《Food Science & Nutrition》：Hypoglycemic Effect of Astaxanthin Oil–Fish Oil Complex in Mice With Type 2 Diabetes
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糖尿病（DM）是一种慢性代谢紊乱，以葡萄糖稳态破坏为特征，其不断加剧的全球患病率凸显了对安全饮食干预的迫切需求。本研究探讨了一种将虾青素油（AO）与鱼油（FO）结合的新型配方作为辅助营养策略的降血糖和肝保护潜力。研究人员采用体外胰岛素抵抗（IR）HepG2细胞
糖尿病（DM）是一种慢性代谢紊乱，以葡萄糖稳态破坏为特征，其不断加剧的全球患病率凸显了对安全饮食干预的迫切需求。本研究探讨了一种将虾青素油（AO）与鱼油（FO）结合的新型配方作为辅助营养策略的降血糖和肝保护潜力。研究人员采用体外胰岛素抵抗（IR）HepG2细胞模型和体内高脂饮食（HFD）喂养的胰岛素抵抗小鼠评估AO–FO复合物的功效。虽然AO和FO单独处理改善了基础胰岛素敏感性，但联合给药在促进细胞葡萄糖消耗方面表现出增强功效。值得注意的是，该联合配方与关键葡萄糖代谢相关指标变化相关，包括葡萄糖-6-磷酸（G6P）、丙酮酸激酶（PK）、己糖激酶（HK），并显著减轻氧化应激标志物。在体内，与单一油处理相比，AO–FO复合物在降低空腹血糖、改善口服葡萄糖耐量以及改善全身性血脂异常方面表现出更大作用。此外，组织病理学评估显示，联合处理后肝脂肪变性和胰岛损伤明显减轻。总之，这些发现支持虾青素和omega-3多不饱和脂肪酸（omega-3 PUFAs）在改善葡萄糖稳态方面的潜在联合获益，提示AO–FO复合物可能是DM管理的候选功能性食品。
论文解读：
研究背景与意义：糖尿病（DM）是一种慢性代谢紊乱，以胰岛素活性和/或胰岛素产生失调所致的持续性高血糖为特征。当前DM影响全球382百万人，预计2035年增至592百万人。2型糖尿病（T2DM）占诊断病例90%以上，特征为胰岛素抵抗（IR，胰岛素作用减弱）并伴相对胰岛素缺乏，导致持续性高血糖和多器官并发症，包括肾病、视网膜病变和心血管疾病。快速城市化和生活方式转变，包括高热量饮食和缺乏体力活动，显著促进T2DM发病率增加，并影响更年轻人群。目前胰岛素和口服降糖药如噻唑烷二酮类、双胍类和磺脲类是主要治疗方式，但可能引起胃肠道紊乱或体重增加等不良反应。因此，寻找安全有效的膳食补充剂可能为糖尿病管理和代谢紊乱预防提供辅助治疗途径。虾青素（AXN）是强效脂溶性类胡萝卜素抗氧化剂，具有抗氧化、抗炎、抗衰老和器官保护作用，并可增强胰岛素敏感性、改善葡萄糖代谢和调节血脂谱。天然AXN主要由雨生红球藻（H. pluvialis）等产生，H. pluvialis来源AXN是唯一批准供人消费的来源。鱼油（FO）富含omega-3多不饱和脂肪酸（PUFAs），尤其是二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA），具有抗炎、调节血脂和增强胰岛素敏感性作用。FO可增强AXN生物利用度，二者共给药表现出协同效应。但AXN和FO联合补充的降血糖作用尚未被研究。因此，研究人员以虾青素油（AO）作为AXN来源，与FO结合开发AO–FO复合物，并在体外IR-HepG2细胞和体内T2DM小鼠模型中评价其改善IR相关指标、增强葡萄糖消耗和降低高血糖的潜力，并与AO和FO单独处理比较。研究得出AO–FO复合物在测试条件下比任一单独成分具有更强降血糖活性，提示其可能成为DM管理的候选功能性食品，并为管理糖尿病及其并发症提供新见解。
关键技术方法：研究人员采用体外和体内模型。体外使用人肝癌细胞系HepG2（来源：中国科学院上海细胞库）建立IR-HepG2模型，以不同浓度胰岛素诱导，细胞计数试剂盒-8（CCK-8）测细胞活力，检测葡萄糖消耗、己糖激酶（HK）、丙酮酸激酶（PK）、葡萄糖-6-磷酸（G6P）活性、糖原及超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、过氧化氢酶（CAT）。体内使用70只8周龄雄性C57BL/6J SPF级小鼠（来源：广东耀康生物技术），高脂饮食建立胰岛素抵抗高血糖模型，分组灌胃AO、FO、AO–FO复合物或阳性药4周，检测空腹血糖、口服葡萄糖耐量试验（OGTT）、血清天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC），肝组织SOD、谷胱甘肽（GSH）、CAT、MDA，以及肝和胰腺组织病理。
研究结果：
3.1 细胞实验
3.1.1 细胞活力测定：通过CCK-8评价，AO、FO和AO–FO复合物在1–200 μg/mL范围内对HepG2细胞无明显细胞毒性。
3.1.2 IR-HepG2细胞模型建立：经48 h暴露于10
