富含（多）酚的季节性水果提取物混合物以性别和光周期依赖方式调节肥胖大鼠的肝脏脂质代谢

《Food and Function》：Mixtures of seasonal fruit extracts enriched with (poly)phenols modulate hepatic lipid metabolism in a sex and photoperiod dependent manner in obese ratsOpen Access

　　

生物节律使哺乳动物能够适应环境光-暗周期，其中光周期是代谢和行为的关键调节因素，以性别依赖性方式影响体重和肝脏脂质代谢。在此背景下，水果（多）酚已被证明可以调节脂质代谢，改善肥胖大鼠的血脂异常。重要的是，富含（多）酚的水果的代谢效应受水果季节和光周期的强烈影响。在本研究中，研究人员评估了性别和光周期及其相互作用对两种富含（多）酚的季节性水果提取物混合物对肥胖大鼠肝脏脂质代谢的影响。为此，研究人员将夏季混合物（SM；李子和樱桃）和冬季混合物（WM；葡萄和石榴）长期给予暴露于短光周期（L6；每天6小时光照）或长光周期（L18；每天18小时光照）的雄性和雌性Fischer 344大鼠。SM和WM均以依赖于光周期和性别的方式影响血浆脂质谱和与脂肪生成、β-氧化和脂肪酸转运相关的肝脏基因表达。在雄性大鼠中，SM（以高含量的花青素和水解鞣质为特征）的作用强烈依赖于光周期。在模拟水果生长季节的L18条件下，SM改善了脂质处理并降低了肝脏Ppar-α表达，而在L6条件下，SM增加了肝脏总胆固醇。总体而言，这些发现强调膳食（多）酚的生物活性受到时间和生物因素（如性别和光周期）的调节，为时间营养学和制定个性化营养策略以改善代谢健康提供了新的见解。

在哺乳动物中，生物节律使机体能够与地球光-暗周期同步，光周期作为关键的环境时间信号，以性别依赖性方式调节体重、能量消耗和肝脏脂质代谢。现代生活方式导致的节律紊乱（chronodisruption）与肥胖、糖尿病和心血管疾病密切相关。水果（多）酚（(poly)phenols）是植物在应对环境胁迫时产生的次级代谢产物，具有改善肥胖相关血脂异常的作用，且不同季节水果因光周期等环境差异而具有独特的（多）酚指纹。前期研究已发现单个季节性水果提取物对大鼠血脂的效应依赖于光周期，且（多）酚之间存在协同作用。然而，由同一季节水果组成的混合提取物是否在肥胖状态下以性别和光周期依赖方式调节肝脏脂质代谢，尚缺乏系统性证据。

基于此，研究人员开展了一项包含120只Fischer 344（F344）大鼠（60只雄性，60只雌性）的动物实验，所有大鼠均以 cafeteria（CAF）高热量饮食诱导肥胖11周。实验期间，动物分别暴露于长光周期（L18，每天18小时光照）或短光周期（L6，每天6小时光照），并在最后5周每日经口给予夏季混合物（SM，李子+樱桃提取物）或冬季混合物（WM，葡萄+石榴提取物），剂量为100 mg kg^?1体重，同时设溶剂对照（VH）。该研究旨在探讨性别、光周期及其交互作用对两种季节性混合物调节肥胖大鼠肝脏脂质代谢的影响。论文发表于《Food and Function》。

为系统评估上述问题，研究人员采用了以下关键技术方法：首先，利用乙醇-甲酸提取法制备富含（多）酚的四种水果提取物，并通过HPLC-DAD-IT-MS/MS鉴定其酚类组成；其次，建立CAF饮食诱导的肥胖F344大鼠模型，并设置L18和L6两种光周期模拟冬夏季光照时长；第三，采用自动生化分析仪和液相色谱-三重四极杆串联质谱（LC-QqQ-MS/MS）分别测定血浆脂质参数和循环激素（褪黑素、皮质酮、T3、T4）；第四，通过组织匀浆和商业试剂盒测定肝脏总脂质、肝胆固醇（H-TC）、肝甘油三酯（H-TAG）和肝磷脂（H-PL）水平；第五，利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qPCR）检测肝脏脂质代谢相关基因的表达，并以2^?ΔΔCt法进行相对定量；最后，采用双因素及三因素方差分析（ANOVA）评估光周期、处理、性别及其交互作用。所有实验均遵循欧洲共同体委员会指令并获得伦理委员会批准。

