柿树叶多酚提取物作为一种新型的抗糖化活性物质可食用来源:生物利用度与构效关系研究

时间:2026年1月19日
来源:Food Research International

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枇杷叶提取物通过捕捉二羰基化合物和抑制AGEs形成展现抗糖化活性,其中间步骤抑制率61-70%,终步骤达93%。通过RP-HPLC-DAD-ESI-MS/MS鉴定出13种酚类成分(以槲皮素-3-O-葡萄糖苷为主),分子对接显示静电相互作用是主要作用机制。体外模拟消化显示生物可及性指数<40%,肠段仅2种成分有5%生物可及性,但Caco-2渗透检测未发现代谢物。研究证实其抗衰老潜力,但需载体改善生物利用度。

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朱莉娅·莫雷托(Giulia Moretto)| 拉斐拉·科伦坡(Raffaella Colombo)| 萨拉·佩尔泰格拉(Sara Perteghella)| 斯特凡诺·内格里(Stefano Negri)| 海拉斯·切纳(Hellas Cena)| 弗朗切斯卡·亚历山德拉·安布罗西奥(Francesca Alessandra Ambrosio)| 斯特凡诺·阿尔卡罗(Stefano Alcaro)| 乔苏埃·科斯塔(Giosuè Costa)| 阿黛尔·帕佩蒂(Adele Papetti)
帕维亚大学药物科学系,意大利帕维亚27100

摘要

Diospyros kaki Thunb. 是一种属于意大利生物多样性的植物,其叶子被列入了Belfrit名录;因此,它们可以作为食品补充成分的来源。D. kaki的多酚提取物首次被研究其作为抗糖基化/抗衰老剂的能力,使用了不同的体外模型系统来模拟糖基化反应的各个步骤。该提取物能够完全捕获二羰基化合物,如乙二醛和甲基乙二醛,并且在糖基化的中间阶段对类精氨酸和类vesperlysine的晚期糖基化终产物(AGEs)具有良好的抑制作用(分别约为61–70%和70%);而在糖基化的最终阶段,其对类vesperlysine的AGEs的抑制作用非常高(超过93%)。通过RP-HPLC-DAD-ESI-MS/MS技术鉴定了提取物中的十三种化合物,并通过分子建模研究了它们与AGEs受体(RAGE)的相互作用。所有化合物(主要是山柰酚-3-O-葡萄糖苷)都能与RAGE的V结构域结合,静电作用是主要的结合驱动力。考虑到将这种提取物作为食品成分的潜力,通过体外Infogest消化协议结合Caco-2细胞检测方法研究了其生物可利用性和渗透性。选择了七种山柰酚和槲皮素衍生物作为标志化合物,并测量了它们的生物可利用性指数(BI),结果表明口服后BI从未超过40%,只有山柰酚-3-O-半乳糖苷和山柰酚-3-O-葡萄糖苷在肠道水平上的BI值为5%,但在Caco-2细胞渗透样品中未检测到代谢物。总之,这些结果很有前景;然而,显然需要合适的载体来稳定提取物并提高多酚的生物可利用性。

