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芹菜水提物通过抑制α-葡萄糖苷酶活性并减轻氧化应激和炎症，展现出抗糖尿病及肝保护作用。
阿诺·丰乔·库阿姆（Arnaud Fondjo Kouam）、埃莱奥诺尔·恩古努（Eleonore Ngounou）、凯里努伊·朱莉安妮·孔纽伊（Kerinyuy Juliene Kongnyuy）、玛耶尔·梅帕·莫卡姆（Mayelle Mepa Mokam）、乔达斯·卡萨雷斯·查纳·查姆巴（Jordas Casares Tchana Tchamba）、伊丽莎白·门肯·泽库奥（Elisabeth Menkem Zeuko’o）、阿梅尔·加埃勒·克韦苏·费帕（Armelle Gaelle Kwesseu Fepa）、费利西泰·辛蒂亚·杜安拉·索梅内（Felicité Syntia Douanla Somene）、阿梅尔·杰克逊·塞凯普（Armel Jackson Seukep）、弗雷德里克·尼科·恩贾尤（Frédéric Nico Njayou）、保罗·弗乌·蒙迪帕（Paul Fewou Moundipa）、埃马纽埃尔·阿查·阿松加莱姆（Emmanuel Acha Asongalem）
布埃亚大学健康科学学院生物医学科学系药理学实验室，邮政信箱63，布埃亚，喀麦隆
摘要
肝脏损伤是2型糖尿病（T2DM）的一种重要并发症。香菜（Apium graveolens）具有多种生物活性特性，在调节血糖和保护肝脏方面显示出潜力。因此，本研究通过体外酶动力学、分子对接和T2DM大鼠模型，探讨了香菜水提取物（AGE）的抗糖尿病和保肝作用。研究发现，AGE通过混合类型抑制机制显著抑制α-葡萄糖苷酶活性，其IC??值与药物阿卡波糖（Acarbose）相当（21.01±2.6 μg/mL vs 17.38±3.4 μg/mL）。分子对接分析显示，AGE中的酚类化合物（咖啡酸、表没食子儿茶素、槲皮素、水苏苷和柚皮苷）与酶的活性位点具有强结合亲和力，其中水苏苷的结合能力最强（6.64 kcal/mol vs -5.43 kcal/mol）。在糖尿病大鼠中，AGE治疗显著降低了高血糖、体重减轻和血脂异常（P?0.05），并减轻了肝脏损伤（血清生物标志物ALT、AST、ALP分别为186.13 vs 89.61 U/L、204.20 vs 101.22、265.86 vs 133.48 U/L），同时改善了肝脏结构。此外，AGE还显著减轻了T2DM引起的氧化应激（通过恢复丙二醛和谷胱甘肽水平以及抗氧化酶SOD、过氧化氢酶活性体现），并减少了促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）。有趣的是，AGE处理后的糖尿病大鼠中Nrf2/HO-1和NF-κB/TNF-α的mRNA表达水平分别上调和下调，表明其保肝作用可能通过Nrf2/HO-1和NF-κB/TNF-α信号通路介导。这些结果支持将香菜作为管理T2DM的有前景的营养补充剂，并进一步验证了AGE在缓解糖尿病肝损伤方面的潜力，需要进一步的机制和临床评估。
引言
