FSHW | 漆果油脂改善大鼠产后缺乳的机制研究

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Introduction

母乳营养丰富，是婴儿生长发育最重要的天然食物来源。产妇在哺乳期间受乳房发育不足、营养不良或产后心理变化等因素的影响，易发生产后缺乳，不利于婴幼儿的健康成长。近年来妇女的产后缺乳发生率逐年升高。漆果油脂（Lacquer seed oil，LSO）是由漆树的果实（漆果，或称漆籽）压榨而得，是云南怒江地区和陕西省秦巴山区的特色食用油。民间实践发现，漆果油脂可以促进产后泌乳，是云南怒江地区怒族流传并广泛应用的产后补益佳品，但其科学性仍未得到验证，国内外尚未见相关报道。因此，文章以漆果油脂为原料，对溴隐亭诱导的产后缺乳模型大鼠进行漆果油脂干预，结合代谢组学和网络药理学方法，研究了漆果油脂对产后缺乳大鼠乳汁分泌的改善作用及其作用机制，目的是为漆果油脂保健产品的开发和应用提供科学依据。

Results and discussion

母鼠3 h泌乳量和仔鼠体重增长率

如图1A所示，在试验前3天，各组在3 h内平均泌乳量没有显著差异。然而，与对照组相比，模型组大鼠的泌乳量在接下来的连续时间内明显下降。与模型组相比，漆果油脂干预组大鼠的泌乳水平从第4天开始明显增加。由于大鼠产后的生理反应和催乳素的分泌都处于高峰期，因此在实验前期，各组动物的3 h平均泌乳量没有显著差异。然而，随着溴隐亭的持续作用，催乳素的分泌受到抑制，导致大鼠的泌乳量逐渐下降，表明模型建立成功。而同时随着漆果油脂干预的影响，泌乳量也逐渐提高。溴隐亭处理后，从哺乳期的第4天开始，仔鼠的体重增长率与对照组相比明显下降。从第6天开始，与模型组相比，低剂量漆果油脂组的体重增长率明显增加，高剂量漆果油脂组也显示出增长效果（图1B）。这些结果表明，漆果油脂能有效地改善溴隐亭诱导的大鼠产后缺乳症状，且摄入低剂量（2.5 g/kg·bw/day）的漆果油脂效果更好，高剂量组的母鼠可能由于进食漆果油脂含量过多，造成脂质代谢缓慢，这可能导致其泌乳量较低剂量组偏少，乳汁质量下降，进而影响仔鼠的生长和发育。

LSO对乳腺结构形态的影响

乳腺组织的H&E染色如图2所示，在对照组，可见一些乳腺小叶和小叶导管。小叶内有丰富的腺泡，排列紧密，形态正常，腺泡内分泌物较多，组织中未见明显异常。在模型组，观察到腺泡内分泌物较少（黑色箭头）和部分萎缩的腺泡（红色箭头）。与模型组相比，用漆果油脂干预后的乳腺组织中，观察到较多的腺体分泌物和相对恢复的腺泡形态。结果表明，漆果油脂可改善溴隐亭引起的乳腺腺泡萎缩和乳汁分泌减少。在溴隐亭诱导的产后缺乏模型大鼠中，乳腺细胞的增殖被抑制，导致腺泡的数量和大小有所减少，从而乳腺分泌物也减少。而漆果油脂的有效成分可以促进乳腺管道扩张和乳汁分泌，恢复乳腺组织的正常功能。因此，漆果油脂可以在一定程度上逆转溴隐亭诱导的产后缺乏模型大鼠的乳汁分泌不足和乳腺腺泡的萎缩状态，使得乳腺细胞得到充分的营养和刺激，从而增加腺体分泌物的产生，使腺泡形态相对恢复。

