陳小玲 黃志清* 郭秀蘭 唐仁勇 劉光芒 吳秀群

(1.四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，動物抗病營養(yǎng)教育部重點實驗室，雅安 625014;2.成都大學肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106;3.成都大學生物產(chǎn)業(yè)學院，成都 610106)

白藜蘆醇是自然界中存在的一種植物多酚化合物，廣泛存在于葡萄、花生等多種植物或其果實中，是一種植物抗毒素，具有廣泛的藥理學作用。隨著白藜蘆醇研究的深入，其功能不斷被闡明。研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇具有抗炎、抗癌和抗氧化作用以及雌激素樣作用等。此外，白藜蘆醇還發(fā)現(xiàn)具有影響動物脂質(zhì)代謝［1－3］、調(diào)控脂肪細胞增殖、分化［4－5］和凋亡［6－7］的功能。近年來，白藜蘆醇功能的研究引起了國內(nèi)外學者的高度重視，被認為具有廣闊的藥用價值和市場開發(fā)前景。研究表明，在基礎飼糧中添加白藜蘆醇能提高肉仔雞的抗氧化能力，以及改善雞肉品質(zhì)［8］，提示其在畜牧業(yè)上也有潛在的應用價值。因此，本文就白藜蘆醇的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)以及其對脂質(zhì)代謝的影響及其作用機制等方面進行綜述。

1 白藜蘆醇的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)

白藜蘆醇化學名為3，4，5－三羥基－反－均二苯代乙烯，分子式 C14H12O3，相對分子質(zhì)量228.2，是在1939年首次從毛葉藜蘆中分離獲得［9］。白藜蘆醇具有順式和反式2種結(jié)構(gòu)，反式結(jié)構(gòu)的白藜蘆醇抗氧化活性明顯強于順式結(jié)構(gòu)，其二苯乙烯苯環(huán)上酚羥基的數(shù)量和位置與其抗氧化活性密切相關。當二苯乙烯苯環(huán)上存在4－羥基或鄰－二羥基時，表現(xiàn)出更強的抗氧化活性［10－11］，且白藜蘆醇的A環(huán)結(jié)構(gòu)對其抗氧化作用至關重要［8］。劉銘等［12］將白藜蘆醇的 A環(huán)分別用活性雜環(huán)川芎嗪和4－氨基喹啉替換，保留更多酚羥基并保持其反式結(jié)構(gòu)不變合成(E)－2－(3，5－二羥基苯乙烯基)－3，5，6－三甲基吡嗪和(E)－2－(3，5－二羥基苯乙烯基)－4－氨基喹啉，或在4－甲基吡嗪和4－氨基喹啉上引入醛基合成中間體3，5，6－三甲基吡嗪－2－甲醛(1e)和4－叔丁氧羰基氨基喹啉－2－醛(2c)，考察這些目標化合物對1，1－二苯基 －2－三硝基苯肼(DPPH)自由基的清除作用。結(jié)果表明，化合物(E)－2－(3，5－二羥基苯乙烯基)－3，5，6－三甲基吡嗪、(E)－2－(3，5－二羥基苯乙烯基)－4－氨基喹啉和4－叔丁氧羰基氨基喹啉－2－醛(2c)對DPPH自由基的清除作用較白藜蘆醇減弱，化合物3，5，6－三甲基吡嗪－2－甲醛(1e)在低濃度時具有比白藜蘆醇更強的DPPH自由基清除能力。

2 白藜蘆醇對脂質(zhì)代謝的影響

研究表明，白藜蘆醇是組蛋白脫乙?；浮猄IRT1的天然激動劑［13］。SIRT1屬于沉默信息調(diào)節(jié)因子2(Sir2)家族成員，通過一個還原型輔酶煙酰胺嘌呤二核苷酸(NAD+)的組蛋白去乙?；付l(fā)揮作用，而白藜蘆醇可通過改變SIRT1的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象而達到增強其去乙酰化活性的作用。研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇能影響一些膽固醇代謝相關基因［如過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)、膽固醇 70α － 羥化酶(CYP7A1)、肝 X受體(LXRs)、三磷酸腺苷結(jié)合盒A1(AABCA1)基因］的表達，最終影響脂質(zhì)代謝。鄭曉南［1］用不同濃度白藜蘆醇［5、22.5及45 mg/(kg BW·d)］對飼喂高脂飼糧的小鼠干預6周，考察白藜蘆醇對小鼠脂質(zhì)代謝的影響，結(jié)果表明，白藜蘆醇能降低高脂模型小鼠血清膽固醇(TC)和低密度脂蛋白 － 膽 固 醇 (LDL－C)水 平，其 中 以 劑 量22.5 mg/(kg BW·d)的干預效果最佳，但添加白藜蘆醇并未影響高脂模型小鼠肝臟SIRT1、PPARα和CYP7A1基因mRNA的表達量。當干預時間延長至8周，也未觀察到白藜蘆醇對小鼠脂質(zhì)代謝及相關基因 SIRT1、LXRα基因及其下游靶基因ABCA1基因表達量產(chǎn)生影響［2］。繼續(xù)延長干預時間至16周時發(fā)現(xiàn)，添加白藜蘆醇可降低高脂飲食C57BL/6L小鼠肝臟TC和甘油三酯(TG)水平，并上調(diào)C57BL/6L小鼠肝臟LXRα的蛋白水平［3］。綜上可以推測，白藜蘆醇對脂質(zhì)代謝的影響可能與干預時間長短有關或可能與存在其他途徑發(fā)揮對脂質(zhì)代謝的影響有關。

