低剂量长期给药 Callistemon citrinus 及其主要化合物改变高脂-蔗糖饮食大鼠的肝脏脂肪酸谱并保护肝脏组织学

《International Journal of Molecular Sciences》:Low-Dose, Long-Term Callistemon citrinus and Its Main Compounds Alter Hepatic Fatty Acid Profiles and Protect Liver Histology in Rats Fed a High-Fat–Sucrose Diet

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月15日 来源:International Journal of Molecular Sciences 5.6

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  高脂肪和精制碳水化合物饮食可靠地模仿代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)的关键特征,包括肝脏脂质积累、氧化应激和持续性肝损伤。本研究评估了长期低剂量给予 Callistemon citrinus 乙醇叶提取物及其主要生物活性化合物:d-柠檬烯(d-limo

  
高脂肪和精制碳水化合物饮食可靠地模仿代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)的关键特征,包括肝脏脂质积累、氧化应激和持续性肝损伤。本研究评估了长期低剂量给予 Callistemon citrinus 乙醇叶提取物及其主要生物活性化合物:d-柠檬烯(d-limonene)、鞣花酸(ellagic acid)、没食子酸(gallic acid)和对香豆酸(p-coumaric acid)对高脂-蔗糖饮食(HFSD)喂养大鼠脂毒性的预防作用。将60只雄性Wistar大鼠随机分为10组:正常对照组、未处理HFSD组以及8个HFSD组,分别用二甲双胍(metformin)、C. citrinus 提取物、单个生物活性化合物或这些化合物的混合物处理23周。研究人员评估了体重和器官重量、肝脏宏观特征、肝损伤血清标志物、氧化应激生物标志物、组织病理学变化以及肝脏脂肪酸谱。HFSD喂养诱导了显著的体重增加、肝肿大、严重组织损伤、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、葡萄糖和甘油三酯的血清水平升高,同时伴有肝脏氧化应激加剧和饱和脂肪酸谱改变。相反,二甲双胍和天然化合物的处理不同程度地减轻了HFSD诱导的肝损伤。组织病理学严重程度和血清肝酶的改善与氧化应激生物标志物的降低相关。值得注意的是,鞣花酸、没食子酸、d-柠檬烯和生物活性混合物显著改善了肝脏脂肪酸谱,而对香豆酸的效果较弱。这些结果表明,长期低剂量给药可以成功改善所有评估的代谢、生化和组织学参数,提示在该实验性MAFLD模型中,调节氧化应激和肝脏脂质组成与减轻肝损伤密切相关。
代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)影响全球约三分之一成年人,在墨西哥部分地区患病率高达近50%,与肥胖、脂代谢紊乱等代谢合并症密切相关。高脂-蔗糖饮食(HFSD)可诱导肝脏脂质积累、氧化应激和持续性肝损伤,模拟MAFLD关键病理特征。尽管已有研究使用植物提取物或化合物在短时间高剂量下显示保护作用,但长期低剂量给药的报道较少。Callistemon citrinus(Myrtaceae)叶提取物富含d-柠檬烯(d-limonene)、鞣花酸(ellagic acid)、没食子酸(gallic acid)和对香豆酸(p-coumaric acid)等生物活性成分,这些化合物在低浓度下对氧化应激和脂质代谢的调控作用尚不明确。本研究旨在评估长期低剂量给予C. citrinus乙醇叶提取物及其主要化合物对HFSD诱导大鼠MAFLD模型肝损伤、氧化应激、组织病理学及肝脏脂肪酸谱的影响。论文发表在《International Journal of Molecular Sciences》。

研究人员采用以下关键技术方法:将60只雄性Wistar大鼠随机分为10组(n=6),包括正常对照组、未处理HFSD组、HFSD+溶剂组(玉米油)、HFSD+二甲双胍(20 mg/kg)、HFSD+C. citrinus乙醇叶提取物(200 mg/kg)、HFSD+d-柠檬烯(0.43 mg/kg)、HFSD+鞣花酸(0.0743 mg/kg)、HFSD+没食子酸(0.00694 mg/kg)、HFSD+对香豆酸(0.00047 mg/kg)及HFSD+混合物组(含上述化合物同等剂量)。所有处理持续23周,每日口服灌胃给药。实验终点检测血清天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、葡萄糖和甘油三酯水平;测定肝脏氧化应激指标(AOPP、4-HNE、MDA、TOS)及对氧磷酶-1(PON1)活性;采用苏木精-伊红(H&E)染色进行组织病理学评分;通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析肝脏脂肪酸甲酯(FAME)谱,并计算Δ-9去饱和酶(SCD-1)指数、SFA/MUFA比值及ARA/DHA比值。

研究结果如下:

2.1. Callistemon citrinus 提取物、其主要化合物及二甲双胍降低体重增加、摄食量和器官重量
通过23周每周体重测量及终末器官称重发现,HFSD喂养大鼠体重、肝重、附睾脂肪重及肝脏指数显著高于对照组。二甲双胍、C. citrinus 提取物、d-柠檬烯、鞣花酸、没食子酸及混合物处理均显著降低HFSD诱导的体重增加和摄食量,并减轻肝重和附睾脂肪重;对香豆酸仅降低肝重和肝脏指数,但对体重和摄食量无显著影响。

