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目的:心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)是当今社会危害人类健康,导致人类死亡最主要的疾病之一,而高胆固醇血症是导致CVD主要的危险因素之一。针对胆固醇代谢异常的调控已成为预防治疗CVD的重要途径。然而,长期服用化学合成药物存在一定的毒副作用,因此膳食中具有改善胆固醇代谢的天然活性成分成为近年来全球营养与医学界的研究热点。姜酚是生姜中主要的活性成分,因其β-羟基酮及愈创木酚结构,具有良好的生物活性而广受关注。本研究对人肝癌细胞HepG2进行高胆固醇造模,筛选出6-姜酚(6-Gingerol,6-GN)、8-姜酚(8-Gingerol,8-GN)和10-姜酚(10-Gingerol,10-GN)中降胆固醇的有效成分,以参与肝脏胆固醇合成、摄取、外流途径中重要的受体蛋白、限速酶及核受体为切入点,从基因和蛋白水平表达分析探讨姜酚有效成分对机体肝脏胆固醇代谢的影响及调控机制。方法:将40μM胆固醇和4μM 25-羟基胆固醇孵育HepG2细胞24 h,构建HepG2高胆固醇细胞模型,并加入6-GN、8-GN和10-GN共同孵育24 h进行营养干预。(1)通过CCK8法检测细胞活力,并通过倒置显微镜进行形态学观察,以确定胆固醇、25-羟基胆固醇及3种姜酚作用于HepG2细胞的适宜浓度范围。(2)采用试剂盒测定HepG2细胞内胆固醇含量,通过免疫荧光(Immunofluorescence,IF)分析HepG2细胞对低密度脂蛋白(Low density lipoprotein,LDL)的摄取情况以及细胞膜表面低密度脂蛋白受体(Low density lipoprotein receptor,LDLR)的表达情况,筛选出3种姜酚中降胆固醇生物活性最佳的成分。(3)采用试剂盒测定HepG2细胞培养液中胆固醇代谢产物胆汁酸的含量,对胆固醇在肝脏中的进一步分解代谢过程进行探究。(4)采用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)及蛋白免疫印迹(Western Blot,WB)技术分析HepG2细胞中参与胆固醇合成、摄取、外流相关的基因及蛋白表达水平,探讨姜酚对高胆固醇状态下肝脏胆固醇代谢的调控机制。结果:(1)采用40μM胆固醇和4μM 25-羟基胆固醇共同作用于HepG2细胞24 h,成功构建对HepG2细胞正常生长增殖无抑制作用的高胆固醇细胞模型。(2)与空白对照组相比,0-100μM浓度范围内的6-GN、8-GN和10-GN对细胞生长增殖均无明显抑制损伤作用,确定0-100μM为后续实验中作用于HepG2细胞的适宜浓度范围。(3)3种姜酚均能使高胆固醇状态下HepG2细胞内总胆固醇含量下降,且均能通过LDLR介导细胞内吞作用,促进肝细胞对血液循环中胆固醇的清除。其中,10-GN抑制胆固醇在HepG2细胞内积累及加速清除血胆固醇的生物活性优于6-GN和8-GN,降胆固醇效果最为显著。(4)10-GN并不影响肝脏胆固醇合成通路,其调节肝脏胆固醇代谢的作用靶点不存在于合成途径中。(5)10-GN能调控肝脏胆固醇摄取通路,促进肝细胞从血液循环中摄取胆固醇,从而有效降低血胆固醇含量。(6)10-GN能调节参与肝脏胆固醇外排相关核受体及转运蛋白的表达,加速肝脏胆固醇向血液、胆汁及粪便中外排。此外,10-GN还能通过加速肝脏中胆固醇向胆汁酸的转化,减少肝脏内胆固醇含量。结论:姜酚类化合物中10-GN因其较长的烷基侧链长度,相较于6-GN和8-GN具有更良好的降胆固醇生物活性。10-GN可通过促进肝脏胆固醇的摄取、加速肝脏胆固醇的转化和外排,通过促进肝脏胆固醇的快进快出,以降低细胞内胆固醇含量及维持血胆固醇稳态。本研究成果将为姜酚预防和调控高胆固醇血症、动脉粥样硬化等疾病的发生提供前期理论依据。