研究结果分为四个主要部分。第一，循环激素水平受光周期和性别显著影响，但不受季节性混合物影响。通过检测血浆褪黑素、皮质酮、T3、T4及T4/T3比值，发现光周期显著影响雄性大鼠的褪黑素、T3、T4和T4/T3水平，雌性大鼠的T4和T4/T3也受光周期影响；然而，SM或WM处理均未改变循环激素的整体模式，仅在某些亚组中观察到T3或T4的轻微变化（如SM在L6下升高雄性T3，SM在L6下降低雌性T3）。值得注意的是，WM中褪黑素含量虽高于SM，但给药剂量极低，未影响血浆褪黑素浓度。

第二，SM在长光周期下促进更有利的血浆脂质谱。通过分析血浆甘油三酯（TAG）、非酯化脂肪酸（NEFA）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）等指标，发现雄性大鼠中SM在L18条件下显著降低LDL-C，并使其TAG水平低于L6条件；SM在L6条件下有增加TC和HDL-C的趋势。雌性大鼠中，SM在L6条件下有降低TAG和TC的趋势，并在L18条件下降低TC/HDL-C比值。WM的效应较弱，仅在L6条件下有降低雄性NEFA的趋势，在L18条件下降低雌性TC。

第三，季节性混合物对肝脏脂质积累和肝重的影响随光周期变化。通过测定肝脏总脂质、肝重、H-TC、H-TAG和H-PL，发现雄性大鼠在L6条件下两种混合物均使H-TC高于各自对照组；而在L18条件下，SM显著降低H-TAG，WM则增加H-PL。雌性大鼠中，两种混合物在L6条件下均降低肝重，但未显著改变肝脏脂质含量；H-TAG和H-PL在L6下整体高于L18，且不受处理影响。

第四，季节性混合物调节肝脏脂质代谢基因并缓冲光周期诱导的变化。利用qPCR检测脂肪生成（Fasn、Acaca、Srebp1c、Dgat）、β-氧化（Cpt1-α、Ppar-α）、脂质转运（Mtp、Fabp4）和胆固醇代谢（Scarb1、Abca1、Hmg-CoA reductase）相关基因表达。雄性大鼠中，SM在L18条件下显著下调Ppar-α表达，WM在L18条件下同时下调Ppar-α和Fabp4；而L6条件下处理均未改变这些基因。雌性大鼠中，光周期对多个基因（如Srebp1c、Dgat、Cpt1-α、Mtp等）有显著影响，但SM几乎无效应，WM仅在L6下上调Fabp4，并伴随Hmg-CoA reductase的升高。

讨论部分指出，SM对雄性大鼠的有益效应仅在与其自然季节匹配的L18光周期下出现，表现为血浆LDL-C和肝H-TAG降低，同时Ppar-α下调；而L6条件下SM反而增加肝脏H-TC并倾向增加H-TAG，提示错季摄入夏季水果（多）酚可能破坏脂质稳态，这与异源激素效应假说（xenohormesis）一致。WM对雄性大鼠的作用较温和，可能与其富含的flavan-3-ols和鞣花单宁相关。性别差异可能由雌激素信号通路介导，保护雌性免受光周期变化的影响，因此雌性大鼠对混合物的反应较弱。此外，混合物中除（多）酚外，膳食纤维等成分也可能产生贡献，但褪黑素含量极低，不足以解释效应。

研究结论强调，富含（多）酚的季节性水果提取物混合物对肝脏脂质代谢的调节作用受光周期和性别的交互影响。在雄性肥胖大鼠中，SM在模拟其自然生长季节的L18条件下改善脂质处理并下调Ppar-α，而在L6条件下增加肝脏脂质。该研究揭示了水果的季节属性、光周期和性别是影响膳食（多）酚生物活性的关键因素，为时间营养学和个性化营养干预提供了新的理论依据。