近日，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作在國際知名期刊《Journal of Functional Foods》(中科院二區(qū)Top期刊，IF:5.223)在線發(fā)表了題為“Potential protective function of green tea polyphenol EGCG against High glucoseinduced cardiac injury and aging”的研究論文，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)與茶文化研究中心主任李明璽副教授和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)劉仲華院士等為論文的通訊作者。
綠茶及其功能成分已被廣泛用于多種膳食補(bǔ)充劑。然而，迄今為止，人們對綠茶中具有保護(hù)心臟損傷和衰老作用的活性成分及其蛋白靶標(biāo)尚不清楚。表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)是綠茶中含量最高和最具有健康效益的活性單體成分，具有抗菌、抗病毒、心血管保護(hù)以及抗腫瘤等多種作用。本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和生物信息學(xué)的方法對綠茶中的活性成分及其相關(guān)靶點(diǎn)進(jìn)行分析和整理，并與糖尿病的相關(guān)靶點(diǎn)取交集，篩選出關(guān)鍵靶點(diǎn)，然后通過分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，全面探討了綠茶中的活性成分EGCG在高糖誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷和衰老中的作用，結(jié)果表明EGCG可抑制HG誘導(dǎo)心肌肥大、氧化應(yīng)激、炎癥和細(xì)胞衰老，進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)，在抑制PPARγ后，EGCG也不能保護(hù)HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞衰老。本研究有助于更好地理解綠茶作為心血管系統(tǒng)保護(hù)性膳食補(bǔ)充劑的潛在應(yīng)用價(jià)值。
為研究綠茶中EGCG對HG誘導(dǎo)的H9C2細(xì)胞損傷的影響，首先檢測了心肌肥大相關(guān)基因的表達(dá)。結(jié)果表明，HG顯著增加肥大基因ANF、BNP和β-MHC的mRNA表達(dá)，經(jīng)EGCG處理后抑制了肥大基因表達(dá)。并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)EGCG還能夠抑制HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞表面積的增加。然后進(jìn)一步檢測了TNF-α、IL-6和IL-1β等炎癥因子表達(dá)的變化，發(fā)現(xiàn)EGCG抑制了HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞中炎癥反應(yīng)。通過檢測培養(yǎng)基中的氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)MDA和SOD，發(fā)現(xiàn)經(jīng)EGCG處理后顯著改善了HG誘導(dǎo)H9C2心肌細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)。DCF-DA染色實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，EGCG抑制了HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞ROS的增加。上述結(jié)果表明，EGCG顯著改善了HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞肥大、炎癥和氧化應(yīng)激。
心肌損傷是糖尿病的主要并發(fā)癥之一，為闡明EGCG調(diào)節(jié)糖尿病心肌病(DCM)的具體分子機(jī)制，我們對從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析中獲得的靶基因進(jìn)行了初步篩選。在HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞損傷模型中給予EGCG，并分別通過RT-qPCR和Western Blot檢測這些關(guān)鍵靶點(diǎn)的表達(dá)。結(jié)果表明在所有靶點(diǎn)中抑制了ESR1和PPARγ的表達(dá)并上調(diào)ERBB2的水平。相反，EGCG處理顯著降低HG誘導(dǎo)的PPARγ mRNA和蛋白表達(dá)。HG和EGCG處理對其他基因的表達(dá)沒有顯著影響。上述結(jié)果表明PPARγ可能參與EGCG對擴(kuò)張型心肌病的調(diào)節(jié)作用。因?yàn)榧?xì)胞衰老是DCM發(fā)展的重要因素，為了闡明EGCG對HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞衰老的影響，分別使用γ-H2AX染色和β-半乳糖苷反應(yīng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來觀察EGCG的作用。HG培養(yǎng)后可顯著增加細(xì)胞核中γ-H2AX的表達(dá)，而EGCG處理可抑制γ-H2AX的水平，表明EGCG可改善HG誘導(dǎo)的細(xì)胞DNA損傷。此外，我們還發(fā)現(xiàn)，HG顯著上調(diào)H9C2心肌細(xì)胞中衰老特異性標(biāo)志物SA-βgal的水平，而EGCG顯著改善了HG誘導(dǎo)的SA-βgal水平的增加。上述結(jié)果表明，EGCG可以抑制HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞衰老。最后選擇了9個(gè)與糖尿病密切相關(guān)的核心靶點(diǎn)進(jìn)行研究，并與綠茶中的9種活性成分之間進(jìn)行了分子對接驗(yàn)證。從分子對接的角度來看，結(jié)合能越小，活性成分與蛋白質(zhì)的結(jié)合就越緊密。當(dāng)結(jié)合能小于-4.25 kcal·mol-1時(shí)，表明有效成分與蛋白質(zhì)具有一定的結(jié)合功能。當(dāng)結(jié)合能小于-5.0 kcal·mol-1時(shí)，表明有效成分與蛋白質(zhì)具有良好的結(jié)合功能。分子對接結(jié)果表明，Catechin和PPARγ、GC和PPARγ、CG和MAPK1、GCG和HSP90AA1具有很好的結(jié)合能力。結(jié)果分別為-5.03 kcal·mol-1、-4.62 kcal·mol-1、-4.35 kcal·mol-1和-4.25 kcal·mol-1。本研究結(jié)果表明PPARγ依賴的的信號通路參與了EGCG對HG所致心肌損傷和衰老的調(diào)控作用。我們的研究結(jié)果有助于更好地了解綠茶作為心血管系統(tǒng)保護(hù)性膳食補(bǔ)充劑的潛在價(jià)值。
來源：食品放大鏡、中農(nóng)促茶產(chǎn)業(yè)分會(huì)、北京茶世界
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