从姜多酚中鉴定出特异性激活瞬时受体电位香草酸1（TRPV1）的化合物，并分析其在改善骨骼肌胰岛素抵抗中的作用机制

卢璐|王一凡|刘瑞|方北城|赵敏杰|冯凤琴|王静

浙江大学生物系统工程与食品科学学院，中国杭州310058

摘要：

骨骼肌中的胰岛素抵抗（IR）是2型糖尿病的核心缺陷，而瞬时受体电位香草酸1（TRPV1）通道已成为一个有前景的治疗靶点。本研究在姜多酚中寻找TRPV1特异性激动剂，并探讨了它们的抗IR机制。通过分子对接结合量子化学计算，确定了6-姜酚（6G）、6-姜辣素（6S）、10-姜辣素（10S）和6-帕拉多尔（6P）是最有效的候选物质。在棕榈酸诱导的胰岛素抵抗C2C12肌管中，这些化合物，尤其是6G，显著增强了葡萄糖摄取，恢复了线粒体形态和膜电位，并增加了细胞内Ca²⁺水平。RT-qPCR和免疫荧光分析显示TRPV1和GLUT4的表达上调，Ca²⁺处理能力得到改善，以及线粒体Ca²⁺转运和生物发生基因的激活。值得注意的是，TRPV1拮抗剂capsazepine大大减弱了这些转录和功能效应，证实了其主要依赖于TRPV1的机制。结构-活性分析突出了三个活性决定因素：一个酚羟基、一个最佳的C6-C10烷基链和一个α,β-不饱和酮。这些发现表明姜多酚通过TRPV1-Ca²⁺信号通路改善了IR，并支持将其开发为管理2型糖尿病的功能成分。

章节片段

引言

2型糖尿病（T2DM）的全球患病率已达到令人担忧的水平。国际糖尿病联合会（IDF）估计，2024年有超过5.89亿成年人患有T2DM，预计到2050年这一数字将超过8.53亿（IDF，2025年）。T2DM的特点是胰岛素抵抗（IR）、胰腺β细胞功能障碍和慢性高血糖，这些因素共同导致了微血管（如肾病和视网膜病变）和大血管（如

材料和化学品

小鼠C2C12肌母细胞购自美仑生物公司。高葡萄糖Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）和胎牛血清（FBS）购自美国Gibco公司。6-姜酚（6G，HPLC ≥ 98%）、6-姜辣素（6S，HPLC ≥ 98%）、8-姜辣素（8S，HPLC ≥ 98%）、10-姜辣素（10S，HPLC ≥ 98%）、6-帕拉多尔（6P，HPLC ≥ 95%）和姜酮（Z，HPLC ≥ 98%）购自成都德斯特公司。含或不含葡萄糖的DMEM，以及双抗生素方案

姜多酚的分子对接分析

分子对接是预测配体-受体结合模式的关键技术，核心指标包括结合能（ΔG，负值越大表示亲和力越强；通常，<-5 kcal/mol的值被认为是有效的结合）（Kenny，2019）。为了评估姜多酚与TRPV1受体的相互作用，我们首先确定了它们与TRPV1的最小结合能（表1，图1A）。在测试的化合物中——6G、8-姜酚（8G）、

讨论

TRPV1是一种非选择性的阳离子通道，主要以其在中枢神经元的中的作用而闻名。然而，最近的研究揭示了TRPV1在葡萄糖代谢中的关键非感觉作用，使其成为糖尿病等代谢性疾病的新治疗靶点（Shen等人，2024）。与在中枢神经元中的作用不同，TRPV1通过Ca²⁺依赖的信号级联调节葡萄糖稳态：通道激活触发Ca²⁺内流，从而驱动GLUT4在骨骼肌中的转运

结论

通过结合分子对接和量子化学计算的综合性计算方法，我们的研究确定了6G、6S、8S、10S和6P是潜在的TRPV1激动剂。这些化合物对具有IR的C2C12肌管表现出显著的降糖效果，其中6G的活性最强。从机制上看，它们激活了TRPV1–Ca²⁺信号通路，表现为TRPV1表达增加和免疫荧光增强，细胞内Ca

CRediT作者贡献声明

王静：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，监督，项目管理，研究，概念化。王一凡：撰写 – 审稿与编辑，方法学，研究，正式分析，数据管理，概念化。刘瑞：监督，研究。卢璐：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法学，研究，正式分析，概念化。方北城：研究，数据管理。赵敏杰：

Fajrin等人，2020年。

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

数据可用性

数据将根据请求提供。

资金来源

该工作得到了中国国家自然科学基金（项目编号32372315）、中国博士后科学基金（项目编号2024M761530）和中国国家重点研发计划（项目编号2023YFF1104003）的资助。

利益冲突声明

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