2.2. Callistemon citrinus、其主要化合物及二甲双胍对肝脏宏观特征的影响
肉眼观察显示,HFSD组肝脏苍白、肿大、表面不规则伴结节;二甲双胍、C. citrinus 提取物、d-柠檬烯、鞣花酸、没食子酸及混合物处理使肝脏颜色恢复、表面趋于光滑;对香豆酸组肝脏仍呈肿大和颜色不均。

2.3. Callistemon citrinus、其主要化合物及二甲双胍对生化参数的影响
血清学检测显示,HFSD组AST、ALT、GGT活性及血糖、甘油三酯水平显著升高。二甲双胍降低ALT、GGT、血糖和甘油三酯;C. citrinus 提取物降低ALT、血糖和甘油三酯;d-柠檬烯降低ALT、血糖和甘油三酯;鞣花酸、没食子酸及混合物显著降低AST、ALT、GGT和血糖,鞣花酸和没食子酸还降低甘油三酯;对香豆酸降低ALT、血糖和甘油三酯,但AST无显著变化。

2.4. Callistemon citrinus、其主要化合物及二甲双胍对氧化应激生物标志物的影响
肝脏氧化应激指标显示,HFSD组AOPP、4-HNE、MDA、TOS升高,PON1活性降低。二甲双胍、C. citrinus 提取物、d-柠檬烯、鞣花酸、没食子酸及混合物均显著降低氧化应激标志物并恢复PON1活性;对香豆酸仅部分降低AOPP和MDA,PON1部分恢复但未达正常水平。

2.5. Callistemon citrinus、其主要化合物及二甲双胍对肝脏组织病理学评估的影响
H&E染色显示,HFSD组出现广泛大泡性及小泡性脂肪变性、肝细胞肥大和炎症细胞聚集,组织病理学评分显著升高。二甲双胍组病理损伤与HFSD组相似,未能改善肝结构。C. citrinus 提取物和d-柠檬烯中度减少脂肪变性和炎症;鞣花酸、没食子酸和对香豆酸组病理评分最低,接近对照组;混合物组保持基线评分,有效预防MAFLD进展。

2.6. Callistemon citrinus、其主要化合物及二甲双胍对肝脏脂肪酸谱的影响
GC-MS分析显示,HFSD组饱和脂肪酸(C16:0和C18:0)升高,C18:0高于C16:0,且多不饱和脂肪酸(PUFA)无法检出。所有处理组C16:0水平高于C18:0,并出现单不饱和脂肪酸(MUFA)和PUFA。d-柠檬烯组脂肪酸多样性最高,含γ-亚麻酸(C18:3)和花生四烯酸(C20:4);二甲双胍组C22:4、C22:5、C22:6未检出;对香豆酸组恢复有限。

2.7. 分析 Callistemon citrinus、其主要化合物及二甲双胍对脂质代谢、膜流动性和炎症的影响
通过计算Δ-9去饱和酶(SCD-1)指数(C18:1n-9/C18:0)发现,HFSD组指数近零,表明SCD-1完全抑制;所有处理组将该指数提升至1.0-3.0,以二甲双胍(3.13)、没食子酸(2.76)、鞣花酸(2.71)和d-柠檬烯(2.62)最高。C16去饱和指数(C16:1n-7/C16:0)在HFSD组为零,处理后恢复至对照组水平(约0.03)。SFA/MUFA比值在HFSD组无法计算,对照组为5.11,处理组显著降低(二甲双胍0.98,混合物1.13,没食子酸1.12,鞣花酸1.14,C. citrinus 1.94)。ARA/DHA比值(炎症指数)在对照组为6.82,HFSD组、溶剂组和二甲双胍组因PUFA无法检出而未计算;鞣花酸组降至5.92,低于对照组;混合物、C. citrinus、没食子酸和对香豆酸组接近对照组(6.53-6.87);d-柠檬烯组升高至10.07,提示促炎效应。

讨论部分指出,HFSD喂养诱导的代谢紊乱、肝损伤、氧化应激和脂肪酸谱改变与MAFLD临床特征一致。二甲双胍虽能部分改善生化指标,但未逆转组织学损伤。C. citrinus 及其主要化合物通过多重机制(如上调PPAR-α、抑制SREBP-1c、激活AMPK、改善胰岛素信号)减轻脂毒性和氧化应激。鞣花酸、没食子酸和d-柠檬烯在恢复PUFA谱、降低SFA/MUFA比值及炎症指数方面表现突出,对香豆酸效果有限。混合物显示出最全面的保护作用,提示多靶点协同潜力。研究还讨论了脾-肝轴和Nrf2通路可能参与的保护机制,但未直接验证。结论部分翻译如下:本研究表明,使用Callistemon citrinus叶提取物及其关键植物化学物质的长期低剂量治疗方案可有效对抗HFSD诱导的大鼠MAFLD多层面病理变化。除了缓解全身代谢应激、肝脏脂质积累和实质炎症的经典标志物外,d-柠檬烯、没食子酸、鞣花酸和生物活性混合物的干预成功逆转了肝脏脂毒性。这种保护作用由肝脏脂肪酸组成的独特结构重塑驱动,其特征是饱和脂肪酸池(棕榈酸和硬脂酸)显著减少,以及维持膜流动性所需的关键多不饱和脂肪酸(PUFA)网络的保留。不同功效的对比——生物活性混合物的深度保护与对香豆酸的微弱效果——强调了单个化合物在脂质稳态途径中的动态重要性。最终,这些结果突显了持续低剂量抗氧化和脂质组学调节是阻止代谢性肝损伤进展的可行范式。
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