黄果西番莲（Passiflora edulis f. flavicarpa）提取物通过调节Nrf2、NF-κB及IRS-1/PI3K/AKT信号通路预防高脂饮食诱导肥胖大鼠肌萎缩及胰岛素抵抗

《Oxidative Medicine and Cellular Longevity》：Passiflora edulis f. flavicarpa Extract Prevents Muscle Atrophy and Insulin Resistance in High-Fat Diet–Induced Obese Rats via Regulating the Nrf2, NF-κB, and IRS-1/PI3K/AKT Signaling Pathways

　　

高脂饮食（HFD）是导致肥胖的关键因素，可促进氧化应激与炎症，进而与肌萎缩及胰岛素抵抗（IR）相关。西番莲（Passiflora edulis）具有抗肥胖、抗氧化及抗炎作用。本研究旨在探讨黄果西番莲（PF）提取物预防肥胖相关肌萎缩及IR的潜在益处。PF提取物可有效抑制胆固醇胶束溶解度（IC50为3431?μg/mL），并减少3T3?L1脂肪细胞内的脂肪积累。此外，本研究建立了HFD诱导的大鼠IR及肌萎缩模型。将35只雄性Sprague?Dawley（SD）大鼠通过HFD诱导肥胖，分别给予250和500?mg/kg/天的PF提取物。结果显示，HFD喂养的大鼠伴随脂肪堆积及氧化应激，促进了肥胖大鼠的炎症、肌肉损伤、肌萎缩及IR。然而，给予PF提取物有效缓解了这些效应。PF提取物通过抑制脂肪吸收与合成（尤其是Cd36和Hmgcr），减少了白色 adipose组织及腓肠肌（GAS）中的脂肪堆积。PF提取物还通过上调核因子E2相关因子2（Nrf2）及下调核因子κB（NF?κB）表达，显著减轻氧化应激诱导的肌肉炎症与损伤。此外，PF提取物通过抑制Fbxo32、Trim63及Bax表达并增强Bcl2表达，在机制上预防肌萎缩。研究还发现PF提取物通过上调胰岛素受体底物?1/磷脂酰肌醇?3激酶/蛋白激酶B（IRS?1/PI3K/AKT）通路及Slc2a4表达，缓解肌肉IR。结果表明，PF提取物可通过调节氧化应激、炎症及激活IRS?1/PI3K/AKT信号通路，预防肥胖相关的骨骼肌流失及IR。

本论文由Nrarat?Chobsuay、Pennapa?Chonpathompikunlert、Nanteetip?Limpeanchob、Sathid?Aimjongjun、Jukkarin?Srivilai、Wachirawadee?Malakul及Sakara?Tunsophon等研究人员合作完成，探讨了黄果西番莲（Passiflora edulis f. flavicarpa，PF）提取物在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖大鼠模型中，对肌萎缩及胰岛素抵抗（IR）的预防作用及其分子机制。研究背景源于肥胖常伴随慢性炎症与氧化应激，导致骨骼肌质量下降（肌萎缩）及IR，严重影响生活质量与死亡率。现有降脂药物如辛伐他汀虽有效，却可能诱发肌肉副作用，因此寻找天然替代物成为迫切需求。PF富含多酚、类黄酮等活性成分，前期研究显示其具有抗氧化、抗炎及改善代谢综合征的潜力，但其对肥胖相关肌萎缩及IR的具体保护作用尚不明确。为此，研究人员假设PF提取物可通过调节氧化还原平衡及胰岛素信号通路，保护HFD诱导的骨骼肌损伤。

为验证假设，研究人员采用了多种关键技术方法：首先通过高效液相色谱（HPLC）分析PF提取物中的活性成分；利用胆固醇胶束溶解度实验及3T3?L1脂肪细胞模型评估提取物的体外降脂效果；建立HFD诱导的雄性Sprague?Dawley（SD）大鼠肥胖模型，设置对照组（普通饮食）、HFD组、辛伐他汀组（S40，40?mg/kg）及PF提取物低、高剂量组（PF250、PF500），干预8周；通过Western blot检测Nrf2、NF?κB、IRS?1、p?AKT等蛋白表达；实时荧光定量PCR（RT?qPCR）测定Cd36、Hmgcr、Trim63、Fbxo32、Bax、Bcl2、Slc2a4等基因mRNA水平；生化试剂盒测定丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等氧化指标及糖原、ATP含量；ELISA检测炎症因子IL?6、TNF?α；组织学分析（H&E染色）观察腓肠肌（GAS）及脂肪组织形态；并通过血清生化指标评估代谢状态。