引言

Diospyros kakiD. kaki)Thunb.,通常被称为柿子,是一种属于柿树科的乔木植物,原产于东亚,现在广泛分布于欧洲,尤其是在地中海地区(西班牙的瓦伦西亚和安达卢西亚,以及意大利的坎帕尼亚、艾米利亚-罗马涅、威尼托和西西里等地)(Ferrara, 2021;Palou et al., 2015)。近年来,人们对这种植物的兴趣日益增加,不仅因为其可食用的柿子果实富含糖分和维生素(C和E),还因为其中含有多种健康的生物活性化合物,如黄酮类、酚酸、三萜类、缩合单宁和类胡萝卜素(β-胡萝卜素、番茄红素和叶黄素)(Ann et al., 2025;Ferrara, 2021)。历史上,柿子叶也被用于传统中医中治疗高血压、出血和咳嗽(Hong et al., 2024)。如今,在日本、韩国和中国,柿子叶常被作为膳食补充剂(天然浸剂)食用,或被添加到各种护理和化妆品产品中,或在临床上作为药物使用(Naoxinqing,用于治疗脑缺血/再灌注损伤)(Hong et al., 2024)。在欧洲,柿子叶(以及果实和种子)被列入了Belfrit名录(该名录由比利时、法国和意大利当局制定,用于制定允许用于食品制备的植物部分清单),成为食品补充剂公司的新兴资源。事实上,柿子叶富含多种生物活性化合物:黄酮类、三萜类、酚酸、苯丙素类、甾体、生物碱和挥发性化合物,这些化合物具有抗氧化特性,并且在治疗或预防代谢性疾病、心血管疾病和与衰老相关的疾病方面具有潜在效果(Sarker et al., 2023;Xie et al., 2015)。此外,柿子叶还富含营养物质,如脂肪酸和多糖(主要是纤维素)(Hong et al., 2024)。因此,由于其丰富性和健康化合物的含量,D. kaki叶子成为促进人类健康和福祉的潜在资源。近年来,随着人们对天然植物提取物作为食品补充成分益处的兴趣增加,其使用显著增长,特别是在降低慢性退行性疾病风险方面。多项研究强调了植物及其次生代谢物在预防和管理与衰老相关的疾病(如糖尿病、动脉粥样硬化、神经退行性疾病和慢性炎症)中的关键作用(Anwar et al., 2021;Reddy et al., 2022)。与这些疾病相关的主要风险因素之一是体内晚期糖基化终产物(AGEs)的积累,这些产物是通过还原糖和蛋白质之间的非酶促反应形成的,其形成过程受到高血糖和氧化应激的促进(Shen et al., 2020)。据文献报道,次生代谢物可以在预防糖基化过程中发挥关键作用,它们可以通过多种机制减少AGEs的形成及相关氧化应激和炎症,例如清除自由基、螯合金属、捕获二羰基化合物、保护蛋白质的糖基化位点或阻断AGEs受体(RAGE)(Khan et al., 2020)。因此,这些天然植物代谢物可以为合成抗糖基化剂提供替代方案,后者往往受到不良副作用的限制(Song et al., 2021;Velichkova et al., 2021)。因此,识别新的含有AGEs抑制剂的植物物种作为可食用提取物的来源为开发新的食品成分带来了希望。然而,体外观察到的生物活性可能无法完全反映体内的效果,因为人体消化是一个复杂且动态的过程,在此过程中次生代谢物可能会经历多种化学和结构变化,影响其稳定性和吸收。事实上,酚类化合物的健康促进效果在很大程度上取决于它们在消化道和全身循环中的生物可利用性和生物有效性(Shahidi & Peng, 2018)。因此,评估生物可利用性(定义为从食物基质中释放到胃肠道中并可供肠道吸收的化合物比例)对于充分研究生物活性分子的效力是必要的(Rasera et al., 2023)。
因此,本研究的目的是评估D. kaki叶提取物在糖基化反应的初始、中间和最终阶段抑制AGEs形成的能力。使用了几种体外试验来评估提取物的抗糖基化特性(Maietta et al., 2017, Maietta et al., 2018; Ferron et al., 2020)。此外,通过反相高效液相色谱法结合二极管阵列检测器串联质谱(RP-HPLC-DAD-ESI-MS/MS)对提取物的植物化学成分进行了表征,并通过体外模拟静态消化过程(Consensus Infogest协议)结合Caco-2细胞检测方法进行了初步的生物可利用性和生物有效性研究(Minekus et al., 2014; Brodkorb et al., 2019)。还研究了具有抗糖基化特性的可生物利用部分。最后,进行了分子建模分析,以深入研究鉴定出的多酚(配体)与RAGE的结合模式。这种多方法学途径可以为未来开发新的稳定且生物可利用的食品成分提供有希望的起点,用于预防或共同治疗慢性退行性疾病。

植物材料

D. kaki(柿树科)被选为国家生物多样性未来中心(NBFC)研究项目的研究对象。新鲜材料(叶子)于10月在意大利帕多瓦的植物园从一株D. kaki Thunb.的地上部分采集。这棵树处于生殖期(果实成熟),仅采集了完全展开的成熟叶子,且无衰老或病害迹象,每个重复实验取三次样(每次50片叶子)

RP-HPLC-DAD-ESI-MS/MS方法的验证

为分析D. kaki提取物中的酚类化合物而开发的RP-HPLC-DAD-ESI-MS/MS方法已根据ICH指南(ICH guideline Q2(R2)成功进行了验证。验证过程包括线性、LOD和LOQ的评估,以及日内和日间精度和准确性的评估。该方法在0.05–5 μg mL−1和0.25–2.5 μg mL−1的测试浓度范围内具有非常好的线性,K3G和Q3G的R2分别为0.9997和0.9988。

结论

在这项研究中,我们评估了D. kaki叶提取物在糖基化反应不同阶段的抗糖基化特性,并进行了体外生物可利用性和吸附研究。总体而言,该提取物在糖基化的中间和最终阶段表现出良好的抗糖基化活性,减少了AGEs的形成,并显示出对MGO和GO的强捕获能力,这两种物质是蛋白质糖基化的重要促进因子。

CRediT作者贡献声明

朱莉娅·莫雷托(Giulia Moretto):撰写初稿、验证、方法学设计、研究实施、数据分析、概念构建。拉斐拉·科伦坡(Raffaella Colombo):数据可视化、验证、方法学设计。萨拉·佩尔泰格拉(Sara Perteghella):验证、方法学设计、研究实施、数据分析。斯特凡诺·内格里(Stefano Negri):撰写初稿、资源提供。海拉斯·切纳(Hellas Cena):资金筹集。弗朗切斯卡·亚历山德拉·安布罗西奥(Francesca Alessandra Ambrosio):撰写初稿、验证、方法学设计、研究实施、数据分析。

未引用参考文献

国际协调委员会(ICH),2022

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

该项目由国家恢复与韧性计划(NRRP)资助,属于第4任务、第2组成部分、投资1.4——2021年12月16日的招标编号3138,经2021年12月18日的第3175号法令修订,由意大利大学和研究部资助,欧盟NextGenerationEU提供支持。项目代码CN_00000033,特许令编号1034,由意大利大学和研究部于2022年6月17日通过,CUP F13C22000720007。项目名称“国家生物多样性”

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