糖尿病（DM）是一种慢性代谢紊乱，其特征是由于胰岛素分泌或作用异常导致持续高血糖，进而影响蛋白质、脂质和碳水化合物代谢（Kouam等人，2025a；Masky等人，2024）。2型糖尿病（T2DM）的异常血糖水平是由于脂肪组织、肌肉和肝脏等器官对胰岛素的敏感性降低（Zheng等人，2018），是全球病例的主要类型，常伴有肝脏并发症，显著增加患者发病率（CDC，2024；Ciardullo等人，2024）。T2DM在发展中国家和工业化国家都在增加，主要归因于高热量摄入、缺乏运动、诊断不足和疾病管理不善（Li等人，2022；Reed等人，2021）。糖尿病肝病的发病机制是多因素的，主要由持续的高血糖引起，这会促进氧化应激和异常炎症反应，导致肝脏损伤、非酒精性脂肪肝病和脂肪变性，进一步发展为肝纤维化和肝硬化（Mohamed等人，2016）。胰岛素抵抗还会促进从头脂肪生成，增加脂肪酸进入肝细胞，从而产生活性氧（ROS）和促炎细胞因子，导致肝脏损伤（Mohamed等人，2016；Porepa等人，2010）。因此，改善血糖控制的治疗策略（如α-葡萄糖苷酶抑制）可以通过减少这些病理级联反应的主要驱动因素——慢性高血糖，对肝脏产生间接益处。此外，通过减少葡萄糖的吸收，这些干预措施可以降低肝脏中从头脂肪生成的底物，直接解决肝脏脂质积累和随后的氧化及炎症损伤问题。
目前，糖尿病的治疗药物包括注射用胰岛素、噻唑烷二酮类、钠-葡萄糖共转运体-2抑制剂、胰高血糖素样肽-1激动剂和α-葡萄糖苷酶抑制剂（AGIs）（Mahgoub等人，2023）。鉴于α-葡萄糖苷酶在二糖消化和葡萄糖吸收中的关键作用，T2DM的治疗需要针对这一酶。阿卡波糖、米格利itol或沃格利波糖等AGIs在控制血糖方面取得了成功（Fu等人，2022；Tretyakova等人，2022）。然而，长期使用这些药物可能会产生体重增加、胃肠道紊乱、腹泻、肝毒性及药物耐药性等副作用（Kim等人，2015；Tian等人，2023）。尽管它们能有效控制餐后高血糖，但传统的AGIs对糖尿病引起的肝脏并发症的直接保护作用有限，其作用主要局限于胃肠道，未能充分解决糖尿病肝脏损伤的核心病理因素，如氧化应激、炎症和血脂异常（Lu等人，2024）。因此，亟需一种能够同时调节血糖并提供肝脏保护的多靶点药物。
因此，有必要寻找新的、安全且有效的AGIs，且副作用最小。特别是需要既能抑制α-葡萄糖苷酶，又具有其他药理特性的药物，以对抗糖尿病肝病的潜在机制。鉴于T2DM的复杂性，新的治疗方法不仅应关注调节血糖水平，还应通过减少氧化应激、炎症和脂肪酸在肝细胞中的积累来预防进一步的并发症。营养补充剂（草药/分子）因其多种生物活性和对抗慢性疾病的健康益处而受到越来越多的关注（Kalra，2003；Nasri等人，2014）。香菜（Apium graveolens）就是这样的例子，它属于伞形科植物，分布于欧洲以及非洲和亚洲的热带和亚热带地区（Quiros，1993）。除了作为烹饪香料外，香菜还用于替代医学中治疗痉挛、胃痛、痛风、尿路感染、风湿病和肝脏相关疾病（Al-Asmari等人，2017；Garcia-Alvarez等人，2014）。对香菜提取物的研究发现了槲皮素、芹菜素和咖啡酸等酚类化合物及维生素，这些成分赋予了其多种药理特性，包括抗菌、抗炎、抗氧化、保肝、抑制α-葡萄糖苷酶和抗糖尿病作用（Kooti和Daraei，2017；Monica和Diana，2021；Sharma等人，2022）。香菜丰富的抗氧化和抗炎植物化学物质使其成为填补这一治疗空白的理想候选物。然而，尚不清楚香菜是否能在调节血糖的同时保护肝脏免受氧化损伤。因此，我们假设香菜提取物可能通过其抗氧化、抗炎和降脂作用减轻高血糖引起的肝毒性。尽管许多关于香菜的药理研究使用甲醇等有机溶剂进行提取（Kooti和Daraei，2017），但使用水作为提取溶剂更符合其在民间医学中的传统用法（如泡茶）。水提取方法在临床上也更为合理，因为人们常将香菜作为草药茶饮用，且残留溶剂较少。此外，水能有效溶解极性生物活性化合物（如酚酸和黄酮苷），这些化合物具有所需的抗氧化和抗糖尿病作用。本研究旨在评估香菜水提取物对糖尿病引起的肝脏损伤的影响，并评估其抑制α-葡萄糖苷酶的潜力。
