麦胚黄酮对AGEs诱导血管内皮细胞损伤的保护机制及构效关系研究

Recent research have suggested that flavonoids with a variety of biological activities have a protective effect on AGEs-induced vascular endothelial cell injury. Our previous studies found that wheat germ flavonoids (WGF) can inhibit the formation of AGEs. In order to explore the protective mechanism and structure-activity relationship of WGF on AGEs-induced vascular endothelial cell injury, the research will be carried out as follows: (i) WGF will be separated and purified by the combination of macroporous resin column chromatography and high-speed countercurrent chromatography, and then the structures will be identificated. (ii) The model of AGEs-induced human umbilical vein endothelial injury cells (HUVEC) will be established by cell culture technique. The structure-activity relationships of WGF on AGEs-induced HUVEC injury will be clarified according to the detection of lipid peroxidation, apoptosis, inflammation and secretory function. (iii) According to AGEs/RAGE damage ways, the effect of WGF on ROS-p38MAPK-NF-κB signaling pathway will be investigated, and the protive mechanisms will be explored. The results will provide a scientific basis for utilization and development of WGF.

黄酮类化合物是一类具有多种生物学功效的物质，近年来发现其对晚期糖基化终末产物（AGEs）诱导的血管内皮细胞损伤有保护作用。课题组前期实验发现麦胚黄酮粗提物能抑制AGEs的生成。为进一步阐明麦胚黄酮对AGEs诱导血管内皮细胞损伤的保护机制及构效关系，本项目拟开展以下研究：（1）采用大孔树脂联合高速逆流色谱技术，高效分离纯化麦胚黄酮，并进行结构解析。（2）采用细胞培养技术，建立AGEs诱导人脐静脉血管内皮细胞（HUVEC）损伤的模型，通过研究不同结构的麦胚黄酮对细胞脂质过氧化水平、细胞凋亡、炎症反应及分泌功能的影响，阐明构效关系，明确与其发挥保护作用密切相关的分子结构特征。（3）结合AGEs/RAGE损伤途径，研究麦胚黄酮对ROS-p38MAPK-NF-κB信号通路的影响，探讨保护机制。预期研究结果可为麦胚黄酮生物活性的开发和利用提供科学依据。

黄酮类化合物是一类具有多种生物学功效的物质，近年来发现其对晚期糖基化终末产物（AGEs）诱导的血管内皮细胞（VEC）损伤有保护作用。课题组前期实验发现麦胚黄酮粗提物在体外能抑制AGEs的生成。为进一步阐明麦胚黄酮对AGEs诱导VEC损伤的保护机制及构效关系，本项目开展了以下研究：（1）通过研究不同提取方法以及大孔树脂和高速逆流色谱联用技术对麦胚黄酮分离纯化的有效性，建立了一套麦胚黄酮的快速提取、分离纯化的工艺；采用红外光谱、质谱和核磁共振等技术对麦胚黄酮进行结构表征。（2）对麦胚黄酮体外活性进行研究。（3）采用糖孵育法制备了AGEs修饰牛血清白蛋白（AGEs-BSA），并成功建立AGEs诱导HUVEC损伤的模型。（4）通过研究麦胚黄酮对细胞脂质过氧化水平等的影响，阐明保护作用和构效关系。（5）研究麦胚黄酮对ROS-p38MAPK-NF-κB信号通路的影响，探讨保护机制。实验结果表明，微生物发酵法、有机溶剂萃取法以及超声辅助法均能实现对麦胚黄酮的提取，但微生物发酵法提取率较低，超声辅助法提取率达0.4326%。从7种大孔树脂及4种聚酰胺中，筛选出H103大孔树脂为最佳分离树脂，黄酮含量达11.77%。采用高速逆流色谱纯化麦胚黄酮，得到麦胚黄酮N，C15H12O5，纯度可达到95.4%。以麦胚黄酮粗提物为研究对象，发现其清除自由基的能力、螯合金属离子、还原能力及总抗氧化能力均随浓度的增大而增强；其对牛血清白蛋白-葡萄糖、牛血清白蛋白-果糖及牛血清白蛋白-乙二醛糖基化反应体系中AGEs的生成均有一定的抑制作用。且浓度越大，抑制效果越好。其中对BSA-Glucose体系中AGEs的抑制效果较氨基胍强。AGEs母液稀释5×103倍即可见明显的细胞毒性。麦胚黄酮N在浓度为10μg/mL和100μg/mL时，对AGEs诱导的HUVEC损伤均有不同程度的保护作用。且保护作用随着麦胚黄酮浓度的增大而增强。AGEs对HUVEC的总抗氧化能力没有显著影响。但麦胚黄酮N对AGEs诱导HUVEC中T-AOC有增强的作用，但并未显示出明显的量效关系。其是通过调控ROS-p38MAPK-NF-κB这条信号通路发挥保护作用的。研究结果可为麦胚黄酮生物活性的开发和利用提供科学依据。