另有研究表明，白藜蘆醇調(diào)控脂肪形成與促生長激素神經(jīng)肽(galanin)有關。galanin在中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控哺乳動物采食上扮演著重要的作用［14］，在肥胖人中呈現(xiàn)高表達并可能介導肥胖的發(fā)生［15］，并且在高脂飼糧誘導的成脂激活中發(fā)揮重要調(diào)控作用［16］。Kim 等［17］研究表明，白藜蘆醇能顯著下調(diào)高脂飼糧誘導的小鼠脂肪組織中g(shù)alanin介導的與脂肪形成有關的下游信號分子促生長激素神經(jīng)肽受體(GalR)、重組人蛋白激酶C－δ(PKCδ)、細胞周期蛋白 D(Cyc－D)等基因的表達。綜上所述，白藜蘆醇的機制可能是通過抑制galanin介導的脂肪形成信號級聯(lián)反應而抑制脂肪形成。

3 白藜蘆醇對脂肪細胞增殖分化的影響

3.1 白藜蘆醇通過SIRT1、過氧化物酶體增殖物激活受體 -γ(PPARγ)和 CCAAT增強子結(jié)合蛋白α(C/EBPα)調(diào)控脂肪細胞的增殖分化

機體脂肪組織是重要的能量儲存器官，脂肪細胞過度增殖分化將導致脂肪細胞數(shù)目顯著增多，最終導致體脂增加［18］。脂肪細胞的發(fā)育包括前體脂肪細胞增殖、分化和最終形成成熟的脂肪細胞。脂肪細胞分化是一個受多個基因調(diào)控的過程，其中PPARγ和C/EBPα基因是調(diào)節(jié)脂肪合成最主要的轉(zhuǎn)錄因子［19］。研究表明，SIRT1可作為PPARγ的底物并可調(diào)控脂肪細胞分化標志基因的表達［20］，為脂肪細胞分化的負調(diào)控因子［21］。

在豬和鼠上的研究表明，白藜蘆醇能影響脂肪細胞的增殖和分化。龐衛(wèi)軍等［4］分別以不同劑量的白藜蘆醇處理體外培養(yǎng)的豬前體脂肪細胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇對豬前體脂肪細胞增殖分化均有一定的抑制作用，高劑量白藜蘆醇(50和100 μmol/L)可顯著減少細胞內(nèi)脂肪的合成、抑制脂肪細胞增殖與分化。陳思凡等［5］添加不同劑量的白藜蘆醇于3T3－L1前體脂肪細胞培養(yǎng)液中，考察其對細胞增殖和分化的影響，結(jié)果表明，白藜蘆醇能顯著抑制3T3－L1前體脂肪細胞增殖和分化，導致脂肪細胞中SIRT1水平上升，PPARγ和C/EBPα水平下降;而添加SIRT1的特異性抑制劑尼克酰胺(NAM)后，細胞分化能力上升，SIRTl水平下降，而 PPARγ、C/EBPα水平升高，且呈一定的時間劑量依賴關系。在小鼠上也得到類似的結(jié)果［22］。以上結(jié)果表明，白藜蘆醇可能是通過增加SIRT1基因的表達，抑制脂肪細胞分化相關蛋白的基因(PPARγ和C/EBPα基因)的表達來抑制脂肪細胞的增殖和分化。

3.2 白藜蘆醇通過叉頭框蛋白O1(FoxO1)和細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制因子3(SOCS3)調(diào)控脂肪細胞的增殖分化