LSO对性激素的影响

如图3所示，与对照组相比，模型组的PRL和E2水平都有所下降。低剂量漆果油脂干预后明显提高了血清、乳腺和垂体的PRL水平。一般来说，性激素系统在泌乳的调节中起着关键作用。催乳素是一种由垂体前叶细胞合成和分泌的肽类激素，它是怀孕期间调节泌乳的主要激素。在大鼠体内，溴隐亭可以刺激多巴胺受体，从而抑制催乳素和雌激素的分泌。催乳素和雌激素是乳腺发育和泌乳的重要激素。在哺乳动物体内，催乳素对于启动和维持泌乳过程具有重要作用，可以促进刺激乳腺中的乳腺上皮细胞，促进乳腺管道的扩张和分泌乳汁，而雌激素则可以促进乳腺管和腺体的增生。因此，当溴隐亭干预大鼠体内时，抑制催乳素和雌激素的分泌会导致乳腺发育和泌乳的下降。因此，这些结果表明，漆果油脂能有效提高PRL的水平，这可能是漆果油脂作用的关键位点。

漆果油脂对调控乳汁分泌的相关通路蛋白和基因表达的影响

为了阐明漆果油脂促进泌乳的内在机制，检测了一些参与调控泌乳的信号通路蛋白表达水平。结果显示，与对照组相比，溴隐亭处理明显抑制了PRLR、PI3K、AKT、JAK2和STAT5的蛋白表达水平，这些蛋白水平都被漆果油脂干预后逆转（图4A、B）。PRL由垂体前叶分泌，然后运输到乳腺并与PRLR结合以激活信号通路，包括下游的JAK2/STAT5和PI3K/AKT通路，促进乳汁分泌。这些结果表明，漆果油脂改善产后泌乳的原因与激活PI3K/AKT和JAK2/STAT5途径有关。在乳腺中，JAK2/STAT5和PI3K/AKT信号通路是催乳素通过PRLR激活的关键下游通路，它们参与了乳腺细胞增殖、生长、分化和产生乳汁的过程。JAK2/STAT5信号通路是催乳素主要的传递机制之一。当催乳素结合到乳腺上皮细胞表面的受体上时，会激活受体内部的JAK2酪氨酸激酶。JAK2激酶会磷酸化STAT5转录因子，并将其激活。激活的STAT5进入细胞核，调节基因表达，促进乳腺细胞分化和乳汁产生。PI3K/AKT信号通路是另一个与乳汁分泌紧密的信号通路，当催乳素受体与催乳素结合时，会激活PI3K，从而激活AKT。

乳汁中含有多种营养物质，主要是乳蛋白、乳脂和乳糖。最重要的乳蛋白是酪蛋白（α-、β-、γ-和κ-酪蛋白），α-酪蛋白（CSN2）的基因表达水平反映了乳腺上皮细胞中酪蛋白的合成水平。更重要的是，乳腺上皮细胞中酪蛋白的合成主要受PRLR/JAK2/STAT5信号通路的调控。脂肪酸是牛奶中的另一个关键成分，脂肪酸的合成需要硬脂酰辅酶A去饱和酶（SCD）的参与，它是催化饱和脂肪酸形成单不饱和脂肪酸的关键酶，参与乳汁脂质的合成。乳糖也是牛奶中的主要成分之一，α-乳清蛋白（LALBA）是一种富含半胱氨酸的小球状蛋白，LALBA的基因编码α-乳清蛋白，对乳糖的合成至关重要。如图4C，漆果油脂干预后显著提高了 SCD、LALBA和CSN2基因的表达水平，表明漆果油脂能够促进乳腺中乳糖、乳脂和乳蛋白的合成。

