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华中农业大学食品科学技术学院李春美教授于9月21日在食品领域国际顶级期刊Critical review in food science and nutrition(2019 IF:7.862)在线发表了题为:“Lipid rafts as potential mechanistic targets underlying the pleiotropic actions of polyphenols”综述文章。该文从脂质筏与多酚相互作用的独特视角指出细胞膜脂质筏可能是膳食多酚发挥多种生物活性的潜在分子靶标,并阐述了多酚通过影响脂质筏进而发挥多重生物活性的分子机制以及多酚与脂质筏相互作用的研究方法。第一作者为华中农业大学博士研究生王瑞丰,通信作者为李春美教授。
Introduction
膳食多酚因其种类繁多,来源广泛(如图1),并且无显著副作用,受到国内外众多食品及营养学家的研究与关注。近年来,许多慢性疾病,如代谢综合征,心血管疾病,糖尿病,癌症,肥胖等,正在严重危害人类的身心健康。现有研究表明饮食多酚与许多慢性疾病的发生成显著负相关,但是多酚发挥多重生物活性的分子机制仍不清楚。
脂质筏(富含胆固醇,鞘脂,及信号蛋白)作为细胞膜上有序的微区域,在细胞内外信号传递中扮演着重要角色。华中农业大学李春美教授课题组在前期研究基础上,综合现有的研究发现与证据,提出了脂质筏可能作为多酚发挥多重生物活性的分子靶标,这为揭示膳食多酚的多重生物活性及阐述其分子机制和构效关系提供了新思路。
Main contents
研究发现脂质筏结构的完整性是许多细胞发挥生物活性的必要条件,多酚通过破坏脂质筏结构完整性可发挥抗癌,抗心血管疾病,抗炎,抗过敏,抗肥胖,降血糖等生物活性。由于多酚的结构复杂,母核多样,现有的证据表明多酚破坏脂质筏结构主要由以下两种方式:一、多酚破坏脂质结构筏域的大小,例如以EGCG为代表的多酚会结合到细胞膜脂质筏上,破坏了结肠癌细胞脂质筏域的大小,进而影响癌细胞的生长发挥抗癌活性;二、多酚使得脂质筏有序域簇集,例如以白藜芦醇为代表的多酚显著增加脂质筏结构域的有序性,降低了细胞膜脂质筏的流动性,增加了死亡受体在脂质筏上的积累,聚集,进而增加了癌细胞的凋亡。尽管多酚对脂质筏结构的不同影响可以部分解释不同结构多酚生物活性差异的原因,但仍有待采用多种技术进一步深入探究和证实。
研究表明许多信号蛋白,包括67LR,epidermal growth factor receptor (EGFR), cellular mesenchymal to epithelial transition factor (c-Met), high-affinity IgE receptor (FcƐRI), insulin receptor (IR), and IGF-1R,主要定位在脂质筏上(如图1-2),并且这些信号蛋白调节的信号通路依赖于脂质筏结构的完整性。前人的研究及我们组研究发现膳食多酚通过结合胆固醇可破坏脂质筏的结构进而干扰脂质筏介导的信号通路,如67LR在许多癌细胞中过表达,多酚不仅可以破坏脂质筏结构的完整性,还可以直接结合到67LR上,激活癌细胞凋亡的信号从而发挥抗癌活性(如图1),此外多酚还可以影响67LR受体介导的信号通路发挥抗炎,抗过敏,心肌保护等生物活性(如图2)。
胰岛素受体(IR)或者胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)定位在细胞膜脂质筏上,调节前脂肪细胞分化成为脂肪细胞,我们的前期研究发现,柿单宁及其降解产物(原花青素二聚体)可破坏脂质筏的结构进而抑制胰岛素受体介导的成脂分化通路(如图2),发挥抗肥胖活性。此外,胰岛素受体也介导葡萄糖摄取信号通路,其中Glucose transporter type 4 (GLUT4)可将胞外葡萄糖运输到胞浆内。研究表明多酚可激活胰岛素受体介导的信号流,增加GLUT4迁移到细胞膜脂质筏,进而发挥降糖活性(如图3)。
第一作者简介
王瑞丰,男,华中农业大学食品科学技术学院2019级博士研究生,研究方向为植物多酚调节脂质代谢的构效关系及分子机制。累计在国内外学术期刊共参与发表论文5 篇,其中发表在TOP期刊3 篇。参与国家重点研发计划子课题、中央高校基本科研专项资金等多项科研项目。
该文章《Lipid rafts as potential mechanistic targets underlying the pleiotropic actions of polyphenols》于《Critical Reviews in Food Science and Nutrition》2020年09月在线出版。点击此处即可查看摘要原文。