人参低聚肽通过调节氧化应激、炎症反应和肠道菌群紊乱改善 db/db 小鼠糖脂代谢紊乱

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Food Bioscience 4.8

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  为探究人参低聚肽(GOP)降糖降脂机制,研究人员对 db/db 小鼠进行不同浓度 GOP 灌胃 6 周。发现 GOP 可降低空腹血糖、改善胰岛素抵抗及血脂水平,修复肠结构与菌群(如拟杆菌门、厚壁菌门丰度),作用于 AMPK 通路。为代谢疾病防治提供理论依据。

  
糖尿病作为全球高发的慢性代谢性疾病,正以惊人的速度威胁着人类健康。据预测,到 2040 年全球 2 型糖尿病(T2DM)患者将增至约 6.42 亿。这类疾病不仅与遗传、环境因素密切相关,还常伴随肥胖、脂肪肝、高脂血症等并发症。当前临床常用的降糖药物如磺酰脲类、双胍类等,虽能控制血糖,但普遍面临耐药性和副作用的挑战,寻找安全高效的替代疗法成为医学界的迫切需求。代谢异常,尤其是肝脏糖脂代谢紊乱,被认为是 T2DM 发病和恶化的核心环节。越来越多研究发现,肠道菌群失调与肝脏代谢异常存在紧密关联,而 AMPK 信号通路作为体内调节代谢的关键通路,其激活可改善胰岛素抵抗、抑制炎症和氧化应激,减少肝脏脂肪堆积。在此背景下,天然药物与人参活性成分的研究成为焦点。人参作为传统名贵药材,其提取物人参低聚肽(GOP)已被证实具有降糖降脂潜力,但其作用机制尚不明确。

为揭示 GOP 在糖脂代谢调控中的奥秘,西北大学的研究团队以 db/db 小鼠(一种经典的 2 型糖尿病模型小鼠)为研究对象,开展了为期 6 周的灌胃实验,通过肝脏转录组学和 16S rDNA 序列测序等技术,系统探究 GOP 对糖脂代谢紊乱的治疗效果及作用机制。研究成果发表于《Food Bioscience》,为 GOP 在功能食品和降糖药物开发中的应用提供了重要理论支撑。

研究主要采用了以下关键技术方法:通过管饲法对 db/db 小鼠进行不同浓度 GOP(30、60 mg/kg)干预,利用血糖仪检测空腹血糖水平,采用生化试剂盒测定血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白等血脂指标;通过组织病理学染色观察肝脏和肠道结构变化;运用 qPCR 和 Western blot 技术检测肝脏中氧化应激相关因子、炎症细胞因子及 AMPK 信号通路相关基因和蛋白的表达;借助 16S rDNA 测序分析肠道菌群组成及丰度变化。

GOP 缓解 db/db 小鼠糖代谢紊乱


db/db 小鼠典型的糖代谢异常表现为体重增加和血糖升高。实验结果显示,尽管给药组小鼠体重随时间仍呈上升趋势,但其增幅显著低于模型组。更关键的是,GOP 干预使空腹血糖水平从 24.38 mM 显著降至 12.37 mM(P<0.01),胰岛素抵抗状态得到明显改善,表明 GOP 对糖代谢紊乱具有显著缓解作用。

GOP 改善 db/db 小鼠脂代谢异常


在脂代谢方面,GOP 处理后,小鼠血清甘油三酯从 2.85 mM 降至 1.66 mM(P<0.01),总胆固醇从 5.75 mM 降至 3.21 mM(P<0.01),低密度脂蛋白从 0.53 mM 降至 0.26 mM(P<0.01),同时高密度脂蛋白水平从 1.30 mM 升至 1.74 mM(P<0.05)。这一系列数据表明,GOP 对高血脂状态具有全面改善作用,可有效调节脂质代谢平衡。

GOP 修复肠道结构与屏障功能


组织病理学观察发现,模型组 db/db 小鼠肠道结构出现明显损伤,黏膜层萎缩、绒毛脱落。而 GOP 干预后,肠道黏膜结构得以修复,绒毛排列趋于整齐,紧密连接蛋白 occludin 和 ZO-1 的表达显著上调,表明 GOP 可修复受损的肠道屏障,维持肠道完整性。

GOP 调节肝脏氧化应激与炎症反应


肝脏是糖脂代谢的核心器官。研究发现,模型组小鼠肝脏中丙二醛(MDA)等氧化应激产物水平显著升高,肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 6(IL-6)等促炎细胞因子表达增强。GOP 处理后,肝脏氧化应激水平显著降低,促炎细胞因子表达下调,抗炎细胞因子表达上调,表明 GOP 可通过抑制氧化应激和炎症反应减轻肝脏损伤。

GOP 重塑肠道菌群组成


16S rDNA 测序结果显示,db/db 小鼠肠道菌群多样性降低,拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度减少,厚壁菌门(Bacillota)丰度增加。GOP 干预后,肠道菌群结构趋于正常,拟杆菌门丰度显著回升,厚壁菌门丰度下降,菌群失调状态得到有效逆转,提示肠道菌群重塑是 GOP 发挥代谢调节作用的重要途径之一。

GOP 激活 AMPK 信号通路


进一步机制研究表明,GOP 可显著激活肝脏中的 AMPK 信号通路,促进 AMPK 磷酸化,上调下游靶基因如 PPARα 的表达,同时抑制 mTOR 等与脂质合成相关的通路。这一结果证实,AMPK 信号通路的激活是 GOP 调节糖脂代谢的关键分子机制之一。

综合研究结果表明,GOP 通过多重机制改善 db/db 小鼠糖脂代谢紊乱:不仅能直接调节肝脏糖脂代谢相关基因和蛋白表达,还可通过修复肠道屏障、重塑肠道菌群(尤其是调节拟杆菌门和厚壁菌门丰度),以及激活 AMPK 信号通路,实现对氧化应激和炎症反应的抑制。该研究首次将 GOP 的作用与 AMPK 信号通路和肠道菌群变化相联系,为开发基于 GOP 的功能食品和天然降糖药物提供了坚实的理论基础,有望为代谢性疾病的预防和治疗开辟新方向。值得关注的是,GOP 作为天然提取物,具有安全性高、副作用小的优势,其在功能性食品领域的应用前景广阔,未来可进一步开展临床前毒理学研究和人体干预试验,推动其向实际应用转化。

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