四倍體絞股藍(lán)總皂苷化學(xué)組成及其防治肥胖作用機(jī)制.pdf

1、肥胖及以其為中心的代謝性疾病如2型糖尿病、心腦血管疾病、高膽固醇血癥等已成為危害全球公共衛(wèi)生安全的重要因素。長(zhǎng)期的化學(xué)合成藥物防治對(duì)人體的胃腸、肝臟、腎臟等器官功能具有較強(qiáng)毒害副作用。近年來(lái)的研究表明，藥食同源天然產(chǎn)物對(duì)于肥胖的早期預(yù)防和干預(yù)相對(duì)于化學(xué)合成藥物，具有安全、高效、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。
　　絞股藍(lán)(Gynostemma pentaphyllum(Thunb.) Makino)是一種傳統(tǒng)的藥食同源植物，作為

2、功能性保健食品在世界范圍內(nèi)已被廣泛食用。絞股藍(lán)具有降血脂、降血糖、免疫調(diào)節(jié)及保護(hù)心腦血管等多種生物活性功能，皂苷類物質(zhì)被認(rèn)為是其主要活性成分。本文以我國(guó)陜西省平利縣產(chǎn)四倍體絞股藍(lán)葉片為原料，經(jīng)提取、分離得到其總皂苷成分并對(duì)其主要化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析鑒定。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)其防治由高脂飲食導(dǎo)致肥胖的作用及機(jī)制進(jìn)行探討。全文總結(jié)如下：
　　1．對(duì)四倍體絞股藍(lán)葉中總皂苷成分進(jìn)行了乙醇回流提取并經(jīng)大孔樹脂、硅膠及制備色譜分離。結(jié)合HR-

3、MS、NMR等技術(shù)手段分離鑒定出四倍體絞股藍(lán)總皂苷的9種主要單體化合物組成及其化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中6個(gè)化合物單體為新化。分別為23α-H-3β,20ξ,21β-trihydroxy-12-oxo-21,23-epoxydammar-24-ene-3-O-[α-Lr hamnopyranosyl(1→2)][β-D-glucopyranosyl(1→3)]-α-L-arabinopyranoside(1),23β-H-3β,20ξ,21α-tr

4、ihydroxy-12-oxo-21,23-epoxydammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl(1→2)][β-D-glucopyranosyl(1→3)]-α-L-arabinopyranoside(2),23β-H-3β,20ξ-dihydroxy-12-oxo-21,23-epoxydammar-24-ene-3-O-[α-L-r hamno-pyranosyl(1→2)][β-D-glucop

5、yranosyl(1→3)]-α-L-arabinopyranoside(3),23α-H-3β,20ξ-dihydroxy-12-oxo-21,23-epoxydammar-24-ene-3-O-[α-L-r hamno-pyranosyl(1→2)][β-D-glucopyranosyl(1→3)]-α-L-arabinopyranoside(4),(23S)-21α-O-methyl-3β,20ξ-dihydroxy-12-oxo

6、-21,23-epoxydammar-24-e ne-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl(1→2)][β-D-xylopyranosyl(1→3)]-α-L-arabin opyranoside(5)(23S)-21ξ-O-methyl-3β,20ξ-dihydroxy-19-oxo-21,23-epoxyd ammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl(1→2)][β-D-xylopyran

7、osyl(1→3)]-α-L-arabinopyranoside(6)。各組分相對(duì)百分含量采用峰面積歸一化法分別為10.84%(JGL-1),7.57%(JGL-2),24.10%(JGL-3+4),26.12%(JGL-5+6+7),24.76%(JGL-8)和5.60%(JGL-9)。
　　2．考察了絞股藍(lán)總皂苷對(duì)于高脂飲食引起C57/BL6小鼠肥胖的預(yù)防作用。在預(yù)防實(shí)驗(yàn)中，絞股藍(lán)總皂苷能夠顯著抑制高脂飲食導(dǎo)致的小鼠體重增加、

8、血清膽固醇升高及胰島素抵抗等癥狀，在100mg/kg/d及300mg/kg/d劑量下，干預(yù)組小鼠相對(duì)于高脂模型組小鼠體重分別減少了10.82%和22.71%，血清總膽固醇分別下降了8.7%和25.6%，HOMA-IR指數(shù)分別下降了25.5%和35.3%。絞股藍(lán)總皂苷還降低了由高脂飲食導(dǎo)致的脂肪組織細(xì)胞形態(tài)肥大及IL-6、MCP-1等炎癥因子的表達(dá)。在機(jī)制探討上，我們報(bào)道絞股藍(lán)總皂苷預(yù)防肥胖作用可能是通過(guò)提高小鼠體內(nèi)褐色脂肪功能活性及促進(jìn)

