年1月,中国农业科学院油料作物研究所油料品质化学与营养创新团队利用基于质谱的脂质组学技术,揭示了日粮中添加芥子酸(SA)或者亚麻木酚素(SDG)对高脂喂养小鼠(ApoE-/-)血清脂质组的影响,筛选出潜的28种脂质可以作为深入了解SDG和SA抗炎作用及机制的关键评价因素。相关研究成果发表在国际知名期刊《JournalofAgriculturalandFoodChemistry》(IF:4.)上。

●研究背景●

越来越多的证据表明,某些饮食元素在维持健康,甚至逆转慢性疾病的进展中起着重要作用,而抗炎作用是其重要的潜在机制。芥子酸(SA),也称为4-羟基-3,5-二甲氧基肉桂酸,广泛分布于植物界,并存在于多种食品中,例如香料,水果,蔬菜,谷物和油料作物。在油菜籽中,主要的酚类化合物是SA及其衍生物,占总量的95-99%。木酚素是一种多酚类物质,广泛存在于具有生物活性的植物性食品中。在自然界中,木酚素的最丰富的饮食来源之一是亚麻籽(Linumusitatissimum),其木酚素(SDG)的含量是其他油料种子,谷物,豆类,水果和蔬菜的倍。研究表明,SA和SDG均具有抗炎的功效。然而,在这些研究中,SDG或SA对肥胖、高血糖、高血压甚至心血管疾病的抗炎作用通常需要通过生化指标检测、基因表达分析和临床评估来验证。目前,还未发现相关研究从脂质组学角度系统揭示SDG和SA抗炎作用的潜在机制。

此外,脂质代谢或脂质结构的异常状态可引起炎症介质的异常产生和分泌,从而引起炎症。而炎症介质可加重脂质氧化和结构改变,再次诱导炎症介质的产生。因此,脂类与炎症或抗炎作用密切相关。

●研究内容●

中国农业科学院油料作物研究所油料品质化学与营养创新团队利用前期研究建立的鸟枪法脂质组与液相色谱-电喷雾三重四极杆离子阱质谱联用的高效集成脂质组学分析方法平台,从分子水平系统揭示了SDG和SA抗炎作用的潜在机制。对正常组(C),高脂组(HF),SA干预高脂组(HF-S)和SDG干预高脂组(HF-L)小鼠血清脂质的存在形态及其在富集过程中的变化进行了剖析,并进行了统计学研究和通路分析。经过PLSDA分析,发现HF-L较HF-S更为接近正常组,说明SDG在抗炎效果上可能优于SA。进一步的通路分析结果表明,SA和SDG干预之后,其主要的通路由ω-6的花生四烯酸通路转变为ω-3的亚油酸通路,再一次验证了SA和SDG的抗炎作用,且SDG干预之后的ω-3亚油酸通路的影响较SA干预后的更大,这与PLSDA分析的结果一致。进一步的各类脂质分析结果表明,SA或SDG的摄入可以显著降低游离脂肪酸(FFA)以及甘油三酯(TAG)的水平,可以显著降低磷脂酰胆碱(PC)及溶血磷脂胆碱(LPC)的水平,并且显著降低前列腺素(PG)D2,E2等具有促炎作用氧脂素(Oxylipin)以及显著提高PGD3,PGE3,环氧廿碳三烯酸(EET)等具有抗炎作用氧脂素的水平。最后筛选出来自FFA,TAG,磷脂(PL)以及Oxylipin的28种潜在脂质可以作为了解SDG和SA抗炎作用及机制的关键评价因素。此外,SDG干预之后,花生四烯酸(AA)与PC(16:0-20:4)的水平同时升高,这可能是由于PC/LPC比例的升高造成的。

通过小鼠血清脂质组学、通路分析和统计学分析,证实SA和SDG确实具有抗炎作用。从统计学和通路分析结果来看,SDG的抗炎作用可能优于SA。本文首次从脂质组学角度系统揭示SDG和SA抗炎作用的潜在机制。这些结果表明,脂质稳态调节可能是SDG和SA抗炎作用机制的关键因素。

图1:通路分析揭示SA或者SDG对小鼠血清脂质影响:A)CvsHF,B)HF-SvsHF,C)HF-LvsHF

图2:不同膳食喂养小鼠血清脂质代谢调节

中国农业科学院油料作物研究所魏芳研究员和陈洪研究员为论文的通讯作者,博士生吴宗远为论文第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金(31576),湖北省技术创新项目(AHB),武汉市科技计划项目(),中国农业科学院创新工程(CAAS-ASTIP--OCRI),中国农业科学院“青年英才计划”培育工程计划等项目的资助。

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