试剂
链脲佐菌素、阿卡波糖、4-硝基苯基α-D-葡萄糖吡喃糖苷、α-葡萄糖苷酶（G5003–100UN）、表没食子儿茶素（参考编号：E3768）、水苏苷（参考编号：S0417）、槲皮素（参考编号：Q4951）、木犀草素（参考编号：L9283）、山柰酚（参考编号：60,010）、芹菜素（参考编号：10,798）、姜黄素（参考编号：C7727）、芒果苷（参考编号：06,279）、柚皮苷（参考编号：N5898）和没食子酸（参考编号：G7385）均购自Sigma-Aldrich（美国圣路易斯）。甘油三酯（参考编号：101–0268）、总胆固醇（参考编号：101–0593）、高密度脂蛋白胆固醇（参考编号：101–0349）、低密度脂蛋白胆固醇（参考编号：101–0349）
提取物产量、描述、次要代谢物谱、HPLC-DAD色谱图及鉴定出的化合物
香菜水提取物（AGE）的产量为9.5%，从200克原料三次提取后获得平均质量为19 ± 0.85克。初步筛查显示，AGE中含有黄酮类、酚类化合物、多糖、三萜类、皂苷和单宁。然而，在实验条件下未检测到生物碱。定量分析表明，AGE中的酚类化合物和黄酮类含量为36.59%讨论
2型糖尿病（T2DM）及其相关并发症（包括肝脏疾病）的发病率上升，以及现有抗糖尿病治疗的不良副作用，使得寻找新的替代方案以减轻其对全球发病率和死亡率的影响变得迫切（Kim等人，2015；Tian等人，2023；Zheng等人，2018）。因此，本研究的目的是探讨香菜水提取物（AGE）的抑制作用
局限性与未来展望
尽管本研究提供了AGE生物活性的有力证据，但仍存在一些局限性。首先，样本量虽然与类似的前临床研究相当，但相对较小，未来更大样本量的研究将增强统计效力。其次，本研究仅在雄性大鼠中进行，以避免雌性周期带来的代谢变异干扰。结论
总体而言，研究结果表明AGE能够抑制α-葡萄糖苷酶的活性，其抑制效果与参考药物阿卡波糖相当，尽管AGE的IC50值略高。此外，研究还发现AGE可通过控制血糖水平、降低血脂异常、氧化应激和肝脏炎症来减轻T2DM大鼠的肝脏损伤。AGE中鉴定出的主要生物活性化合物可能支持这些观察结果伦理批准
所有实验程序均遵循ARRIVE动物护理指南，并获得了布埃亚大学动物护理和使用委员会（UB-IACUC N°17/2023）的批准。资金
作者声明没有需要报告的资助数据和材料的可用性
数据可应要求提供。CRediT作者贡献声明
阿诺·丰乔·库阿姆（Arnaud Fondjo Kouam）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件使用、资源管理、方法设计、实验设计、数据分析、数据管理、概念构思。埃莱奥诺尔·恩古努（Eleonore Ngounou）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、资源管理、方法设计、实验设计、数据管理。凯里努伊·朱莉安妮·孔纽伊（Kerinyuy Juliene Kongnyuy）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法设计、实验设计、数据管理。利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。致谢
作者感谢雅温得第一大学动物生理学实验室提供的组织病理学分析设施，并感谢喀麦隆高等教育部对阿诺·丰乔·库阿姆博士和弗雷德里克·尼科·恩贾尤教授在研究现代化方面的支持。
