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[其他论文] 蓝莓花色苷介导磷脂脂肪酸组成和肠道特定代谢产物调节增加外周和海马神经抗氧化防御能力

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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2021-4-7 10:18:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
    近日,沈阳农业大学食品学院国家浆果加工技术研发专业中心-李斌教授团队在农林科学TOP期刊Journalof Agricultural and Food Chemistry(IF:4.192)在线发表了题为“Effectof Blueberry Anthocyanin-Rich Extracts on Peripheral and HippocampalAntioxidant Defensiveness: The Analysis of the Serum Fatty Acid Species and GutMicrobiota Profile”的封面文章。此篇文章证明了蓝莓花色苷提取物通过调节n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)磷脂组成和促进结肠短链脂肪酸生成,增强小鼠外周和海马组织抗氧化防御能力,研究结果为富花色苷膳食补充剂应用于机体氧化应激和神经功能退行提供重要指导意义。团队带头人李斌教授为本文的通讯作者,团队成员司旭老师为文章的第一作者。Cite This: Journal of Agricultural and FoodChemistry 2021 69 (12), 3658-3666.DOI: 10.1021/acs.jafc.0c07637
    自由基参与生理功能,其过度生产会导致人体机体抗氧化系统失衡,细胞结构破,脂质、蛋白质和遗传物质破坏。由此产生的氧化应激诱发多种疾病,包括代谢紊乱和神经退行性疾病。一些现代生活方式如热量摄入过多和体育锻炼不足会诱发氧化损伤和神经元损伤。因此,寻找天然抗氧化防御因子具有重要实践意义。
    花色苷是广泛存在于植物中的天然色素,具有强抗氧化活性。花色苷原型及其降解产物(酚酸类)是抗氧化活性作用发挥的主要形式。研究证明花色苷可作用于神经元和小胶质细胞,促进正常和病理情况下的突触联通。同时可减缓由高脂饮食引发的神经炎症病变。近期研究指出,花色苷直接活间接介导肠道稳态调节发挥活性。团队前期研究发现花色苷通过优化多不饱和脂肪酸比例提高抗氧化防御能力,磷脂脂肪酸组成与细胞膜流动性和功能性密切相关。目前,花色苷膳食干预的抗氧化增强作用与磷脂脂肪酸重塑和肠道菌群调节的关联性尚无研究。
    因此该文章利用血清脂质图谱分析、肠道菌群测序、组织形态观察及短链脂肪酸分布等方法揭示蓝莓花色苷提取物(BAE)对高脂饮食(HFD)小鼠血清脂肪酸组成和结肠菌群容量组成的抗氧化防御能力增强机制和效应。

    BAE减缓高脂饮食诱导的外周和神经氧化应激
    BAE总花色苷含量为502.03±8.19mg/g,总酚含量为825.62±20.08 mg FAE/g。经LC-MS鉴定,锦葵色素-3-半乳糖苷、矮牵牛素-3-(6’’-酰基)-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-(6’’-酰基)-半乳糖苷、芍药色素-3-半乳糖苷等是主要的花色苷组成成分。
    BAE200膳食干预八周后,小鼠肝脏组织和海马组织的抗氧化酶(超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶)活性增加,缓解了由HFD引起的肝细胞氧化损伤和海马神经细胞功能衰退,同时通过促进5-HT神经递质分泌,保护海马体、齿状回和皮层区域神经细胞数量和状态。
    BAE增加血清n-3 PUFA磷脂组成
    利用血清脂质组学分析脂肪酸分布和组成。BAE组不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比例增加,尤其是以n-3多不饱和脂肪酸(n-3PUFA 20:5, 22:5, 22:6)为主碳链的磷脂成分比例显著增加。HFD诱导的氧自由基过量生成攻击PUFA双键,相比之下饱和和单不饱和脂肪酸抗性较强,不利于自由基的清除。
    BAE优化结肠菌群组成和促进短链脂肪酸生成改善肠道内环境
    BAE膳食摄入降低了结肠内环境pH,有利于益生菌(Bifidobacterium,Lactobacillus)和产短链脂肪酸(SCFA)菌群(Roseburia,Faecalibaculum, and Parabacteroides)的生长。BAE100组SCFA中乙酸、丙酸显著增加,BAE200组丁酸生成也显著促进,这与花色苷对丁酸合成菌(Roseburia)的促进作用有关。肠道菌群和特定代谢产物稳态形成有助于结肠粘膜厚度和杯状细胞状态保护。

    Figure 4. BAE promoted short-chain fatty acid production and theprotected colonic function.

    Figure 5. Changes in the gut microbiota profile.
    蓝莓花色苷膳食补充可以减缓由高脂饮食诱发的抗氧化防御能力衰退,尤其是高剂量BAE(200mg/kg体重)效果显著。蓝莓花色苷原型及其降解产物通过对神经递质分泌和抗氧化酶活性的促进作用,以及血清磷脂脂肪酸组成和肠道菌群重塑,增强外周组织和海马组织的总抗氧化防御能力。


    作者简介

    李斌,博士,教授,博士生导师,美国康奈尔大学(访问学者)博士后。现任沈阳农业大学食品学院食品科学学科带头人、科学技术发展研究院副院长、侨联主席、辽宁省健康食品营养与创制重点实验室主任,国家浆果加工技术研发专业中心副主任。国家高层次人才特殊支持计划、国家百千万人才工程国家级人选、有突出贡献中青年专家、辽宁省学术头雁、兴辽英才、省百千万人才工程百人层次。担任《食品科学》、《食品工业科技》等期刊编委,中国食品科学技术学会青年工作委员会委员、中国食品科学技术学会果蔬加工分会理事、中国园艺学会小浆果分会副秘书长。主要从事浆果(花色苷)加工技术与营养功能领域研究,在Critical Reviews in Food Scienceand NutritionJournal of Agricultural and FoodChemistryFood HydrocolloidsFood ChemistryCarbohydrate Polymers、《食品科学》、《中国食品学报》等业内优秀期刊发表论文100多篇,其中SCI收录70多篇,申请和授权发明专利70余件,专利科技成果转让12件,主持地方标准6部。应邀在Springer出版集团和科学出版社合著学术专著2部,参编中文著作4 部。指导在站博士后2人,博士研究生15人,硕士研究生52人。现主持国家自然科学基金面上项目2项,国家科技部重点研发计划子课题1项,以及农业部公益性行业(农业)科技等省部级项目10余项。相关成果获2017年神农中华农业科技奖一等奖,辽宁青年科技奖、2018年辽宁省科技进步一等奖,中国食品科学技术学会科技创新奖一等奖、2019年吉林省科技进步一等奖、2020年荣获辽宁省优秀科技工作者、沈阳市十大科技英才。


    司旭,女,博士,讲师,主要研究方向为食品功能组分相互作用及营养学的评价,食品成分营养代谢和肠道调控功能的表达等。兼任中国果菜杂志青年编委。主持辽宁省教育厅基金1项,中国农业科学院农产品加工研究所重点实验室开放课题1项,校级引进人才科研启动基金1项,辽宁省科技特派团项目1项。参与“特色浆果深加工关键技术创新及产业化应用”项目获2018年辽宁省科技奖一等奖。在国内外核心期刊上发表论文30余篇,其中以第一作者在Journal of Agricultural and FoodChemistryMolecular Nutrition & Food ResearchCarbohydrate PolymersFood & Function、《中国食品学报》等学术杂志发表论文15篇,其中SCI论文11篇,EI论文2篇,中文核心论文2篇;申请和授权专利8件。

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