γ-谷维素组分通过双重调控HMGCR抑制与胆固醇外排机制发挥降胆固醇活性的机理研究

《Food & Function》：Mechanistic insights into the cholesterol-lowering activity of γ-oryzanol components

本研究系统阐明了γ-谷维素主要组分（CAF与24MCAF）通过差异性结合HMGCR催化域，分别以变构抑制（CAF）和竞争性抑制（24MCAF）方式协同调控胆固醇合成与排泄通路，为天然产物替代他汀类药物提供理论依据。

　　

引言

心血管疾病是全球主要致死因素，其中高胆固醇血症是动脉粥样硬化的可调控风险因子。他汀类药物虽能有效抑制胆固醇合成限速酶HMGCR，但存在肌肉毒性等副作用。γ-谷维素作为米糠油中的植物甾醇阿魏酸酯混合物，展现出天然降胆固醇潜力。本研究聚焦其四种主要组分：环阿屯醇阿魏酸酯（CAF）、24-亚甲基环阿屯醇阿魏酸酯（24MCAF）、β-谷甾醇阿魏酸酯（SF）和菜油甾醇阿魏酸酯（CampF），通过多学科方法揭示其降胆固醇机理。

分子对接与结合特性

分子对接显示四种组分均能结合HMGCR催化口袋，其中CAF结合自由能最低（-7.463 kcal·mol^-1），与催化四联体（Lys691/Glu559/Asp767/His866）形成稳定相互作用。表面等离子共振实验证实CAF具有最高亲和力（K_D=0.23 μM），其结合动力学表现为快速结合-慢速解离模式，而24MCAF、SF和CampF的K_D值分别为1.76 μM、2.83 μM和2.58 μM。

HMGCR抑制机制

酶活实验发现24MCAF抑制效能最强（IC₅₀=0.04 μM），为竞争性抑制剂；CAF（IC₅₀=0.46 μM）则表现为变构抑制，二者通过不同机制阻断HMGCR活性。SF与CampF的IC₅₀分别为0.50 μM和0.10 μM，均属竞争性抑制。

细胞胆固醇调控

在HepG2细胞中，CAF处理使总胆固醇和游离胆固醇降低约30%，同时激活SREBP-2通路：成熟型SREBP-2比例增加，HMGCR和LDL受体表达上调。24MCAF虽仅降低胆固醇15%，但显著促进胆固醇外排转运蛋白ABCG1表达（3.6倍）并上调ABCA1和胆汁酸合成限速酶CYP7A1。二者联用未产生叠加效应，提示可能存在靶点互斥或细胞反馈调节。

结论

γ-谷维素组分通过双重路径调控胆固醇稳态：CAF以高亲和力变构抑制HMGCR并触发SREBP-2代偿激活，24MCAF则通过强效竞争性抑制协同增强胆固醇外排。这种互补机制为开发天然降脂药物提供了新策略。