乳腺代谢组学分析

PCA结果显示，质控样品（QC）和实验样品分别聚类，能够区分不同组别（图5A）。OPLS-DA分析进一步显示，Bro组与Con组、L-LSO与Bro组、H-LSO与Bro组的散点都有明显的分离（图5B，C，D），说明溴隐亭和漆果油脂干预的大鼠乳腺的代谢状态发生了改变。基于VIP > 1和P < 0.05，得到了各组之间39 种不同的代谢物。热图显示各组间前50 种代谢物的相对增加或减少（图5E）。与对照组相比，溴隐亭明显增加了6 种代谢物水平（甘油、dl-p-羟基苯乳酸、β-甘露糖基甘油酸、天冬氨酸、羟基脲、γ-氨基丁酸）的水平，降低了12 种代谢物水平（乳糖、普拉丁醇、阿洛糖、5-甲基间苯二酚、百里香醇等）。与模型组相比，L-LSO明显增加10 种代谢物，减少7 种代谢物；H-LSO明显增加11种代谢物的水平，降低4种代谢物的水平。值得注意的是，L-LSO和H-LSO的补充都逆转了模型组乳糖水平的下降，表明漆果油脂改善了溴隐亭引起的乳成分中乳糖水平的下降。此外，漆果油脂干预后还提高了几种乳汁合成的代谢物的水平，如乳清酸、葡萄糖和半乳糖醇。各组的差异代谢物富集途径分析显示，模型组与对照组相比，雌激素信号通路被显著富集。值得注意的是，当高剂量漆果油脂组与模型组比较时，雌激素信号通路也被富集，然而，差异丰度得分转向相反的方向（图5F、G）。E2对乳腺发育和功能至关重要，它由类固醇核受体雌激素受体α（ERα）和雌激素受体β（ERβ）介导发挥作用。乳腺是ERα转录研究最广泛的器官之一，使用雌激素受体敲除小鼠（ERKO）的研究表明，ERα信号传导是乳腺导管生长所必需的。已发现雌激素可调节牛奶产量并提高乳汁蛋白水平，而雌激素受体通过STAT5a和STAT5b受PRL调节。因此，雌激素信号通路的调控可能是漆果油脂改善产后缺乳的关键之一。这些结果表明，漆果油脂对溴隐亭诱导的雌激素代谢有明显的影响。

网络药理学分析

GC-MS共检测出91 个代谢物，LC-MS共检测出236 个代谢物。两个平台共检测到319 种代谢物，主要包括氨基酸、糖类、脂肪酸、核酸、酚类、三萜类、生物碱类等。漆果油脂的有效成分和对应靶标可参照ADME属性值在TCMSP和TTD数据库中得到。其中，7 种候选生物活性化合物符合筛选标准。根据漆果油脂中化学成分的含量及文献查阅，筛选出26 种活性成分和506 个对应靶点。总共从Genecards数据库中获得了11 093 个缺乳靶点。结合OMIM和DRUGBANK等数据库，在消除冗余后共收集了1 299 个已知的治疗靶点。漆果油脂的相应靶点与疾病靶标交叉后，获得173 个交集靶点。然后，构建PPI网络（图6A）。关注到JAK2、STAT3、STAT5a、AKT和ER是位于前十的核心靶点。为了系统地研究漆果油脂的多种机制，将173 个交集靶点上传到metascape数据库中，并产生相关的功能关联簇和通路。在富集途径中JAK2-STAT5信号通路、PI3K-AKT信号通路和雌激素信号通路被发现是改善缺乳症状的重要途径 (图6B)。为了更直观地探索漆果油脂主要活性成分与缺乳疾病之间的关系，采用Cytoscape 3.7.2构建了漆果油脂成分-缺乳靶点-通路的关系网络（图6C），其中有26 种有效化合物、173 个靶点和前20条通路。网络图由 223 个节点和 1 234 条边组成。图中，中间的矩形节点是蛋白质靶标，橙色圆圈代表漆果油脂的组成成分，外围的绿色三角形代表通路。网络的拓扑分析表明，槲皮素、山奈酚、花生四烯酸和表儿茶素是LSO改善产后缺乳的重要物质基础。

Conclusion

结果表明，补充LSO能有效改善溴隐亭诱导的产后缺乳，这与调节泌乳素水平，进而激活JAK2/STAT5和PI3K/AKT通路有关。代谢组学和网络药理学分析进一步证实了LSO对产后缺乳有益作用的主要调控位点，同时也揭示了LSO潜在的主要活性成分。更重要的是，在整个实验过程中，LSO 没有对动物产生任何可观察到的毒副作用。作者的研究结果表明，LSO 作为一种传统的食用特种木本油料，在应用于改善产后乳汁过少症方面具有很大的潜力。

