红景天酚类提取物抗增殖、抗氧化应激机制及其生物利用度研究

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作为多年生景天科草本植物,红景天属于功能性食品。红景天富含多种植物化学成分,包括多糖,酚类物质,对多种慢性疾病的治疗有其独特的疗效,包括阿尔兹海默综合征,帕金森病,心脑血管疾病,糖尿病以及癌症。然而以往的研究,多集中在红景天多糖的研究,对红景天酚类提取物的研究仍然较少,此外,对红景天酚类提取物抗增殖、抗氧化应激的机制以及红景天的生物利用度的研究鲜有报道。本课题以红景天为原料,研究红景天提取物的抗增殖活性、抗氧化应激活性、以及红景天体外模拟消化过程中酚类物质以及生物活性的变化,并对红景天的生物利用度以及影响生物利用度的潜在机制做了相应的研究。在本文中,为了探究红景天提取物抵抗氧化应激的原理以及潜在机制,选用秀丽隐杆线虫为模型,研究红景天酚类提取物的抗氧化应激的生物活性及其潜在机制,主要研究成果如下:(1)红景天提取物中含有大量生物活性物质,包括大量的酚类物质,而在酚类物质中鉴定出1种酚酸和2种黄酮,其中含量最高的酚类物质是EGCG。此外,在红景天中能够鉴定到维生素E以及类胡萝卜素,α-生育酚是其中主要的维生素E组分而红景天中主要的两种类胡萝卜素是叶黄素和β-类胡萝卜素。(2)红景天提取物及其中主要的单体物质具有显著的抗增殖活性(EGCG,GA,EGC),在其主要的三种单体中,EGCG的抗增殖活性最强。在三种单体的协同作用实验中发现,GA与EGCG能够起到较好的协同效果,但经过CI及DRI指数分析,发现红景天提取物中的三种单体物质并没有显著的联合抑制肿瘤细胞Hep G2增殖的能力。因此,可能存在其他酚类物质与现有的三种酚类物质共同作用抑制肿瘤细胞Hep G2增殖。使用流式细胞仪检测到红景天提取物能够增加肿瘤细胞Hep G2的细胞凋亡率,且多数细胞被阻滞在S期间。q-PCR验证了红景天抑制肿瘤细胞Hep G2细胞增殖的分子生物学机制可能与通过p53参与的信号通路,包括细胞周期阻滞和线粒体通路有关。(3)在抵抗氧化应激的实验中,相比于模型组,红景天提取物能够保护H2O2诱导的氧化应激损伤,最大剂量的红景天提取物(500μg/m L)组将细胞存活率从相对于对照组的30.55%提升到93.07%,同时还提高细胞内抗氧化酶(SOD,CAT酶)活力,降低了从细胞中释放到血清中的LDH酶的活力,降低了细胞中的ROS水平以及细胞的凋亡率,最大剂量的红景天提取物(500μg/m L)组将凋亡率从损伤组的61.78%下降至18.57%。(4)在秀丽隐杆线虫抵抗氧化应激实验中,相比于模型组的寿命,最大剂量的红景天提取物(500μg/m L)组的平均寿命提升了18.29%,红景天处理组提高了线虫体内抗氧化酶(SOD,CAT酶)活力,降低了脂褐素以及MDA的含量,表明红景天提取物能够抵抗百草枯诱导的氧化应激损伤。(5)进一步分子机制中研究发现,红景天提取物下调age-1、hsp-16.2、daf-2、sek-1和akt-1的表达而daf-16、sir-2.1和jnk-1则被显著上调,说明红景天调控氧化损伤下线虫的寿命很可能与IIS,HSF-1和JNK-1通路有关。此外,在mu86(daf-16)、hx546(age-1)和sy441(hsf-1)突变体中消除或减弱了红景天提取物带来的延长寿命的效果,而sy441(hsf-1)延长了百草枯诱导下氧化应激状态线虫的寿命,说明百草枯对线虫造成氧化应激的损伤是与hsp-16.2基因有关,而红景天提取物减弱氧化应激损伤的能力依赖于daf-16,hsf-1与age-1基因,进一步佐证了红景天调控氧化损伤下线虫的寿命很可能与IIS,HSF-1和JNK-1通路有关。(6)为了研究体外模拟消化对红景天成分以及生物活性的影响,进行了体外模拟消化实验。红景天经体外模拟消化后,对不同阶段的红景天消化产物的主要成分以及生物活性进行鉴定,并将其与红景天提取物的主要成分以及生物活性进行对比。结果发现,红景天提取物中的多酚黄酮含量高于体外模拟消化产物。同样,红景天提取物的抗氧化活性,抗增殖活性均高于红景天消化产物。而在红景天消化产物中,红景天胃消化产物具有更好的抗氧化与抗增殖活性,这可能与其较高的多酚黄酮含量有关。(7)药物转运实验中发现,相比于红景天提取物、红景天胃消化产物以及红景天小肠消化产物,红景天大肠消化产物具有最高的渗透性。进一步研究中发现,红景天大肠消化产物的高生物利用度可能与多种单体成分的共同作用有关,而其高渗透性与高吸收率潜在的分子生物学机制可能与ATP结合盒(ABC)转运体中的ABCF2蛋白相关。
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