基于Caco-2单分子层细胞模型的花色苷跨膜吸收、转运和首过代谢研究

The project will study the absorption and the transportation of anthocyanins by the Caco-2 monolayer model, and the first-pass metabolism of anthocyanins in Caco-2 cell will also be studied. The conditions will be found to transfer the anthocyanins to flavylium anion isoform for the accurate determination of anthocyanins. The affection of the structure anthocyanins on their absorption and transport will be explored by Caco-2 monolayer model and in situ rat single-pass intestinal perfusion model. Chronic exposure treatment and transporter -specific blocking means are used to find the new specific transporter of anthocyanins. The metabolism of anthocyanins in the Caco-2 during the transport will be determined by HPLC-DAD-ESI-MS. This project is important to clarify the intestinal absorption and transport mechanism and the low bioavailability of anthocyanins, which are rich in the food of people. The results will lay the foundation for improve the bioavailability of anthocyanins in people’s diet. And it will provide good ideas and processing methods to make better use of anthocyanins for people in their daily diet. The reasonably designed diet will improve the health of people.

本课题用Caco-2单分子层模型进行花色苷的吸收、转运和首过代谢研究。建立花色苷黄烊盐化方法，获得准确的花色苷检测和鉴定方法；通过Caco-2体外模型和在体灌肠模型，探索花色苷结构对其吸收和转运影响；通过花青素慢性暴露处理及转运体特异阻断手段寻求花色苷特有的体内主动运输新转运体；利用HPLC-DAD-ESI-MS检测和鉴定花色苷在吸收转运过程中的首过代谢问题。项目的实施对阐明花色苷在小肠的吸收和转运的机制和揭示花色苷低生物利用度现象具有重要意义，为提高人们膳食中的花色苷生物利用度奠定基础，为人们在日常生活中能够更好地利用膳食中的花色苷而合理地设计膳食结构和加工方法提供思路。

花色苷是一大类水溶性植物色素，其中含量最高的是矢车菊素-3-葡萄糖苷，拥有抗氧化、改善肝功能、抗心血管疾病、保护视力等多种生理作用。但是，花色苷生物利用度非常低。本研究首先筛选并优化了花色苷黄烊盐化条件，建立了花色苷检测预处理技术，用柠檬酸作为花色苷黄烊盐化酸，可提高花色苷黄烊盐化程度，同时提高了花色苷酸化后的稳定性，达到提高花色苷检测准确性的目的。探索和优化了W/O/W复乳的制备方法和配方，考察了W/O/W复乳包埋矢车菊素-3-葡萄糖苷（C-3-G）的性能和模拟胃肠消化稳定性，W/O/W复乳对C-3-G载药量为1,500 ppm、包封率为98.08±1.56 %、粒径为688.99 ±30.91 nm，电位为-27.61±0.78mV，4 ℃无光条件下，C-3-G复乳可保存两周。；C-3-G复乳结构在胃部模拟体系中能够保持完整，只释放约10%的C-3-G，而在小肠内复乳结构会被破坏，释放大于53%的C-3-G，表明复乳结构将C-3-G靶向于小肠内释放。研究了花青素苷元结构对花色苷跨膜吸收的影响规律，阐明了糖元在花色苷吸收中的作用，进而阐明了花青素苷元结构对花色苷吸收的影响规律，相对于具有半乳糖糖元的花青素，具有葡萄糖糖元的花青素具有更高的吸收，转运/吸收效率表现为天竺葵素-O-葡萄糖苷>矢车菊素-O-葡萄糖苷>飞燕草素-O-葡萄糖苷，花青素苷元上的羟基和甲氧基会影响花青素的生物利用度，游离羟基结构越少而甲氧基越多则有利于提高花青素的生物利用度。初步探明了促葡萄糖转运体2参与了花色苷的转运吸收。研究显示花色苷在Caco-2单细胞模型吸收过程中存在外排现象，并且不同花色苷外排效果存在差异,矢车菊素-O-葡萄糖苷>天竺葵素-O-葡萄糖苷>飞燕草素-O-葡萄糖苷，表明花色苷的苷元结果对其外排有一定的影响。研究了C-3-G在Caco-2单细胞模型吸收过程中的首过代谢, 结果显示C-3-G在吸收过程中发生降解，在B侧检测到了二氢异糖酸的硫酸盐代谢物，还发现了一种葡萄糖苷酸代谢物和香豆酸代谢物。项目的实施为提高花色苷类营养组分的生物利用度提供了理论基础，并为提高花色苷类物质的稳定性提供了技术支撑。