《Journal of Agriculture and Food Research》:Self-constructed Oleanolic Acid Pickering Emulsions: Oil-Regulated Bioavailability with Intrinsic Lipid Inhibition
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本研究针对疏水性植物化学物齐墩果酸(OA)口服生物利用度低的问题,开发了一种以其自身作为Pickering颗粒稳定剂的自构建乳液界面递送系统(EIDS)。研究发现,基于长链甘油三酯(LCT)的EIDS能通过多途径协同机制(包括细胞旁路转运、网格蛋白介导的内吞作用以及脂筏/小窝介导的内吞作用)显著提升OA的生物利用度至26.80 ± 3.03%,并同时抑制乳糜微粒(CM)的合成与分泌,揭示了其在精准递送天然三萜类化合物及开发降脂功能食品方面的应用潜力。
在现代社会,随着生活方式的改变,尤其是高脂饮食的普及,脂质代谢紊乱及其引发的相关疾病已成为重大的公共卫生问题。齐墩果酸(Oleanolic Acid, OA)作为一种天然存在的五环三萜类化合物,广泛分布于各种植物中,展现出抗病毒、抗癌、抗糖尿病、抗炎、保肝和降血脂等多种生物活性。然而,其极端的疏水性、差的肠道渗透性和有限的吸收,导致其口服生物利用度极低,这严重限制了其治疗潜力的发挥。另一方面,基于乳液的递送系统虽然能提高脂溶性生物活性物的负载能力,但其载体中固有的脂质含量可能会引入额外的脂质摄入,这与健康导向的应用目标相悖。有趣的是,像OA这样的植物化学物本身可能具有抑制脂质消化吸收的特性。那么,能否设计一种递送系统,既能高效提升OA的吸收,又能避免或减少伴随的脂质负担,甚至利用OA自身的特性来抑制脂质吸收呢?这项发表在《Journal of Agriculture and Food Research》上的研究,正是围绕这一挑战展开的。
研究人员开发了一种创新的策略——自构建乳液界面递送系统(Emulsion Interfacial Delivery System, EIDS)。该系统的巧妙之处在于,利用OA分子本身既作为生物活性有效载荷,又作为唯一的Pickering稳定剂,形成稳定的水包油(W/O)型Pickering乳液。为了深入探究该系统的效能,本研究系统评估了油相组成对OA在乳液中吸收的影响,以及乳液油相的消化吸收特性。
研究团队运用了几个关键技术方法来揭示其机制。首先,他们制备了不同油相(中链甘油三酯MCT、MCT/LCT混合油、长链甘油三酯LCT)的EIDS,并利用INFOGEST静态体外消化模型模拟胃肠道消化过程,获得消化后的胶束相。其次,研究的核心是建立了人结肠腺癌细胞(Caco-2)单层模型,该模型能模拟人体肠道上皮的屏障和吸收功能。通过测量跨上皮电阻(TEER)和荧光素钠表观渗透系数(Papp)来验证模型完整性。接着,利用该模型定量分析了不同油相EIDS消化产物中OA的细胞摄取率、转运机制(使用特定抑制剂研究网络蛋白、小窝蛋白、巨胞饮等途径)以及跨膜转运效率。此外,还通过pH-stat法监测游离脂肪酸(FFA)释放动力学来评估脂质消化,并测定了系统与胆汁酸盐的结合能力。最后,在Caco-2模型上评估了脂质吸收率、载脂蛋白B48(ApoB48)的分泌(反映乳糜微粒合成),并利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析了与脂肪酸转运(FATP4)、甘油三酯(TAG)再合成(DGAT2, MGAT2)及乳糜微粒组装(MTP)相关基因的mRNA表达水平。
3.1. OA Bioavailability Modulation by EIDS Lipid Composition
(EIDS脂质组成对OA生物利用度的调节作用)
研究结果表明,LCT基EIDS能显著提高OA的细胞摄取和转运效率。OA的细胞摄取涉及多途径协同机制,包括细胞旁路转运、网格蛋白(Clathrin)介导的内吞作用以及脂筏/小窝(Caveolae)介导的内吞作用。其中,LCT基EIDS能更有效地打开细胞间的紧密连接(Tight Junctions),增加细胞旁路通透性。最终,OA在LCT组中的总生物利用度(26.80 ± 3.03%)显著高于MCT处理组(7.35 ± 2.92%)。其机制在于,LCT消化后形成的胶束相疏水区域更大,能容纳更多OA;同时,LCT能促进OA通过肠道淋巴系统转运,规避肝脏首过效应。
3.2. Digestive and absorption characteristics of EIDS carrier lipids
(EIDS载体脂质的消化和吸收特性)
在提升OA生物利用度的同时,研究发现EIDS中的脂质消化和吸收受到了显著抑制。与不含OA的LCT油组相比,含有OA的组别(无论是直接添加OA的LCT油还是LCT乳液)其FFA释放速率和最终释放量均显著降低,表明OA抑制了脂质消化。机制上,OA能够与胆汁酸盐结合,从而降低了胰脂酶作用于脂质的效率。在脂质吸收方面,OA显著降低了Caco-2细胞对脂质的吸收率以及基底侧ApoB48的分泌量。基因表达分析显示,OA下调了脂肪酸转运蛋白4(FATP4)、甘油二酯酰基转移酶2(DGAT2)、单酰基甘油酰基转移酶2(MGAT2)和微粒体甘油三酯转移蛋白(MTP)的mRNA表达水平。这表明OA通过抑制脂肪酸摄取、细胞内TAG的再合成以及CM的组装/分泌等多个环节来抑制脂质吸收。
本研究证实,以OA为稳定剂自构建的W/O型Pickering乳液是一种高效的递送策略。它不仅通过多途径协同机制(特别是LCT增强的细胞旁路转运和淋巴转运)显著提升了OA的口服生物利用度,更关键的是,OA自身固有的脂质抑制功能在递送过程中被激活,表现为与胆汁盐结合抑制消化,并下调关键基因表达抑制脂质吸收,从而避免了口服递送时额外脂质带来的负担。这种“一石二鸟”的效果——即载体本身高效递送活性成分,而活性成分又反向抑制载体中脂质的潜在负面影响——为天然三萜类化合物的精准递送和兼具降脂功能的功能性食品开发提供了重要的理论依据和新颖的思路。未来的研究可进一步在动物模型上验证该系统的效果,并深入探索其分子机制。