联合用药-2区if7.376:槲皮素和EGCG通过miRNA介导IRS-1/Akt/FOXO1协同改善胰岛抵抗

【写在前面】：本期推荐的是由山东农业大学食品科学与工程学院-山东高等教育研究院食品加工技术与质量控制重点实验室联合新西兰奥克兰大学等研究团队3月将发表于Free Radical Biology and Medicine(IF7.376）的一篇文章，揭示通过结合槲皮素和EGCG，并参与miR-27a-3p和miR-96-5p，介导IRS-1/Akt/FOXO1通路协同缓解胰岛素抵抗。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Enhanced alleviation of insulin resistance via the IRS-1/Akt/FOXO1 pathway by combining quercetin and EGCG and involving miR-27a-3p and miR-96–5p

槲皮素和EGCG具有抗糖尿病和抗肥胖活性，但它们在抗糖尿病/抗肥胖作用中的交互作用及其机制尚不清楚。本研究旨在填补这些知识方面的空白（背景）。槲皮素、EGCG或它们的联合使用可减轻高脂高脂高果糖饮食(HFFD)喂养的C57BL/6小鼠和棕榈酸(PA)处理的HepG2小鼠的胰岛素抵抗并降低肝糖异生。在小鼠中，补充槲皮素 (0.05% w/w)、EGCG (0.05% w/w)和它们的联合使用(槲皮素0.05% + EGCG 0.05% w/w)可减少体重增加和空腹血糖，并改善血清生化参数。与单独使用槲皮素/EGCG相比，槲皮素-EGCG组合通过IRS-1/Akt/FOXO1介导的下游PEPCK和G-6-pase的下调，在更大程度上降低了糖异生。 在HepG2细胞中，槲皮素(5μM)-EGCG(5μM)共处理对PA诱导的葡萄糖和糖原含量、己糖激酶和g-6-EGCG活性变化的抑制作用强于单独使用槲皮素/EGCG(每10μM) 。 槲皮素-EGCG共处理通过靶向FOXO1和抑制糖异生酶的转录来减少葡萄糖的产生。MiR-27a-3p和miR-96-5p直接调控FOXO1的表达和功能，而miR-27a-3p和miR-96-5p的共同抑制极大地削弱了槲皮素-EGCG联合作用的保护作用 （方法与结果）。这是第一个关于miR-27a-3p和miR-96-5p通过抑制FOXO1表达对pa诱导的胰岛素抵抗的协同保护作用的报道（结论）。

图文摘要

【前言】

西方饮食作为一种现代饮食模式被称为高脂肪和高果糖饮食(HFFD)，与饮食相关的并发症有关，包括超重、肥胖、2型糖尿病(T2DM)和其他代谢综合征(MetSs)。这些代谢综合征以胰岛素抵抗为特征。高脂饮食可独立或同时促进高血糖、血脂异常和胰岛素抵抗。据报道，HFFD可损害动物的肝葡萄糖摄取，触发胰岛素抵抗并诱导代谢紊乱。胰岛素抵抗是指低于正常的反应激素胰岛素在给定的浓度，反映了胰岛素不能适当刺激葡萄糖进入相关器官的细胞。

槲皮素和 表没食子儿茶素没食子酸酯 EGCG天然存在于水果、蔬菜和绿茶中，可能显示出显著的抗氧化、抗癌、抗肥胖和抗糖尿病活性。槲皮素减轻50mg/kg体重大鼠的炎症过程并作为抗糖尿病的辅助剂。槲皮素也被报道可以改善T2DM小鼠的高血糖和氧化应激。EGCG通过PI3K/AKT/GLUT4信号通路增强L6骨骼肌细胞中的葡萄糖摄取。EGCG通过减轻HepG2细胞的炎症和脂肪毒性来改善胰岛素抵抗。最近，我们的研究团队发现槲皮素和儿茶素可以表现出协同的抗炎和抗氧化作用。槲皮素和獐牙菜苦苷通过协同作用改善链脲佐菌素诱导的T2DM大鼠的高血糖、高脂血症和氧化应激，在T2DM中发挥良好的降血糖活性。联合使用治疗药物（如那些酚类化合物）的优点包括所需的相对较低的剂量、增强的最终生理效应和可调节的协同作用。

本研究首次在HFFD诱导的肥胖小鼠中检测了槲皮素和EGCG联合使用对肥胖小鼠肝脏胰岛素抵抗的保护作用。然后，在HepG2细胞中研究棕榈酸(PA)在HepG2细胞中诱导胰岛素抵抗的可能机制。这些发现有助于理解miRNAs在饮食治疗的胰岛素抵抗保护作用中的作用。

