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四种不同基因型桑叶提取物在高脂饮食诱导的小鼠肥胖中的抗氧化和抗炎作用的比较研究

期刊:antioxidantsDOI:10.3390/antiox9080733

这篇文档属于类型a,是一篇关于桑叶提取物对高脂饮食诱导肥胖小鼠抗氧化和抗炎作用的比较研究的原创性学术论文。以下是详细报告:


一、作者与发表信息

本研究由Francisco Javier Leyva-Jiménez(西班牙格拉纳达健康科技园功能食品研发中心)、Antonio Jesús Ruiz-Malagón(格拉纳达大学生物医学研究中心)等13位作者共同完成,发表于期刊Antioxidants(2020年8月11日,卷9,文章编号733)。研究团队来自西班牙多个研究机构,包括格拉纳达大学、穆尔西亚农业食品研究所等。


二、学术背景

研究领域:本研究属于营养药理学与天然产物化学交叉领域,聚焦于肥胖相关的氧化应激和慢性炎症的干预策略。
研究动机:肥胖已成为全球流行病,其伴随的活性氧(ROS)水平升高和低度慢性炎症是代谢综合征的核心病理机制。传统药物副作用大,而桑叶(*Morus alba*)在传统医学中作为抗炎剂使用,但其不同基因型的功效差异尚不明确。
研究目标:比较四种桑叶基因型(Filipina、Valenciana Temprana、Kokuso、Italia)的甲醇提取物(MAEs)的化学成分,评估其体外和体内抗氧化活性,并探究其对高脂饮食(HFD)诱导的肥胖小鼠代谢紊乱的改善作用。


三、研究流程与方法

1. 植物材料与提取

  • 样本:从西班牙穆尔西亚采集四种桑叶基因型(Filipina、Valenciana Temprana、Kokuso、Italia),冻干后研磨成粉。
  • 提取方法:采用加压液体萃取(PLE),以50%乙醇/水为溶剂,200°C下静态循环20分钟,提取物通过真空浓缩后保存。

2. 化学成分分析

  • 仪器:使用反相高效液相色谱-电喷雾飞行时间质谱(RP-HPLC-ESI-TOF-MS)和亲水相互作用色谱(HILIC-ESI-TOF-MS)。
  • 鉴定:通过质谱数据和文献比对,鉴定出56种化合物,包括有机酸(如奎尼酸)、酚酸(如原儿茶酸衍生物)、黄酮类(如槲皮素-3-葡萄糖苷)等。
  • 定量:采用标准品校准曲线,对9种主要化合物(如绿原酸、芦丁)进行定量。

3. 体外抗氧化活性评估

  • DPPH自由基清除实验:测定提取物的自由基清除能力,结果以抗坏血酸当量(µmol AAE/g)表示。Filipina提取物活性最高(441 ± 46 µmol AAE/g)。

4. 体内抗氧化实验(线虫模型)

  • 模型:使用Caenorhabditis elegans(秀丽隐杆线虫)野生型N2株,暴露于3 mM H₂O₂诱导氧化应激。
  • 处理:分别添加四种MAEs(100 µg/mL),以维生素C为阳性对照。
  • 结果:Italia提取物显著提高线虫存活率(23%),效果与维生素C相当。

5. 肥胖小鼠模型实验

  • 动物分组:6周龄C57BL/6J雄性小鼠分为6组(n=10):正常饮食组(NCD)、高脂饮食组(HFD)、HFD+四种MAEs治疗组(10 mg/kg/天,口服6周)。
  • 检测指标
    • 代谢参数:体重、血糖(葡萄糖耐量试验)、血脂(LDL、HDL、甘油三酯)。
    • 组织分析:肝脏和脂肪组织基因表达(qPCR检测炎症因子如TNF-α、IL-6,代谢调节因子如PPAR-γ、AMPK)、组织病理学(油红O染色评估脂肪变性)。

四、主要结果

  1. 化学成分差异
    • Kokuso总酚含量最高(58,474 µg/g),Valenciana Temprana最低(19,171 µg/g)。Filipina和Italia富含原儿茶酸和槲皮素衍生物。
  2. 抗氧化活性
    • Filipina体外DPPH清除能力最强,而Italia在线虫模型中表现最佳,提示其体内抗氧化机制可能与特定成分(如原儿茶酸)相关。
  3. 抗肥胖效应
    • 体重控制:Italia和Filipina显著抑制HFD小鼠体重增长(分别从第25天和第37天起差异显著),且不减少能量摄入。
    • 代谢改善:两者降低血糖曲线下面积(AUC)、LDL胆固醇和甘油三酯;Italia还改善肠道屏障功能(上调occludin基因表达)。
  4. 抗炎作用
    • Italia下调肝脏和脂肪组织中促炎因子(TNF-α、IL-1β)的mRNA水平,上调抗炎脂联素(adiponectin)和AMPK表达。

五、结论与价值

科学意义
- 首次系统比较四种桑叶基因型的化学组成与抗肥胖功效,证实Italia和Filipina提取物通过调节AMPK/PPAR-γ通路改善代谢紊乱,其作用与原儿茶酸、槲皮素-3-葡萄糖苷等成分相关。
应用价值
- 为开发天然抗肥胖补充剂提供候选基因型(如Italia),并阐明其多靶点作用机制(抗氧化、抗炎、代谢调节)。


六、研究亮点

  1. 方法创新:结合PLE提取与HPLC-TOF-MS精准表征,首次报道桑叶中多种羟基化脂肪酸衍生物。
  2. 模型优势:整合线虫(快速筛选)和小鼠(机制验证)模型,增强结论可靠性。
  3. 转化潜力:Italia提取物同时改善糖脂代谢和肠道功能,提示其作为多功能抗肥胖药物的潜力。

七、其他价值

  • 研究强调桑叶基因型对生物活性的重要性,为农业选育高价值品种提供依据。
  • 提出的“化学-活性-机制”关联分析框架,可推广至其他天然产物的功效研究。
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