研究结果如下：

1. 1.
   PF提取物中没食子酸与咖啡酸的评估：HPLC结果显示PF提取物中含有305.2?μg/g没食子酸和320.5?μg/g咖啡酸，证实其主要酚类成分的存在。
2. 2.
   PF提取物对胆固醇胶束溶解度的体外抑制作用：PF提取物呈剂量依赖性抑制胆固醇胶束溶解度，IC₅₀为3431?μg/mL，表明其可减少肠道胆固醇吸收。
3. 3.
   PF提取物对3T3?L1细胞的细胞毒性：MTT实验显示在5?500?μg/mL范围内对细胞活力无明显影响，仅在500?1000?μg/mL、72?h时出现轻微下降，确定了后续实验的安全浓度。
4. 4.
   PF提取物抑制3T3?L1细胞脂肪生成：诱导分化的3T3?L1细胞中，PF提取物（5、50?μg/mL）显著降低脂肪沉积，提示其抗脂肪生成潜力。
5. 5.
   PF提取物预防HFD喂养大鼠的肥胖：与HFD组相比，PF250、PF500及S40组大鼠体重增长率、附睾脂肪、腹膜后脂肪及内脏脂肪重量、肥胖指数均显著降低，表明PF提取物可抑制HFD诱导的体重增加及脂肪堆积。
6. 6.
   PF提取物减少骨骼肌及脂肪组织脂质积累：PF及S40组血清游离脂肪酸（FFAs）、腓肠肌中Cd36、Hmgcr mRNA水平及总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）含量均低于HFD组；H&E染色显示治疗组脂肪细胞体积减小，证实PF提取物通过抑制脂肪酸转运与合成减少异位脂肪沉积。
7. 7.
   PF提取物通过增加GAS肌肉Nrf2表达改善氧化状态：Western blot显示PF及S40组Nrf2蛋白表达上调，伴随MDA水平降低及SOD、CAT活性升高，表明其通过激活Nrf2?抗氧化通路减轻氧化应激。
8. 8.
   PF提取物通过IRS?1/PI3K/AKT信号通路促进骨骼肌葡萄糖代谢：PF500组IRS?1、Pi3k、p?AKT、Slc2a4表达较HFD组升高，空腹血糖（FBG）、空腹胰岛素及HOMA?IR指数降低，葡萄糖摄取率及糖原、ATP含量增加，提示其改善IR的作用机制。
9. 9.
   PF提取物改善HFD喂养大鼠骨骼肌能量代谢与损伤：HFD组血清及肌肉中肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）活性升高，而PF及S40组使其恢复至接近正常水平，表明PF提取物可减轻肌肉能量代谢紊乱及损伤。
10. 10.
    PF提取物通过抑制NF?κB表达降低HFD诱导肥胖大鼠肌肉炎症反应：PF500及S40组NF?κB蛋白表达及炎症因子IL?6、TNF?α水平低于HFD组，证实其抗炎作用与抑制NF?κB通路相关。
11. 11.
    PF提取物通过减少蛋白质降解预防HFD诱导肌萎缩：HFD组Trim63、Fbxo32表达升高，Mtor、p?AKT表达降低，肌纤维横截面积（CSA）及肌肉重量下降；PF提取物则逆转上述变化，表明其通过平衡蛋白质合成与降解预防肌萎缩。
12. 12.
    PF提取物调节HFD诱导肥胖大鼠凋亡相关肌萎缩：HFD组Bax表达升高、Bcl2表达降低，Bax/Bcl2比值上升；PF提取物降低Bax表达并提升Bcl2，降低凋亡比例，提示其通过调控线粒体凋亡通路保护肌肉。

讨论部分指出，HFD通过诱导脂肪堆积、氧化应激及炎症，破坏蛋白质稳态与胰岛素信号传导，导致肌萎缩及IR。PF提取物富含多酚等活性成分，通过多靶点发挥作用：抑制Cd36、Hmgcr减少脂质吸收与合成；激活Nrf2?抗氧化系统（上调SOD、CAT、GPx）并抑制NF?κB?炎症轴（降低IL?6、TNF?α）；调节IRS?1/PI3K/AKT/Slc2a4通路改善葡萄糖代谢；平衡蛋白质合成（上调MTOR）与降解（下调Trim63、Fbxo32）及抑制线粒体凋亡（调节Bax/Bcl2），最终预防肌萎缩及IR。与辛伐他汀相比，PF提取物在改善肌肉凋亡及萎缩指标上表现相当或更优，且无他汀类药物常见肌肉副作用，为肥胖相关代谢疾病的天然干预提供了新思路。

结论：PF提取物可作为预防肥胖及相关代谢疾病的潜在制剂，通过降低胆固醇胶束溶解度、减少脂肪组织及骨骼肌脂质积累，上调Nrf2、下调NF?κB，改善氧化应激、炎症及肌肉损伤；并通过调节IRS?1/PI3K/AKT信号通路及Slc2a4表达预防IR，同时平衡蛋白质合成与降解、抑制凋亡以对抗肌萎缩。该研究发表于《Oxidative Medicine and Cellular Longevity》，为PF提取物的临床应用提供了实验依据，未来需进一步开展临床试验验证其疗效。