【结果部分】

1.EGCG(E)、槲皮素(Q)及其联合作用对高脂高果糖饮食(HFFD)喂养的小鼠表型参数、肝纤维化和脂质积累的影响。

2.EGCG(E)、槲皮素(Q)及其联合作用对HFFD喂养小鼠血脂浓度和脂质代谢相关基因的影响。

3.EGCG(E)、槲皮素(Q)及其联合作用对HFFD喂养小鼠胰岛素信号通路的影响。

4.在棕榈酸(PA)诱导的HepG2IR模型中，EGCG(E)、槲皮素(Q)及其组合对细胞活力、葡萄糖含量和葡萄糖摄取的影响。

5.棕榈酸诱导的HepG2IR模型中，EGCG(E)、槲皮素(Q)及其联合对核FoxO1、PEPCK、G-6-pasemRNA表达和蛋白水平的影响。

6.FOXO1对棕榈酸(PA)诱导HepG2细胞中(A)葡萄糖含量、(C)G-6-蛋白pase和(D)PEPCKmrna表达的影响。

7.FOXO1作为miR-27a-3p和miR-96-5p的靶点。

8.miR-27a-3p和miR-96-5p在棕榈酸(PA)诱导的HepG2细胞中的协同作用。

9.miR-27a-3p和miR-96-5p对FOXO1抑制相关的(A)葡萄糖含量和(B)葡萄糖摄取变化的影响。

【结论与讨论】

与单独使用槲皮素或单独使用EGCG治疗相比，槲皮素-EGCG联合治疗能够在HFFD诱导的胰岛素抵抗小鼠模型和pa诱导的HepG2细胞模型中更有效地改善胰岛素抵抗。这是第一个关于miR-27a-3p和miR-96-5p通过抑制FOXO1表达对PA诱导的胰岛素抵抗的协同保护作用的贡献的报道。槲皮素-EGCG共治疗对肝胰岛素抵抗的抑制与miR-27a-3p和miR-96-5p的表达密切相关，并且是通过靶向FOXO1通路介导的PEPCK和G-6-Pase的下调来实现的。MiR-27a-3p和miR-96-5p是两个重要的贡献者，可以直接调控FOXO1的mRNA和蛋白水平。这些发现为槲皮素-EGCG联合用药对超重、肥胖、2型糖尿病和其他代谢综合征的保护作用的分子机制提供了新的见解。这里使用的研究方法可能有助于未来研究治疗药物（包括多酚）在其对2型糖尿病和肥胖等代谢综合征的作用过程中可能发生的相互作用。

专 家 简 介（转自食品加 智食科技）

刘慧（第一作者），山东农业大学2020级博士研究生，研究方向为食品营养与人类健康，目前以第一作者身份发表SCI论文4篇，授权发明专利1项。

江杨（共同通讯作者），博士，副教授，主要从事营养与功能食品、食品胶体和食品纳米乳液等相关领域的研究。近年来，主持山东省青年自然科学基金1项；参与完成国家自然科学基金、山东省重点研发项目、山东省农业应用技术创新重大项目等科研项目5项。先后以第一作者在Food Hydrocolloids、Carbohydrate Polymers、International Journal of Biological Macromolecules、Journal of Functional Foods、Food and Bioprocess Technology等期刊发表SCI收录论文12篇，其中I区影响因子大于5.0的高水平论文5篇。指导学生获得“挑战杯”省金奖、一等奖各一项，“互联网+”省一等奖两项。

李大鹏（共同通讯作者），山东邹平人，博士，教授，博士生导师，山东农业大学食品科学与工程学院副院长，美国罗格斯新泽西州立大学访问学者，主要从事营养与功能食品、果蔬加工与贮藏保鲜、食品安全与质量控制方面的教学与科研工作。兼任中国果品流通协会贮藏加工专业委员会常务理事，中国食品科学技术学会果蔬加工分会理事，中国食品科学技术学会非热加工技术分会理事，中国农学会农产品贮藏加工分会理事，山东省食品科学技术学会理事。担任 International Journal of Nutrition and Food Sciences、食品研究与开发、包装工程等杂志编委。主持国家自然科学基金、国家科技支撑计划、农业部行业公益性计划、山东省重点研发项目、山东省自然基金等科研项目20余项。先后在Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety，Trends in Food Science & Technology，Critical reviews in Food science and nutrition，J Agric. Food Chem.，Food Hydrocolloids等杂志发表论文100余篇，其中ESI高被引论文4篇，授权发明专利5项，制定行业标准1项，参编著作5部。

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