第一作者简介

李梦婷，女，硕士，于2023年获陕西师范大学食品科学专业工学硕士学位。主要从事食品化学与营养学相关研究。

通信作者简介

候晨，女，博士，副教授。目前主要承担本科生专业必修课《食品毒理学》、专业选修课《特殊膳食食品与健康》的教学工作。研究方向主要为食品分子营养学研究。近年在《Molecular Nutrition & Food Research》、《Food Function》、《Biochemical Pharmacology》等期刊发表论文30余篇。主持国家自然科学基金项目、陕西省科技计划重点项目、中国博士后基金项目、陕西省博士后基金项目、校企合作项目、中央高校基金项目等8 项。

李建科，男，二级教授，工学博士，博士生导师，1992年获得享受国务院政府特殊津贴，陕西师范大学食品工程与营养科学学院原院长，食品营养与安全创新团队学科带头人，陕西师范大学食品加工副产物深度开发与高值化利用重点实验室主任，西北濒危药材资源开发国家工程实验室学术骨干，陕西省食品科学技术学会理事长，陕西省毒理学会副理事长，中国农业工程学会农产品加工与贮藏工程分会常务理事等。主要研究方向为：食品化学与营养学、食品毒理学、细胞分子营养学、食品加工副产物深度开发与高值化利用、膳食因素对肠道菌群及健康影响、天然产物功能成分的提取分离及生物活性等。先后主持国家自然科学基金项目2 项、国家民委重点科研项目1 项、陕西省科技创新工程重大科技专项1 项、省级科技攻关项目6 项、国家质检总局行业公益性科研项目1项、国家外国专家局高校特色项目1 项、深圳市科技创新项目1项、企业横向合作项目10余项；承担国家“863”项目子课题1 项， 科技部“十五”食品安全重大专项子课题1 项，参加国家科技部项目2 项，国家“星火计划”课题1 项。先后有5 项科技成果通过省级鉴定，其中1 项达国际领先水平，3 项为国际先进水平，1 项为国内领先水平。获陕西省科学技术二等奖2 项、三等奖1 项，甘肃省科技进步三等奖1 项，厅级重大科技成果二等奖2 项，陕西高等学校科学技术一等奖2 项，省中青年优秀科研成果奖1项，陕西省自然科学优秀学术论文三等奖1 项。获得国家授权发明专利11项，转让3项。先后在国内外核心学术期刊发表论文170余篇，其中SCI论文20余篇，12 篇论文进入ESI高被引全球排名前1%，1 篇论文被美国“BioMedLib”评为该研究领域Top20之首，1 篇论文被评为中国精品期刊顶尖学术论文领跑者5000（F5000）。出版教材专著7 部，其中，主编的《食品毒理学》为食品科学与工程类专业全国高校统编教材，在全国50多所高校广泛使用。

Beneficial effects of lacquer seed oil on bromocriptine-induced postpartum hypogalactia in rats

Mengting Lia,b, Xiaoyu Songa,b, Lin Shia, Jie Lia,b, Mayira Ahata,b, Yaojie Liua,b, Chen Houa,b,*, Jianke Lia,b,*

a College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China

b University Key Laboratory of Food Processing Byproducts for Advanced Development and High Value Utilization, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China

*Corresponding authors.

Abstract

The high incidence of postpartum hypogalactia hinders the healthy development of postpartum women and the next generation. Lacquer seed oil (LSO), extracted from the seeds of the lacquer tree, has been traditionally used as a dietary supplement for promoting postpartum lactation and recovery in some districts of China. However, its physiological effects have not been verified, and the mechanism and active components of LSO have not been analyzed. Thus, we applied LSO to bromocriptine-induced postpartum hypogalactia rats. The results showed that LSO supplement effectively improves bromocriptine-induced postpartum hypogalactia. LSO also increased prolactin levels reduced by bromocriptine, promoted JAK2/STAT5 and PI3K/AKT pathways and several gene expression levels of milk synthesis in mammary gland. Moreover, metabolomic and network pharmacological analysis further revealed that JAK2/STAT5, PI3K/AKT, and estrogen signaling pathway are the potential main regulatory sites for the beneficial effects of LSO on postpartum hypogalactia, and that quercetin, kaempferol, arachidonic acid, epicatechin, and

Reference:

LI M T, SONG X Y, SHI L, et al. Beneficial effects of lacquer seed oil on bromocriptine-induced postpartum hypogalactia in rats[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 14(1): 9250009. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250009.

文章翻译由作者提供

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意

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