9、白色脂肪棕色化作用，即通過(guò)增加脂肪酸氧化，加速能量代謝作用來(lái)抑制高脂飲食導(dǎo)致的體重、膽固醇增加和胰島素抵抗。我們選取跟線粒體功能相關(guān)的基因(PGC-1D、CytoC、COX4β)、褐色脂肪功能相關(guān)的基因(PRDM16、Cidea、Elovl3、COX7D)及脂肪酸β氧化相關(guān)的基因(CPT1β、Mcad)為考察對(duì)象，在mRNA及蛋白水平上研究絞股藍(lán)總皂苷對(duì)小鼠腎周、皮下白色脂肪組織及肩胛褐色脂肪組織的影響。研究發(fā)現(xiàn)絞股藍(lán)總皂苷能夠通過(guò)顯著

10、提高小鼠腎周脂肪UCP-1、PRDM16、PGC-1D、Cidea、Elovl3及COX7D基因mRNA水平及腎周、皮下脂肪UCP-1、PRDM16、PGC-1D基因蛋白水平的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)白色脂肪棕色化；通過(guò)顯著提高了肩胛褐色脂肪UCP-1、PGC-1α、PRDM16、Cyto C、CPT1β、Mcad等基因mRNA水平及 UCP-1、PGC-1α、PRDM16、p-AMPK蛋白水平的表達(dá)來(lái)提高褐色脂肪功能。
　　3．進(jìn)一步研究了絞

11、股藍(lán)總皂苷對(duì)于肥胖小鼠的治療作用。經(jīng)過(guò)8周300mg/kg/d劑量的絞股藍(lán)總皂苷干預(yù)，肥胖小鼠體重顯著下降了11.5%。肥胖引起的機(jī)體炎癥、高膽固醇血癥及胰島素抵抗也得到了顯著改善，絞股藍(lán)總皂苷干預(yù)組相對(duì)于肥胖模型組，小鼠血清促炎因子IL-6、TNF-α和MCP-1分別下降了54%、11%和13%，抗炎因子IL-10提高了13%。血清總膽固醇下降了27.1%，HOMA-IR顯著下降了57.1%。脂肪組織細(xì)胞形態(tài)肥大、炎癥及肝臟脂肪變性也

12、得到顯著改善。進(jìn)一步的研究表明這些作用是通過(guò)提高肥胖小鼠腎周白色脂肪棕色化、肩胛褐色脂肪功能及改善肝臟糖脂代謝等方式共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　4．采用體外培養(yǎng)3T3-L1前脂肪細(xì)胞模擬前脂肪細(xì)胞分化過(guò)程，探究絞股藍(lán)總皂苷及其活性皂苷單體對(duì)于前脂肪細(xì)胞分化的作用及其機(jī)制。絞股藍(lán)總皂苷具有抑制前脂肪細(xì)胞分化的作用，前脂肪細(xì)胞分化調(diào)控標(biāo)志基因PPARγ及C/EBPα在mRNA水平及蛋白水平均受到顯著抑制。選取含量較高的4種單體皂苷同時(shí)進(jìn)行

13、試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)單體JGL-3的抑制作用最為明顯，將其命名為JS。JS對(duì)于前脂肪細(xì)胞分化的抑制作用具有濃度劑量關(guān)系，100μm JS可以抑制60%的脂肪細(xì)胞甘油三酯積累。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)JS發(fā)揮作用時(shí)期為有絲分裂克隆期(MCE)。JS通過(guò)抑制細(xì)胞周期蛋白CyclinA2及周期蛋白激酶CDK2的表達(dá)顯著抑制前脂肪細(xì)胞由G1期向S、G2/M期過(guò)渡。與此同時(shí)，JS抑制了C/EBPβ同DNA啟動(dòng)子結(jié)合，阻礙了前脂肪細(xì)胞調(diào)控因子PPARγ及C/EBPα

14、的轉(zhuǎn)錄。這種作用后被證明是通過(guò)抑制C/EBPβ的磷酸化的結(jié)果，即JS通過(guò)抑制MAPK/ERK1/2、CyclinA2/CDK2和提高CHOP-10等蛋白的表達(dá)，使C/EBPβ不能順利磷酸化進(jìn)入細(xì)胞核同DNA啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合開啟轉(zhuǎn)錄調(diào)控。Wnt/β-Catenin信號(hào)通路已經(jīng)被證實(shí)能夠抑制前脂肪細(xì)胞分化，JS能夠激活Wnt10b同跨膜受體LRP5/6及FZ2結(jié)合，同時(shí)提高DVL2的表達(dá)，使得GSK3β失去活性不能降解β-Catenin。持續(xù)