地中海海草Posidonia oceanica叶片水提物通过上调GLUT-4改善HepG2细胞葡萄糖代谢的机制研究

本研究针对糖尿病治疗中天然产物开发的需求，探究了地中海特有海草Posidonia oceanica叶片(GLE)和根茎(RE)水提物对肝细胞葡萄糖代谢的调控作用。研究人员发现GLE能显著提升HepG2细胞的葡萄糖摄取和糖原储存，通过激活IRS-1/AKT/PKCζ通路促进GLUT-4膜转位，同时抑制GLUT-2表达。该研究为开发基于海洋植物的新型降糖制剂提供了实验依据，成果发表于《Protoplasma》。

　　

糖尿病作为全球性健康威胁，其核心病理特征——胰岛素抵抗和持续高血糖，迫切需要开发新型治疗策略。传统降糖药物常伴随副作用，而海洋生物活性物质因其独特的化学结构和低毒性备受关注。地中海特有海草Posidonia oceanica在当地民间长期被用作抗糖尿病草药，但其作用机制尚未明确。来自意大利巴勒莫大学的研究团队以此为切入点，系统研究了该植物不同部位提取物的降糖潜能。

研究采用HepG2肝癌细胞系作为肝脏代谢模型，通过葡萄糖消耗测定、糖原染色(PAS)、荧光标记葡萄糖类似物(2-NBDG)摄取实验评估代谢活性；运用流式细胞术检测细胞膜GLUT-4表达；结合RT-qPCR和Western blot分析GLUT-2/4及相关信号分子(IRS-1、AKT、PKC_ζ)的基因和蛋白表达变化。

GLE刺激HepG2细胞糖原积累
通过PAS染色发现，60μg/mL GLE处理24小时使细胞内糖原沉积量较对照组提升56%，效果优于10^-7 M胰岛素刺激(27%提升)。根茎提取物(RE)则无显著作用。

GLE增强葡萄糖消耗与摄取
培养基葡萄糖浓度检测显示，GLE处理使葡萄糖消耗达对照组的82.5%，与胰岛素效果相当。2-NBDG摄取实验证实GLE处理1小时即可使葡萄糖内流增加2.6倍，而胰岛素和RE均无此急性效应。

分子机制解析
Western blot揭示GLE通过三重机制改善糖代谢：(1)上调GLUT-4蛋白表达4.4倍；(2)激活IRS-1/AKT/PKC_ζ信号轴(pAKT/AKT比值增加4.2倍)；(3)抑制GLUT-2表达40%。流式细胞术证实GLE使细胞膜GLUT-4暴露量增加52%，显著高于胰岛素组的47%。

该研究首次系统阐明了Posidonia oceanica叶片提取物通过"IRS-1→AKT/PKC_ζ→GLUT-4"信号级联改善肝细胞糖代谢的分子机制。特别值得注意的是，GLE在GLUT-4调控方面展现出优于胰岛素的效应，且能同时抑制GLUT-2介导的葡萄糖外排，这种双重调控特性使其成为开发抗糖尿病功能食品或辅助疗法的理想候选。研究还揭示了植物不同部位提取物的生物活性差异，为后续活性成分分离提供了明确方向。这些发现不仅验证了传统医学经验，更为海洋植物资源的药用开发奠定了科学基础。