羊栖菜植物甾醇降血脂功能性成分及其作用机制研究

It is estimated that dyslipidemia affects at least 200 million individuals in China, with hypercholesterolemia as the main risk factor of cardiovascular disease (CVD). Phytosterols, or plant sterols, are known to reduce plasma cholesterol levels without causing any serious side-effects. In the last decades, phytosterols such as β-sitosterol have been added to various foods items to obtain functional foods with remarkable hypocholesterolemic activity. It should be pointed that phytosterols applied in dietary supplements are from terrestrial plant. Very limited research is done on phytosterols from marine algae in spite of their rich contents..Liver X receptors (LXR) are nuclear receptors that play a crucial role in regulating the expression of genes involved in lipid metabolism, especially in cholesterol metabolism. It has been proved that agonistic agents targeted LXR can offer benefits in the treatment of atherosclerosis. In our previous works, a screening method for LXR agonists was established using Dual Luciferase Report Gene Assay System (DLR). Phytosterols extracts from marine algae food Sargassum fusiforme (PESF) showed potent LXR agonistic activity, and its cholesterol-lowering effect was further confirmed in vivo. In addition, 24(S)-saringosterol isolated from PESF exhibited strong selective agonistic activity on LXRβ in DLR assay for the first time. .The aims of this project are (1) to clarify the functional components on PESF, using bioassay-guided fractionation with a combination of multi-chromatographic methods, as well as spectroscopic analysis for the separation and structure determination; (2) to reveal the cholesterol-lowering mechanism based on LXR, using cell biology and molecular biology methods together with animal experiments; (3) to clarify the gastric and intestinal biotransformation of phytosterols in rat, using modle HPLC-MSn methods. The results could provide not only useful guidance for daily dietary but also a scientific basis for the development of marine phytosterols functional foods.

心血管病已成为我国重要公共卫生问题，高胆固醇血症是其主要危险因素。植物甾醇是安全有效的降血脂植物化学物，以β-谷甾醇为代表的陆地植物甾醇作为食品添加剂已广泛用于功能食品，市场价值很高。海藻中的植物甾醇含量丰富，但相关研究尚无报道。肝X受体 (LXR)是机体胆固醇代谢的关键感受器，是降血脂研究的重要靶点。课题组采用双荧光素酶报告基因分析技术，筛选发现羊栖菜植物甾醇可激活LXR，动物实验显示其具有良好的降血脂活性。本课题旨在前期首次发现24(S)-马尾藻甾醇有强选择性激活LXRβ作用的基础上，运用色谱和波谱技术研究羊栖菜植物甾醇功能性成分的组成与结构，采用细胞分子生物学手段和动物实验研究对LXR的激活作用及对关键靶基因的调控，结合胃肠代谢转化研究，阐明羊栖菜植物甾醇的降血脂作用机制。通过本课题的实施，为利用日常膳食干预血脂水平提供科学指导，为海洋植物甾醇功能食品的研发提供科学依据。

心血管病已成为我国重要公共卫生问题，高胆固醇血症是其主要危险因素。以β-谷甾醇为代表的陆地植物甾醇已广泛用于功能食品，市场价值很高。海藻中的植物甾醇含量丰富，但尚无相关研究。本课题以机体胆固醇代谢的关键感受器肝X受体为靶点，系统研究药食兼用海藻羊栖菜中的植物甾醇功能成分及其作用机制。.采用GC-MS法绘制羊栖菜植物甾醇轮廓谱，发现有17个甾醇类化合物；运用色谱和波谱技术，分到并鉴定了10个甾醇单体，占总甾醇含量的98%。首次发现4个甾醇能显著激活LXR，其中24(S)-马尾藻甾醇是罕见的天然强LXRβ选择性激动剂；利用分子模拟对接实验，揭示了该化合物与LXRβ受体结合的氨基酸位点。首次比较并揭示了海洋、陆地来源植物甾醇的化学与降血脂作用特点。首次建立了可用于定性定量分析羊栖菜甾醇的1H-NMR法、GC-MS法和分光光度法，对我国沿海数种药食兼用马尾藻的功能性甾醇含量、组成成分进行了分析，获得了海藻功能甾醇资源物种基础数据；优化获得总甾醇制备方法，得到纯度近70%的羊栖菜总甾醇。同时，采用半合成法制备了克级的马尾藻甾醇化合物，为降胆固醇活性研究提供了足量供试品。.羊栖菜植物甾醇能够显著降低高胆固醇血症大鼠的TC、LDL-C水平，显著升高HDL-C水平，具有明显的降血脂作用；羊栖菜植物甾醇不会引起脂肪肝和高甘油三酯症等LXR激动剂常见副作用，安全有效。主要机制一、显著上调多种细胞中LXR下游靶基因ABCA1、ABCG1的表达，通过促进胆固醇逆转运而发挥降胆固醇作用。主要机制二、与胆固醇竞争结合胆盐，从而降低肠道内胆固醇微胶束化程度，进而抑制胆固醇吸收而发挥降胆固醇作用。胃肠代谢研究表明，羊栖菜植物甾醇在体外模拟消化道环境中含量稳定，不发生代谢；两者在大鼠肠道各段内容物的分布符合一般生理清除曲线。在研究羊栖菜脂类成分相互作用过程中，发现了新的甘油糖酯类PPARα/γ双激动剂，可用于防治代谢综合征相关疾病。.以上成果为利用日常膳食干预血脂水平提供科学指导，为研发海洋植物甾醇功能食品奠定扎实的基础。