果蔬等膳食中富含的多酚类化合物因其具有抗炎、抗氧化等多重生物活性已引起广泛关注,明确多酚类化合物的活性效果及其精准作用机制成为了目前的研究热点。胰岛是维系生物体内血糖平衡的重要组织,保护胰岛细胞免于氧化应激、炎症刺激的损伤显然对于机体健康意义重大。桑色素是一种存在于多种日常果蔬中的多酚类化合物,已有研究发现桑色素具有良好的抗氧化和抗炎活性。因此本研究目的就是要明确桑色素对胰岛细胞的保护作用和内在机理,为改善机体血糖平衡筛选安全、有效的食源性多酚类化合物。本研究分别利用游离脂肪酸(FFA)、链脲佐菌素(STZ)、脂多糖(LPS)处理胰岛细胞模拟细胞应激环境,确认桑色素预处理对胰岛细胞的保护作用,并对关键的抗氧化及炎症调控因子的基因转录、蛋白表达和酶活水平上的变化进行机理上的分析。研究内容主要包括以下三个方面:(1)1,2-二苯基-2-苦肼基(DPPH)实验结果显示,50μM桑色素对DPPH自由基的清除率达到50%,MTT结果显示低于500μM的桑色素不会对RINm5F胰岛细胞活性产生毒性作用。利用FFA模拟脂毒性环境,来研究桑色素对高脂环境下胰岛细胞的保护作用。实验证明,400μM桑色素对0.5 mM FFA诱导的细胞保护效果最佳。碘化丙啶(PI)单染配合流式细胞仪进一步证明桑色素能保护细胞免于FFA诱导的凋亡。此外,FFA能诱导氧化应激,从而降低细胞内抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性;而桑色素能改善FFA诱导的氧化应激,提高抗氧化酶的活性,发挥其在高脂环境下对胰岛细胞的保护作用。(2)研究桑色素对STZ诱导的氧化应激损伤下胰岛细胞的保护作用。通过MTT法确定桑色素和STZ处理的最适浓度;利用共聚焦激光显微镜及流式细胞仪测定细胞内ROS的水平;利用实时定量PCR、蛋白质印迹法及过氧化氢酶(CAT)检测试剂盒分别测定桑色素对CAT转录水平,蛋白质表达及酶活性的影响;并通过转染siRNA分析桑色素对胰岛细胞保护的内在机制。结果发现:对于6 mM STZ处理下的胰岛细胞,25μM的桑色素保护效果最佳;桑色素能有效抑制ROS的产生,并通过增强CAT的表达来发挥对胰岛细胞的保护作用。(3)通过MTT实验以及研究炎症基因的表达,检测桑色素在LPS诱导细胞中的抗炎能力。结果发现:高浓度(1.75 mg/mL)的LPS处理细胞存活率为50%,而100μM桑色素预处理可有效改善细胞活性,保护细胞免于凋亡。通过测定炎症基因的转录水平发现,LPS处理能显著增加Toll-样受体4(TLR4)、NOD样受体蛋白3(NLRP3)、凋亡相关微粒蛋白(ASC)以及肿瘤坏死因子α(TNF-α)的表达,而桑色素预处理能抑制NLRP3通路相关基因的表达,发挥抗炎作用,保护胰岛细胞。综上所述,本文验证了桑色素对胰岛细胞保护作用并阐明了其作用机制:能通过改善FFA处理后的胰岛细胞中抗氧化酶活性水平,保护胰岛细胞;通过诱导抗氧化酶CAT的表达,在STZ诱导的氧化应激状态下发挥抗氧化作用;能在LPS诱导的炎症损伤应激细胞中抑制NLRP3通路相关基因的表达发挥抗炎作用。本研究将为特殊人群通过饮食调整,保护健康提供基础理论依据。