白花败酱中新型环烯醚萜与木脂素改善HepG2细胞胰岛素抵抗的作用机制研究

推荐：本研究从白花败酱中分离鉴定出6个新型环烯醚萜和14个已知化合物，发现化合物3/5/8/13/15能显著提升IR-HepG2细胞的葡萄糖摄取能力。通过激活PI3K/AKT信号通路、抑制PEPCK/G6Pase表达，阐明其改善胰岛素抵抗的分子机制，为开发天然降糖药物提供新思路。

　　

随着现代饮食结构中高油高糖摄入的增加，2型糖尿病(T2DM)发病率显著上升，其中胰岛素抵抗(IR)是核心病理特征。肝脏作为糖代谢的关键器官，其胰岛素信号通路异常会导致糖异生增强和糖原合成障碍。目前临床降糖药物存在低血糖、肝毒性等副作用，而从天然产物中寻找高效低毒的新型IR改善剂成为研究热点。白花败酱(Patrinia villosa)作为药食两用植物，虽在抗炎抗癌方面研究较多，但其降糖活性成分及机制尚未明确。

河南大学国家食用菌加工技术研发中心的研究团队通过乙醇提取和多种色谱分离技术，从白花败酱中鉴定出20个化合物，包括6个结构新颖的环烯醚萜类化合物(1/4/7/10-12)和14个已知化合物。采用IR-HepG2细胞模型筛选发现，化合物3/5/8/13/15能显著提升葡萄糖摄取能力。进一步通过qRT-PCR和Western blot实验揭示，木脂素类化合物13(松脂醇-4-O-葡萄糖苷)和15(山葵苷A)通过上调PI3K、p-AKT、GLUT4和p-GSK3β蛋白表达，抑制PEPCK和G6Pase的表达，从而激活PI3K/AKT信号通路调控糖代谢。该研究成果发表于《Journal of Future Foods》，为开发基于天然产物的胰岛素增敏剂提供了理论依据。

关键技术包括：1)采用D101大孔树脂和硅胶柱色谱分离活性成分；2)通过NMR和HR-ESI-MS鉴定化合物结构；3)建立GlcN诱导的IR-HepG2细胞模型；4)采用GOD-POD法检测葡萄糖摄取；5)qRT-PCR分析PI3K/AKT通路相关基因表达；6)Western blot检测关键蛋白表达水平。

研究结果：

3.1 结构解析

发现6个新型环烯醚萜：化合物1(patrirscabioin P)为C-1位未甲氧基化的环戊烷呋喃型结构；化合物4(patrirscabioin Q)在C-1和C-11位罕见地同时连接甲氧基；化合物7为7-O-顺式对香豆酰基取代的环烯醚萜苷；化合物10-12分别在C-7构型、糖基连接位点和C-8羟基化方面呈现新颖结构特征。

3.2 细胞活性

MTT实验证实化合物3/5/8/13/15在12.5-200 μmol/L浓度范围内对HepG2细胞无毒性。

3.3 葡萄糖摄取

化合物13和15在12.5-50 μmol/L浓度下均能显著提高IR-HepG2细胞的葡萄糖摄取量(P<0.01)，效果优于阳性药罗格列酮。

3.4 基因表达

化合物13/15处理显著上调PI3K、AKT和GSK3β mRNA表达(最高达3.2倍)，同时使PEPCK和G6Pase mRNA表达降低61-73%。

3.5 蛋白表达

Western blot显示化合物13/15可剂量依赖性增加PI3K、p-AKT(Ser473)和p-GSK3β(Ser9)蛋白磷酸化水平，GLUT4膜转位增加2.1-2.8倍，同时抑制PEPCK和G6Pase蛋白表达。

该研究首次系统阐明白花败酱改善胰岛素抵抗的物质基础及分子机制，特别揭示了木脂素苷通过"双通路调控"发挥作用：既激活PI3K/AKT/GSK3β促进糖原合成，又抑制PEPCK/G6Pase减少糖异生。其中化合物15(山葵苷A)作为新型PI3K/AKT通路激活剂，其葡萄糖摄取促进作用与经典药物罗格列酮相当，但结构更简单、来源更广泛，具有重要的开发价值。这些发现不仅拓展了药食两用植物的应用前景，也为天然产物靶向调控糖代谢提供了新的科学依据。