诺丽果是一种热带水果,拥有丰富的营养成分和较高的药用价值,其发酵产生的原汁(诺丽酵素)亦是广受欢迎的保健饮品,具有降血糖,降血压等功效,海南当地有使用诺丽酵素治疗高血糖的传统。本成果通过体外细胞模型,体内动物实验,探究了诺丽酵素基于Nrf2/ARE通路对HepG2细胞和自发性T2DM db/db小鼠的胰岛素抵抗及血糖稳态的调控作用,整体动物实验明确有效;并通过现代色谱分离技术,从诺丽酵素的有效部位中分离纯化活性成分,并阐明活性成分改善胰岛素抵抗的分子机制。成果申报专利5件,其中授权3件,在国内外主流刊物发表SCI研究论文4篇。
实验结果显示,诺丽酵素显著促进了胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖摄取和消耗,改善了细胞内、外的葡萄糖失衡和胰岛素抵抗,并通过调节抗氧化防御系统缓解了细胞的氧化应激状态;机制研究发现,诺丽酵素可显著上调Nrf2/ARE信号通路中关键蛋白和基因的表达。
在动物实验中,诺丽酵素显著改善了db/db小鼠的血糖稳态、葡萄糖耐量和胰岛素耐量,促进了胰岛素的分泌,缓解了氧化应激状态;并逆转了T2DM对肝脏的组织病理性伤害,修复了肝细胞的形态结构异常;同时诺丽酵素也显著促进了db/db小鼠肝组织中Nrf2/ARE通路相关蛋白和基因的表达。
此外,研究还初步明确了乙酸乙酯部位和水部位为诺丽酵素发挥功效的活性部位,通过现代色谱分离技术,从诺丽酵素有效部位中分离纯化了96个单体化合物,包含倍半萜类,环烯醚萜苷类,生物碱类,香豆素苷类,黄酮苷类等结构类型。降血糖研究表明,11个化合物具有降血糖作用,其中化合(6R,7E)-9-hydroxy-4,7-megastigmadien-3-one(1)blumenol A ;(2)(结构见下图)能显著改善胰岛素抵抗活性,化合物1和2均显著促进了胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖摄取和消耗,改善了细胞的胰岛素抵抗及氧化应激状态,且上调了Nrf2/ARE通路相关蛋白和基因的表达;并通过分子对接实验,进一步证实了化合物1和2通过激活Nrf2/ARE通路改善了HepG2细胞的胰岛素抵抗。