased. Pathologic examination found an increased number of apoptotic cells, an elevated protein expression of pro-apoptotic C/EBP homologous protein (CHOP) and an increased c-Jun level by means of JNK phosphorylation, responsive to the endoplasmic reticulum stress of islet beta cells. With treatment by CS for 4 weeks, the elevated levels of both fasting blood glucose and fasting insulin in the rats with type 2 diabetes were significantly lower, and the decreased insulin sensitivity index was reversed. Compared to the control rats with type 2 diabetes, CS application significantly reduced the number of apoptotic cells and decreased protein expression of both CHOP and c-Jun.ConclusionsThe herbal compound CS could protect pancreatic beta cells from the pro-apoptotic endoplasmic reticulum stress induced by HFD-STZ. This suggests an alternative approach to treating type 2 diabetes.

RésuméObjectifsLors de travaux antérieurs, nous avons observé que le Cordyceps sinensis (CS) améliore l'activité et le fonctionnement sécrétoire des cellules bêta des îlots de Langerhans. L'objectif était d'étudier le rôle supplémentaire possible du CS dans la protection des cellules insulinosécrétrices.MéthodesNous avons élaboré un modèle de diabète sucré de type 2 induit par la streptozotocine (STZ) et un régime riche en lipides (HFD : high fat diet) chez le rat. Nous avons administré le CS à un modèle de diabète de type 2 couronné de succès chez le rat. Après 4 semaines, nous avons mesuré l'indice de biochimie des échantillons de sang et avons réalisé l'observation pathologique par immunohistochimie.RésultatsChez les rats atteints d'un diabète de type 2 induit par le HFD et la STZ, nous avons observé une augmentation des concentrations de la glycémie à jeun et de l'insuline à jeun, et une diminution de l'indice d'insulinosensibilité. À l'examen pathologique, nous avons observé une augmentation du nombre de cellules apoptotiques, une augmentation de l'expression des protéines proapoptotiques CHOP (C/EBP homologous protein : protéine homologue à C/EBP) et une augmentation des concentrations de c–Jun par phosphorylation de JNK, qui réagit au stress du réticulum endoplasmique des cellules bêta des îlots de Langerhans. Lors du traitement au CS de 4 semaines, nous avons observé que l'augmentation des concentrations de la glycémie à jeun et de l'insuline à jeun chez les rats atteints de diabète de type 2 était significativement plus faible, et que la diminution de l'indice d'insulinosensibilité était renversée. Comparativement aux rats témoins atteints du diabète de type 2, l'utilisation du CS réduisait significativement le nombre de cellules apoptotiques, et diminuait l'expression des protéines CHOP et c–Jun.ConclusionsLe composé à base de CS pourrait protéger les cellules bêta du pancréas du stress du réticulum endoplasmique pro-apoptotique induit par le HFD et la STZ. Cela suggère une autre approche au traitement du diabète de type 2.