另有研究表明，白藜蘆醇也能調(diào)控核轉(zhuǎn)錄因子(FoxO1)和 SOCS3的基因表達［23］。FoxO1為叉頭框蛋白O亞家族的成員，為一核轉(zhuǎn)錄因子，屬于“螺旋－轉(zhuǎn)角－螺旋”類蛋白質(zhì)的一個亞群，在脂肪細胞分化的早期階段被誘導［24］。細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制因子(SOCS)為一負性調(diào)節(jié)細胞因子和生長因子信號轉(zhuǎn)導有關的蛋白家族。SOCS3具有SOCS家族相似的蛋白結(jié)構(gòu)特征，含有氨基端的N區(qū)、中間的Src同源2(SH2)結(jié)構(gòu)域和羧基端SOCS 盒［25］，受瘦 素(leptin)專 一 性 地 誘 導 表達［26］。當給予ob/ob小鼠重組leptin基因后可誘導下丘腦SOCS3基因表達量的顯著增加［24］，并可抵御高脂食物誘導的肥胖產(chǎn)生［27］。劉延杰［23］通過分離原代培養(yǎng)豬前體脂肪細胞，添加不同劑量的白藜蘆醇考察其對豬前體脂肪細胞中FoxO1和SOCS3基因表達的影響，結(jié)果表明，白藜蘆醇能下調(diào)FoxO1基因表達，上調(diào)SOCS3基因表達，進而抑制脂肪細胞增殖分化而減少脂肪沉積。

4 白藜蘆醇對脂肪細胞凋亡的影響

凋亡的啟動和信號傳導機制主要是通過死亡受體途徑和線粒體途徑。其中，線粒體－半胱天冬氨酸酶(caspase)家族途徑在前體脂肪細胞和脂肪細胞的凋亡過程中起關鍵作用。通過增加線粒體內(nèi)細胞色素 C(Cyt C)的釋放，從而啟動凋亡［28］。目前研究發(fā)現(xiàn)，參與細胞凋亡調(diào)控的基因主要有 SIRT1、caspase 3、caspase 9、原癌基因bcl－2、促凋亡基因bax、腫瘤抑制因子p53、核轉(zhuǎn)錄因子κB(NFκB)基因等，其中 caspase 3基因是細胞凋亡的關鍵執(zhí)行因子。最早研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇能促進癌細胞凋亡［29］，其機制是通過增加SIRT1基因的表達，由線粒體凋亡途徑，激活caspase家族的蛋白而促進腫瘤細胞的凋亡［30］。但是目前有關白藜蘆醇對脂肪細胞凋亡的研究報道較少。陳思凡等［6］研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇能增加大鼠原代脂肪細胞中 SIRT1、Cyt C、半胱天冬氨酸酶家族基因(caspase 9和caspase 3基因)的表達和蛋白水平，另外，白藜蘆醇干預前體脂肪細胞，可使細胞乳酸脫氫酶漏出率增加，從而導致細胞完整性受到破壞，同時白藜蘆醇可使細胞停滯在S期并劑量依賴性地降低線粒體膜電位。上述結(jié)果表明，白藜蘆醇促進原代脂肪細胞凋亡可能是通過增加SIRT1基因表達，經(jīng)由線粒體凋亡途徑，作用于caspase 9和caspase 3。與白藜蘆醇引起豬原代前體脂肪細胞凋亡的影響結(jié)果一致，白藜蘆醇通過上調(diào)SIRT1基因的表達而增加與凋亡相關基因(caspase 3和bax基因)表達及蛋白水平，下調(diào)bcl－2、p53、NFκB 等基因表達而誘導前體脂肪細胞凋亡［7］。但對于SIRT1是如何作用于線粒體以及其下游蛋白還需作進一步深入的研究。

5 小結(jié)

白藜蘆醇是自然界中存在的一種天然植物多酚化合物，自發(fā)現(xiàn)以來引起了人們的廣泛關注，它能影響與膽固醇代謝相關基因的表達，降低脂肪細胞增殖和分化以及促進脂肪細胞凋亡，最終減少體脂沉積。脂肪過度沉積是導致人肥胖病發(fā)生的重要原因，因此，白藜蘆醇也可能作為潛在的減肥降脂藥物，在醫(yī)學領域具有重要的開發(fā)價值。為深入闡明白藜蘆醇在畜禽上的降體脂作用，今后需開展大量動物試驗和體外細胞培養(yǎng)試驗研究白藜蘆醇對畜禽皮下和肌內(nèi)脂肪沉積的影響并深入探討其影響機制。這對于改善胴體品質(zhì)和改善肉品質(zhì)具有重要意義，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)畜禽產(chǎn)品滿足消費者對肉產(chǎn)品質(zhì)量的要求提供重要的理論依據(jù)。

［1］鄭曉南.白藜蘆醇短期內(nèi)干預對高脂模型小鼠脂代謝及SIRT1、PPARα、CYP7A1表達影響的實驗研究［D］.碩士學位論文.北京:中國醫(yī)科大學，2010:21－23.

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