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桑椹中含有丰富的多酚类物质,具有抗氧化、抗糖基化等活性,可减轻由多种原因引发的氧化应激及胰岛素抵抗。活性二羰基化合物丙酮醛(methyglyoxal,MG)可通过非酶糖基化修饰多种生物大分子,引发功能性蛋白损伤,并与机体氧化损伤及葡萄糖耐受性下降密切相关。目前,MG对细胞氧化应激及葡萄糖摄入的研究仍较为缺乏,利用天然多酚减轻MG毒性与危害的报道较少。此外,桑椹多酚的成分与其抗氧化、抗糖基化活性的关系也缺乏系统的资料。本研究利用葡聚糖层析柱,将桑椹多酚提取物分离为六个组分,并分析了各组分的抗氧化、抗糖基化能力。同时,以人肝癌细胞系HepG2为研究模型,探究了MG处理下桑椹花色苷提取物对细胞氧化应激、葡萄糖摄入的改善。本研究深入评价了桑椹多酚的功能活性,为抑制MG等活性二羰基化合物的研究建立了基础。本研究得到如下主要结论:(1)葡聚糖层析柱分离出的六个桑椹多酚提取物组分(F1-F6)均具有一定的DPPH、ABTS自由基清除力及亚铁还原能力,并抑制了牛血清蛋白-果糖、牛血清蛋白-MG模型中晚期糖基化末端产物的生成。桑椹多酚提取物中检测出原儿茶酸、对羟基苯甲酸、咖啡酸、对香豆酸和邻香豆酸五种酚酸、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷两种花色苷和芦丁、槲皮素两种黄酮类物质;六个组分中,F3的总花色苷含量最高,F5的总酚含量最高(P<0.05);F3的抗氧化能力显著高于其他组分(P<0.05),F5的抗糖基化能力显著强于其他组分(P<0.05);桑椹提取物各组分的抗氧化能力、抗糖基化能力分别与总花色苷、总酚含量呈现显著的回归关系(P<0.05)。(2)3mmol/L MG处理后,HepG2细胞存活率显著下降(P<0.05),胞内活性氧水平显著升高(P<0.05)。MG处理的HepG2细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等抗氧化酶活性显著下降(P<0.05),总谷胱甘肽(T-GSH)水平及还原性谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)值显著下降(P<0.05),脂质过氧化及蛋白氧化水平升高(P<0.05)。3mmol/L MG对HepG2细胞产生了明显毒性,并引发了HepG2细胞的氧化应激。10-40μg/mL桑椹花色苷提取物预处理细胞后,由MG引发的细胞毒性及氧化应激得到明显抑制(P<0.05)。HepG2细胞存活率显著提高,SOD、CAT、GPx等抗氧化酶系活性显著增加,T-GSH水平及GSH/GSSG值显著改善(P<0.05),胞内ROS水平、脂质过氧化及蛋白氧化水平均显著下降(P<0.05)。(3)0.8mmol/L MG处理显著降低了HepG2细胞在胰岛素刺激后的葡萄糖摄入能力和糖原水平(P<0.05)。而桑椹花色苷提取物能够显著提高细胞的葡萄糖摄入能力和细胞内的肝糖原含量(P<0.05)。MG处理后,HepG2细胞内与葡萄糖摄入相关的蛋白激酶B-β(Akt2)磷酸化水平显著下降(P<0.05),葡萄糖转运体2(GLUT2)水平显著上升,而桑椹花色苷提取物则显著提高了由MG引起的Akt2磷酸化水平的下降,并降低了GLUT2的水平(P<0.05)。MG显著降低了HepG2细胞内胰岛素受体底物1(IRS1)和GLUT2的mRNA水平,提高了AKT2的mRNA水平(P<0.05),桑椹花色苷提取物处理显著逆转了以上情况(P<0.05)。