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山藥多酚PC4通過NF-κB/ COX‑2信號通路保護結腸炎小鼠腸道粘膜損傷機製

時間:2021-04-20 10:07 來源:必威betways 蠶業與農產品加工研究所 【字體:
必威betways 蠶業與農產品加工研究所 廖森泰團隊:山藥多酚6,7-Dihydroxy-2,4-Dimethoxyphenanthrene通過NF-κB/ COX‑2信號通路保護DSS誘導結腸炎小鼠腸道粘膜損傷
期刊全稱 Journal of Agricultural and Food Chemistry
一、 導讀
1.1背景
山藥廣泛用於“健腸胃”的保健功效,其中的物質基礎一直未有明確定論。山藥中富含有山藥多糖和山藥多酚等生物活性物質。山藥多糖的功能活性也是多數植物多糖的共性。但並不是所有的植物均如山藥一般,在民間養生保健中被廣泛用於“健腸胃”,改善“久瀉不止、泄瀉便溏”。 因此,我們推測山藥多酚極有可能在保護腸粘膜損傷,維持腸道穩態健康,“健腸胃”功效中扮演了重要角色。
1.2目的或結論概要
近日,必威betways 蠶業與農產品加工研究所廖森泰團隊擬在前期山藥功能活性成分分離純化的研究基礎上,選擇活性組分中含量最高,主要化合物中活性最強的6,7-Dihydroxy-2,4-Dimethoxyphenanthrene (PC4) 為研究對象,考察PC4對DSS誘導的結腸炎模型小鼠腸黏膜細胞損傷的保護作用;揭示PC4基於COX-2信號通路保護腸粘膜損傷的機製,闡釋山藥“健腸胃”的物質基礎和分子機製,為開發保護腸粘膜損傷的新型、特異無毒的天然活性物質奠定理論基礎。發表在國際期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry上。
二、成果簡介
2.1研究方法
研究人員利用DSS誘導結腸炎模型小鼠,建立腸粘膜損傷模型,考察山藥多酚粗提物和PC4對腸粘膜損傷的保護作用;采用RT-qPCR,western blot和免疫熒光法等技術解析PC4基於COX-2相關信號通路保護腸粘膜損傷的通路途徑。
2.2研究結果
化合物PC4作用於DSS誘導的潰瘍性結腸炎小鼠,結果發現,化合物PC4及鹽酸小檗堿均可顯著降低小鼠結腸組織的疾病活動指數、組織病理學評分、上皮細胞凋亡率、凋亡因子Caspase-3的表達量,上調緊密連接蛋白Occludin的表達量,保護了腸黏膜屏障中的機械屏障損傷(p


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Figure 1 CYP4 supplementation alleviated symptoms of DSS-induced colitis in mice: representative H&E-stained colon sections are shown at 100 × magnification;


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Figure 2 Impact of CYP4 on the protein expression of COX-2 related signaling pathway. (A) NF-κB; (B) pNF-κB; (C) ERK1/2; (D) COX-2; (E) Representative image of Western blot.


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Figure 3 The mechanism of action for CYP4 in protecting intestinal mucosal injury


2.3結論
首次證明山藥多酚提取物和PC4可保護小鼠腸粘膜損傷。化合物PC4可有效抑製NF-κB/COX-2信號通路的激活,從而預防DSS誘導的結腸炎。PC4是山藥發揮腸粘膜損傷保護作用的有效成分之一,是山藥保護腸道健康的重要物質基礎。
三、創新點/應用前景
項目組成員前期實驗發現山藥乙酸乙酯提取物可保護DSS誘導UC小鼠的腸粘膜損傷現象,進一步以COX-2抑製活性為篩選指標,從活性組分中分離純化出四種主要特征多酚PC1-4,其中PC1為新的化合物,PC4為首次從該種屬中分離獲得。在明確PC4化學結構信息的工作基礎上,進一步設計動物整體實驗,揭示PC4基於COX-2通路途徑發揮腸粘膜損傷保護功效,維持腸道穩態健康的分子作用機製。為山藥維護腸道健康功效提供新的理論研究基礎。
原文鏈接 https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c00487
四、學者簡介


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第一作者,李倩,女,博士,副研究員。2016年6月畢業於華南理工大學,美國密歇根州立大學聯合培養博士(2014- 2015年)。2016年7月來必威betways 蠶業與農產品加工所蠶桑與藥食資源加工利用研究室工作,主要從事蠶桑、甘薯、山藥及南藥資源深加工領域的科研研究,在功能性多糖和天然小分子化合物的分離純化、結構鑒定、活性評價及其功能食品研發方麵積累了豐富的經驗。近年來,先後主持包括國家自然科學基金青年基金項目,廣東省自然科學基金博士啟動項目,廣東省基礎與應用基礎研究麵上項目等研究項目4項,在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》,《Food Hydrocolloids》,《Food&Function》和《Nutrients》等刊物發表學術論文20餘篇(其中第一作者SCI論文15篇),以第一發明人申請發明專利5項。


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通訊作者,鄒宇曉,女,研究員,博士。必威betways 蠶業與農產品加工研究所副所長。廣東省現代農業產業技術體係擔任建設(蠶桑)產業創新團隊加工與綜合利用崗位專家;2016年廣東省“揚帆計劃”創新創業團隊帶頭人;廣東省和廣州市科技項目評審專家庫專家;廣東省、江西省、河北省和四川省科技成果評審專家庫專家。從1998年至今一直從事蠶桑、嶺南特色果蔬等藥食兩用特色農產品資源的生物活性物質研究與功能食品研發工作。先後主持承擔國家自然科學基金、國家“十二五”科技支撐計劃和國家公益性行業(農業)科技專項等各級科技項目20餘項。自2005年以來獲各級科技成果獎10項,其中省部級科學技術一等獎4項(排名2、3、5、8)、二等獎4項(排名1、7、10、13)和三等獎2項(排名7、9),市廳級一等獎2項(排名第1、3);獲授權發明專利35件(第一完成人9件);參編論著5部,發表論文65篇(含SCI收錄15篇)。


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通訊作者,廖森泰,男,研究員,必威betways 黨委書記。國務院特殊津貼專家、全國優秀農業科技工作者、丁穎科技獎獲得者。現任中國蠶學會理事長;國家現代農業蠶桑產業技術體係加工研究室主任;農產品加工省部共建國家重點實驗室培育基地、農業部功能食品重點實驗室、廣東省農產品加工重點實驗室主任;中國食品科學技術學會功能食品分會副理事長;華南農業大學、華中農業大學、江西農業大學、仲愷農業工程學院、廣東海洋大學碩士生導師。長期從事農產品加工、蠶桑資源綜合開發利用和農業規劃研究,主持國家科技支撐計劃項目、公益性行業(農業)科研專項、現代農業產業技術體係建設專項等各級科技項目30多項;獲得省部級科技成果獎13項,其中一等獎4 項(第一完成人)、二等獎4項;主編《蠶桑資源綜合利用實用技術及規程》、《蠶桑資源與食療保健》、《桑樹活性物質研究》、《家蠶食用品質評價與加工新技術》等專著7部;發表論文300餘篇;獲授權專利40餘項;主持研製新產品10餘個。

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