?7 mol/L胰岛素后，葡萄糖消耗显著受抑且最低，故选择该条件建立IR-HepG2模型；该模型被解释为操作性体外IR模型，因验证主要基于葡萄糖消耗降低，未直接测胰岛素信号或葡萄糖转运。
3.1.3 葡萄糖消耗检测：AO和FO均显著且剂量依赖地增加葡萄糖消耗；AO与FO以1:12比例组合效果增强，complex-H较模型组提高94.24%，显著优于单独处理。
3.1.4 HK活性检测：模型组HK活性较正常组显著降低，阳性对照组显著升高；AO或FO单独未改变HK活性；complex-M和complex-H剂量依赖地显著增加HK活性。
3.1.5 PK活性检测：模型组PK活性显著受抑，提示IR-HepG2细胞葡萄糖代谢功能紊乱；AO、FO及组合不同程度增加PK活性，complex-M和complex-H恢复最明显，高于AO和FO组。
3.1.6 G6P活性检测：模型组G6P活性为正常组159.84%，提示IR-HepG2细胞葡萄糖代谢相关活性改变；AO–FO复合物对G6P活性抑制强于AO或FO单独；但本研究未直接评估葡萄糖产生、葡萄糖摄取、糖原合成、葡萄糖转运体（GLUT）表达或磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号。
3.1.7 糖原检测：模型组总糖原水平降至19.179 μg/mg，与IR表型一致；AO和AO–FO复合物剂量依赖改善糖原储存，FO单独仅在600 μg/mL显著；复合物各浓度均优于单独成分，1:12比例效果更佳。
3.1.8 氧化应激指标检测：模型组SOD活性降低，MDA和CAT升高，证实细胞IR伴氧化应激；AO、FO及复合物显著改善这些参数。complex-M使SOD和CAT分别提高43.43%和10.63%，MDA降低35.05%；complex-H使SOD和CAT分别提高66.84%和21.95%，MDA降低40.09%。
3.2 动物实验
3.2.1 空腹血糖检测：阳性组血糖从12.68±0.72 mmol/L降至7.45±0.76 mmol/L；AO和FO组较模型组显著降低；complex-H降糖最明显，从12.76±0.80 mmol/L降至8.81±1.09 mmol/L，与阳性组相当。
3.2.2 OGTT：模型组和FO组口服葡萄糖后60 min达峰，其他组30 min达峰；FO组变化与模型组相似；complex-H下降趋势最明显；complex-L和complex-H血糖持续低于AO和FO组，提示AO–FO复合物有效促进AO降糖功效。血清生化：模型组ALT和AST显著高于正常组，LDL-C、TC、TG升高，HDL-C降低，提示肝损伤和血脂异常模型成功。AO、FO及复合物调节肝功能和血脂；complex-H作用最强，ALT和AST较模型组约降40%，LDL-C、TC、TG分别降61.6%、26.5%、53.3%，HDL-C升57.2%。
3.2.3 肝组织氧化应激指标检测：模型小鼠肝SOD、CAT活性和GSH含量降低，MDA含量约增50%。处理后SOD、CAT和GSH升高，MDA降低；complex-H对肝GSH和CAT提升最显著，分别较模型组升180.92%和66.67%，并最显著降低MDA。
3.2.4 组织病理学检查：肝组织正常组结构健康，模型组肝小叶紊乱、中央静脉周围大空泡、肝细胞排列不规则、脂肪变性和炎细胞浸润；阳性组改善；AO和FO组空泡减少、肝细胞排列改善；complex-L进一步改善；complex-H最显著，肝组织结构接近正常。胰腺组织正常组完整，模型组胰岛形态不规则、边界模糊、细胞数减少、空泡化和炎症；二甲双胍改善；AO和FO组优于模型；complex-L进一步改善；complex-H恢复最显著，胰腺组织接近正常。
讨论与结论翻译：讨论部分指出，IR-HepG2模型在完全代表体内IR复杂病理生理方面有固有局限，因此发现应谨慎解释；体外研究未直接评估葡萄糖产生、摄取、糖原合成、GLUT表达或PI3K/Akt信号，需进一步研究明确相关通路。AO–FO复合物的效应与AXN强抗氧化特性和FO中omega-3脂肪酸抑制炎症的功能一致。结论部分翻译如下：本研究使用细胞和动物模型评估了AO、FO和AO–FO复合物的降血糖潜力。在HepG2细胞中，AO–FO复合物在1–200 μg/mL无细胞毒性，增强葡萄糖消耗，与葡萄糖代谢相关指标变化相关，增加细胞糖原含量，并降低氧化应激。在T2DM小鼠中，AO–FO复合物降低血糖水平，改善血脂谱，减轻肝损伤，组织病理学发现支持肝和胰腺组织形态改善。总之，在所测试条件下，AO–FO复合物显示比任一单独成分更强的降血糖活性。然而，由于IR-HepG2模型在完全代表体内胰岛素抵抗复杂病理生理方面具有固有局限，这些发现应谨慎解释。总体而言，这些发现提示AO–FO复合物具有潜在降血糖活性，可能有助于改善葡萄糖和脂质代谢。有必要使用更生理相关的模型进行进一步研究，以验证这些发现并阐明潜在机制，包括葡萄糖摄取、胰岛素信号和其他相关通路在介导这些效应中的潜在参与。
