基于3D细胞模型的杨梅花色苷纳米脂质体的抗氧化作用机制研究

Because of poor stability in the body, Chinese bayberry anthocyanins can not play its antioxidant properties, which restricts the depth of its research and preparation. Our group found that compared with the Chinese bayberry anthocyanins with conventional particle size, Chinese bayberry anthocyanins nanoliposomes showed better stablity and antioxidant activity in vivo. The important antioxidant mechanism is based on the properties like special nanoparticle size of Chinese bayberry anthocyanins nanoliposomes and the more convenient access to gastrointestinal cells to make cytotoxicity. Our research focused on the mechanism about antioxidant activity of Chinese bayberry anthocyanins nanoliposomes and molecular mechanism on gastrointestinal cells, bulit the digestive three-dimensional cell model, studied the tract and distribution that Chinese bayberry anthocyanins nanoliposome enter in the cells revealed the mechanism of andantioxidant activity, illustrated the potential molecular mechanism on protein, DNA, RNA level. Our aim was to clarify the Chinese bayberry anthocyanins nanoliposome’s antioxidant mechanism, to ensure the use of Chinese bayberry anthocyanins nanoliposome scientifically and securely and to provide a scientific foundation for further development of other substances in fruits and vegetables.

杨梅花色苷因体内稳定性差等原因导致其抗氧化性能不能高效的发挥，制约了杨梅花色苷的深度研发。本课题组研究发现与常规粒径杨梅花色苷相比，杨梅花色苷纳米脂质体在体内具有更好的稳定性和抗氧化活性。我们认为由于纳米脂质体的特殊纳米粒径等效应使花色苷纳米脂质体有着比常规花色苷更好的抗氧化效应，且花色苷纳米脂质体较易进入细胞从而对胃肠道细胞产生影响，是其具有较好抗氧化活性的重要机制之一。本课题拟围绕花色苷纳米脂质体对胃肠道细胞抗氧化活性的作用及其分子机制深入开展研究，建立研究抗氧化活性的消化系统3D细胞模型，探明花色苷纳米脂质体进入胃肠道细胞的方式及分布，揭示花色苷纳米脂质体对胃肠道细胞抗氧化效应的作用机制，并在蛋白质、DNA 和RNA 水平上阐明其可能的分子机制。以期全面阐明花色苷纳米脂质体抗氧化的作用机制，为保证花色苷纳米脂质体科学、安全的使用，为果蔬中其他活性成分的深度开发提供科学依据。

本项目利用脂质体包封技术来提高杨梅花色苷的稳定性和抗氧化活性，并对其在细胞模型中的抗氧化机制进行了初步探究。主要取得了以下几方面的研究成果：(1) 探究和优化了杨梅花色苷纳米脂质体制备工艺，并对不同环境下花色苷纳米脂质体稳定性进行了探究，结果表明花色苷纳米脂质体能够有效提高花色苷稳定性；(2)利用Caco-2细胞模型对花色苷纳米脂质体的抗氧化活性及诱导细胞凋亡能力进行了探究，结果表明花色苷纳米脂质体能够提高花色苷的抗氧化活性和诱导细胞凋亡的能力；(3)在胃细胞GES-1中探究了花色苷纳米脂质体对细胞的影响，结果表明花色苷纳米脂质体可以减少过氧化氢刺激引起的活性氧水平，同时对细胞活性无明显影响；(4)在不同的细胞培养模型中对花色苷纳米脂质体的抗氧化活性进行了比较，结果表明在不同细胞培养中所得的实验结果存在一定差异，总的趋势是3D细胞培养模型中细胞活性高于2D细胞培养模型中，花色苷纳米脂质体对细胞生长的抑制作用强于花色苷，相关机理需要进一步进行探究验证；（5）利用Caco-2细胞模型对花色苷和花色苷纳米脂质体的吸收方式和分布情况进行了研究，结果表明花色苷纳米脂质体分布于细胞质和细胞核。花色苷纳米脂质体进入细胞主要依赖于大胞饮和网格蛋白介导的内吞方式；（6）分子水平上对花色苷纳米脂质体抗氧化作用的机制进行了初步探究，结果表明细胞中与抗氧化作用相关酶（超氧化物歧化酶SOD，16kDa)和氧化酶（NOX，67 kDa)均有一定程度的表达（Actin(43kDa)作为内参蛋白）,说明这两种酶在细胞的抗氧化体系中发挥着重要的作用。.该项目申请人目前以通讯作者发表SCI文章9篇，影响因子>3的6篇。包括Food &Function和,Food research international等。入选浙江省“151工程培养人才第二层次”资助对象。获得中国商业联合会科学技术奖一等奖（排1/15）、中国商业联合会科学技术奖二等奖（1/14）、中国轻工业联合会科学技术二等奖（3/8）。研究成果为保证花色苷纳米脂质体科学、安全的使用，为果蔬中其他活性成分的深度开发提供科学依据。