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白菜型油菜多糖的结构特征及其对酒精性肝损伤的生物活性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月14日 来源:Ultrasonics Sonochemistry 9.7
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为解决酒精性肝病(ALD)发病率上升且年轻化趋势明显的问题,研究人员通过超声辅助提取技术从白菜型油菜(Brassica rapa L.)中分离纯化出新型多糖BRLPP,并系统表征其结构特征(分子量5.72×104 Da,主成分为葡萄糖和阿拉伯糖)。研究发现BRLPP通过调控SOD、MDA和GSH-Px等氧化应激标志物,显著改善斑马鱼ALD模型的肝损伤,为功能性食品开发提供新思路。
酒精性肝病(Alcoholic Liver Disease, ALD)在全球范围内呈现令人担忧的增长趋势,尤其年轻患者比例逐年攀升。这种疾病的核心机制是酒精代谢引发的氧化应激和脂质过氧化反应,导致肝细胞损伤甚至坏死。目前临床缺乏高效低毒的治疗方案,而天然植物活性成分因其安全性和多靶点作用特点成为研究热点。白菜型油菜(Brassica rapa L.)在中国新疆被称为"长寿圣果",传统医学典籍《四部医典》记载其具有调节体热和气血循环的功效,但对其活性成分多糖的研究仍属空白。
中国农业科学院农产品加工研究所(Key Laboratory of Agro-products Quality and Safety Control in Storage and Transport Process)的研究团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表的研究中,创新性地采用响应面法优化超声辅助提取工艺,从白菜型油菜中获得高纯度多糖BRLPP。通过斑马鱼ALD模型验证发现,该多糖能显著降低血清ALT(丙氨酸氨基转移酶)和AST(天门冬氨酸氨基转移酶)水平,并通过调节超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性发挥肝保护作用。
研究团队运用了多项关键技术:通过Box-Behnken设计优化超声提取参数;采用DEAE-52纤维素柱和Sephadex G-100凝胶柱进行分级纯化;利用HPSEC-MALLS-RI(高效尺寸排阻色谱-多角度激光光散射-示差折光检测联用)测定分子量;结合GC-MS和甲基化分析解析糖苷键构型;建立2%乙醇诱导的斑马鱼ALD模型评估肝保护效果。
结构表征结果显示,BRLPP是由94.29%葡萄糖和3.06%阿拉伯糖组成的均一性多糖,分子量为5.72×104 Da。甲基化分析鉴定出三种特征性糖苷键:→4)-Glcp-(1→、→4,6)-Glcp-(1→和→3,4)-Glcp-(1→。FT-IR光谱显示其在850.93 cm-1处存在α-型糖苷键特征峰,AFM观测证实其不具备三螺旋结构。
在斑马鱼ALD模型中,500 μg/mL BRLPP处理使肝脏脂肪蓄积减少72.2%,ALT和AST水平分别降低25.97%和20.95%。机制研究表明,BRLPP能显著提升肝脏SOD活性15.47%,降低MDA含量21.67%,并增加GSH-Px活性20.52%。这些效应与其清除DPPH和ABTS+自由基的能力呈正相关,最高清除率分别达63.47%和41.96%。
这项研究首次系统阐明了白菜型油菜多糖的结构特征及其肝保护机制,为开发抗ALD功能性食品提供了理论依据。特别值得注意的是,研究采用的斑马鱼模型与人类肝脏具有87%的基因同源性,且其72小时快速肝发育特性极大提高了研究效率。未来研究可进一步通过小鼠实验验证BRLPP的体内效果,并采用HMBC、HSQC等二维核磁技术深入解析其构效关系。该成果不仅为传统药食两用植物提供了现代科学阐释,也为天然多糖在代谢性疾病领域的应用开辟了新途径。
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