奎尼酸通过上调GLUT2及抑制氧化应激与炎症缓解砷诱导的小鼠肝损伤和高血糖

《Scientific Reports》：Quinic acid attenuates arsenic-induced hepatic injury and hyperglycemia in mice via GLUT2 upregulation and suppression of oxidative stress and inflammation

本研究针对砷暴露引发的肝损伤和糖尿病风险，探讨了奎尼酸（QA）的保护作用机制。研究人员通过小鼠模型发现，QA能显著改善砷诱导的葡萄糖耐受不良、肝脏氧化应激和炎症反应，并首次揭示其通过上调肝脏葡萄糖转运蛋白GLUT2表达来调节血糖稳态。该研究为环境污染物致代谢疾病的防治提供了新的天然化合物策略。

　　

在当今工业化进程中，重金属污染已成为威胁公共健康的隐形杀手。其中，砷作为一种广泛存在于地下水和土壤中的有毒类金属，长期暴露不仅会导致皮肤病变和癌症，更与2型糖尿病的发病风险密切相关。令人担忧的是，全球仍有数亿人口通过饮用水持续摄入超标砷化合物，而传统螯合剂疗法仅能促进重金属排出，无法修复砷对代谢通路造成的破坏。这一困境激发了科学家对天然活性物质的探索热情。

近日发表于《Scientific Reports》的研究论文首次系统揭示了奎尼酸（Quinic Acid, QA）——这种存在于咖啡、蓝莓等日常食物中的环状多醇化合物，对砷诱导代谢紊乱的多重保护机制。来自阿瓦兹贾恩迪沙普尔医科大学的研究团队通过精巧的动物实验设计，证实QA能像"代谢卫士"般同时守护肝脏和胰腺功能，其作用靶点直指葡萄糖稳态调控的核心环节。

关键技术方法

研究采用48只雄性NMRI小鼠，随机分为对照组、砷暴露组（10 mg/kg亚砷酸钠）、QA单独处理组及三个QA干预组（50/100/200 mg/kg）。通过28天灌胃染毒与干预，采用口服葡萄糖耐量试验（OGTT）评估血糖调控能力，ELISA法检测血清胃抑制多肽（GIP）、胰岛素及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平，Western blot分析肝脏GLUT2蛋白表达，并利用比色法测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等氧化应激指标。肝胰腺组织经H&E染色后进行病理学评分。

QA改善血糖调控与肝功能

砷暴露组小鼠出现典型空腹高血糖和葡萄糖耐量受损，而200 mg/kg QA干预使血糖曲线下面积（AUC）显著降低（P<0.01）。同时，砷引发的丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）异常升高分别被QA剂量依赖性逆转（P<0.001），提示其有效缓解了肝细胞损伤。

QA纠正脂代谢紊乱与氧化应激

研究显示砷暴露导致肝脏甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）水平激增，同时伴随抗氧化酶系统崩溃——SOD、CAT活性分别下降至对照组的42%和35%（P<0.001）。QA治疗不仅使脂质水平趋于正常，更将SOD活性提升至正常水平的80%，并显著降低脂质过氧化产物TBARS（P<0.01）。这种双重调节作用揭示了QA通过"抗氧化-调血脂"轴保护代谢器官的独特优势。

QA调节炎症因子与肠促胰岛素

血清检测发现砷暴露显著抑制GIP和胰岛素分泌（P<0.001），而200 mg/kg QA使两者水平分别回升至正常范围的85%和78%。更值得注意的是，QA将砷诱导的TNF-α水平升高抑制了约60%（P<0.01），证实其具备协同调控"炎症-代谢"交叉对话的能力。

QA上调GLUT2表达与组织修复

Western blot结果显示砷暴露使肝脏GLUT2蛋白表达量骤减65%（P<0.001），而QA干预呈剂量依赖性恢复其表达，200 mg/kg组达到对照组的90%。病理学检查进一步佐证：砷暴露组肝组织出现大面积坏死灶和出血，胰腺朗格汉斯岛数量减少33%；而QA高剂量组基本恢复正常组织结构，胰岛直径由70.8μm恢复至91.8μm（P<0.01）。

机制整合与展望

本研究首次构建出QA对抗砷毒性的完整作用图谱：通过清除自由基与增强内源性抗氧化防御，阻断氧化应激-炎症恶性循环；进而保护胰腺β细胞功能，上调肝脏GLUT2葡萄糖转运体表达，最终实现血糖稳态重建。这种多靶点干预模式相较于传统螯合剂具有显著优势，为开发环境相关性糖尿病的营养干预策略提供了理论依据。尽管仍需临床研究验证，但奎尼酸作为天然膳食成分的安全性与普适性，使其在砷污染地区公共卫生防控中展现出广阔应用前景。