柑橘类黄酮PMFs的生物节律紊乱调节能力及其机理研究

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生物节律是普遍存在于生物体内的计时系统,与生物体的代谢及营养密切相关,随昼夜变化产生周期波动。生物节律紊乱是常见的代谢相关疾病病症,已有研究表明,部分天然活性物质对生物节律具有显著的调控作用。柑橘(Citrus spp.)是我国广泛栽培的水果,果实油胞层富含类黄酮成分,具有较高的研究意义与开发前景。本文对6类柑橘果实中含量较高的主要类黄酮成分进行了提取分析,并研究了其对生物节律紊乱的调控作用及其相关机理,主要结果如下:1.柑橘类黄酮提取物对BV-2细胞的生物节律具有调控作用。本研究从6类7个柑橘品种的油胞层提取物中鉴定得到4种黄烷酮和5种多甲氧基黄酮(Polymethoxyflavones,PMFs)物质,并进行了定量分析比对。使用Per2::Luc荧光筛选体系对7种柑橘油胞层提取物进行了生物节律调控能力评价,发现‘福橘’和‘紫金瓯柑’表现出了显著的生物节律调控效果,并且对脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)诱导的生物节律振荡阻遏具有抑制作用。通过与物质含量比对发现,柑橘类黄酮提取物中PMFs的含量与生物节律调控能力呈正相关关系。2.PMFs是柑橘类黄酮调节生物节律振荡的主效物质。以25种柑橘类黄酮单体作为试验材料,生物节律基因检测结果发现,川陈皮素、甜橙黄酮、异甜橙黄酮、橘皮素、栀子黄素B、5-去甲基川陈皮素、橙皮素和香叶木素8种类黄酮表现出了对Clock、Bmal1、Per1、Per2、Per3、Cry1、Cry2、Rev-erbα、Rev-erbβ、Rorα、Dbp和Npas2等基因的调控作用,而牡荆素、异牡荆素、新西兰牡荆苷、橙皮苷、新橙皮苷、地奥司明、新地奥司明、香蜂草苷、柚皮苷、柚皮芸香苷、野漆树苷、异野漆树苷、圣草次苷、新圣草次苷、枸橘苷、芹菜素、柚皮素等黄酮和黄烷酮则没有此作用。同时还发现,川陈皮素、甜橙黄酮、异甜橙黄酮、橘皮素、栀子黄素B和5-去甲基川陈皮素可以有效抑制LPS诱导的生物节律基因振荡衰减,进一步表明结构中含有4个及以上甲氧基取代基的PMFs才具有此效果。3.进一步对PMFs中的川陈皮素(NOB)研究发现,其可以调节LPS诱导的小鼠肝脏细胞生物节律紊乱。本研究对NOB的生物节律紊乱调节功能进行了体内验证,持续使用NOB灌胃C57BL/6J小鼠,LPS腹腔注射引起肝脏生物节律紊乱。通过qRT-PCR检测小鼠肝脏生物节律基因在LPS作用下的表达发现,NOB有效地抑制了LPS诱导的节律紊乱,维持了Clock、Bmal1、Per1、Per2、Per3、Cry1、Cry2、Rev-erbα、Rev-erbβ、Rorα、Dbp和Npas2等基因的正常振荡表达,并且在24 h内有持续效果。4.柑橘类黄酮PMFs抑制LPS诱导的生物节律紊乱与NLRP3炎性小体相关基因表达有关。NO释放分析结果表明,柑橘类黄酮PMFs抑制LPS诱导的节律紊乱与炎症相关,进一步使用NLRP3活化剂尼日利亚菌素激活炎性因子的表达验证二者相关性。通过qRT-PCR和酶联免疫(ELISA)法,分析Nlrp3、IL-1β、ASC和Caspase1基因与蛋白以及生物节律基因的表达,初步确定PMFs对LPS诱导的生物节律紊乱的调控可能与NLRP3炎性小体中的Nlrp3和ASC基因有关。本研究证明了PMFs在对生物节律的调控作用上具有其特殊的生物活性,并初步验证了其调节LPS诱导的生物节律紊乱的相关机理,也进一步对PMFs川陈皮素(NOB)的生物节律紊乱调节作用进行了体内验证。研究结果为柑橘天然产物的进一步开发利用提供了新方向。
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