仙人掌果提取物中甜菜红素与多酚的抗肝脏脂肪变性作用：基于不同品种果皮与果肉提取物的体外模型研究

本研究通过体外肝细胞（AML12）和肝脏类器官模型，系统评估了三种仙人掌果（Pelota、Colorada、Sanguinos）果皮与果肉提取物的抗脂肪变性（anti-steatotic）作用。结果表明，特定品种提取物（如Sanguinos果皮/果肉、Colorada果皮）能显著抑制棕榈酸（PA）诱导的甘油三酯（TG）积累，其机制涉及抑制脂肪酸转运蛋白（CD36/FATP2）和甘油二酯酰基转移酶2（DGAT2）的表达。研究为代谢相关脂肪肝病（MAFLD）的天然干预策略提供了新依据，并凸显了农业副产物的高值化利用潜力。

　　

研究背景

代谢相关脂肪肝病（MAFLD）已成为全球最常见的慢性肝病，其病理特征包括肝细胞甘油三酯（TG）异常沉积，可进展为脂肪性肝炎、肝硬化甚至肝癌。仙人掌属植物（Opuntia ficus-indica）因其富含甜菜红素（betalains）和多酚类化合物，具有抗氧化、抗炎和降血糖特性，但对其直接调控肝脏脂质代谢的作用机制尚不明确。

材料与方法

研究选取三个品种仙人掌果（西班牙产Colorada与Sanguinos、墨西哥产Pelota），分别制备果皮与果肉甲醇-水提取物。通过高效液相色谱（HPLC）定量分析甜菜红素（如甜菜苷betanin、梨果仙人掌黄质indicaxanthin）及酚酸（如匹斯酸piscidic acid）含量。采用AML12小鼠肝细胞系和肝脏类器官（3D培养）构建棕榈酸（PA, 0.3 mM）诱导的脂肪变性模型，评估提取物（10–200 μg/mL）对TG积累的影响，并分析脂代谢关键蛋白（ACC、FAS、CPT1A、CD36、DGAT2）及基因表达。

主要发现

1. 抗脂肪变性效果：

   • AML12肝细胞：Pelota果肉提取物（50 μg/mL）及Colorada果肉、Sanguinos果皮/果肉提取物（100 μg/mL）分别降低TG含量达28.5%、31.2%、32.7%和29.3%，光学显微镜显示脂滴显著减少。
   • 肝脏类器官：仅Colorada果肉提取物（100 μg/mL）可抑制PA诱导的TG积累（降低24.8%），提示3D模型对治疗响应更严格。

2. 作用机制：

   • 脂肪酸摄取抑制：Sanguinos果皮/果肉提取物显著下调膜转运蛋白CD36表达（降幅40–50%），Colorada果肉提取物则抑制FATP2（脂肪酸转运蛋白2）基因表达。
   • TG组装调控：Pelota果肉与Sanguinos果皮提取物降低DGAT2（甘油二酯酰基转移酶2）蛋白水平，阻断TG合成终末步骤。

3. 品种差异：

   • Sanguinos果皮提取物在最低浓度（25 μg/mL）即显效，可能与其独特的甜菜红素-多酚组成相关；而Pelota果肉提取物需更高剂量（50 μg/mL）。

研究意义

该研究首次系统比较不同仙人掌果品种提取物的抗脂肪变性潜力，并揭示其通过双重调控脂肪酸摄取（CD36/FATP2）与TG合成（DGAT2）通路发挥作用。Colorada果肉提取物在类器官模型中的有效性，为其后续体内研究提供了优先选择依据。此外，果皮提取物的活性验证了农业副产物的资源化利用价值，符合循环经济理念。

局限性

需进一步评估提取物中活性成分（如indicaxanthin）的生物利用度，并探索其在复杂生物体系（如肠道-肝脏轴）中的协同效应。类器官与2D模型的响应差异提示，需结合多种实验体系验证天然产物的药理活性。