茶儿茶素没食子酸酯(CG)抑制小肠葡萄糖吸收的机制

Catechin is the main active ingredient in the tea, accounting for 12-24% of the content, with antioxidation, anticancer, antimutation, hypoglycemic, anti-inflammation, detoxification and anti-allergy. Catechin extract has become one of the main utilization of low-grade tea. However, the majority of enterprises are limited to the production of primary products, and the end product development is seriously lagged behind, which leads to low production efficiency. How to use tea catechin resources to develop end products has become the key to efficiency of low-grade tea. Understanding active mechanism is the premise of application of the functional components in tea. Catechins have been showed to exert good hypoglycemic effect, but the mechanism is not yet completely clear. The past study indicated that catechin gallate (CG) had the best inhibitory activity on glucose uptake by Caco-2 cells, but epigallocatechin (EGC) showed the opposite. In this study, the mechanism for Inhibition of intestinal glucose uptake by CG in vitro will be investigated via the methods of cytology, molecular biology and radiation chemistry. It aims to provide a theoretical basis for the diabetes drug development of CG and the improvement in the activity of catechins via structural decoration. It could also provide new ideas for the breeding of specific tea varieties in the future.

儿茶素是茶叶中主要的活性成分，含量占12-24%，具有抗氧化、抗癌、抗突变、降血糖、消炎解毒、抗过敏等多种活性。儿茶素提取物已成为低档茶利用的主要途径之一，但由于多数企业仅限于初级产品的生产，终端产品开发严重滞后，导致生产效益低下，如何利用茶叶中儿茶素资源开发终端产品已成为低档茶提质增效的关键。探明活性机制是茶叶功能性成分应用的前提。尽管儿茶素有较好的降血糖作用，但作用机制尚未完全明了。本研究以发现的对小肠葡萄糖吸收有显著抑制活性的儿茶素没食子酸酯（CG）为试材，同时以对葡萄糖吸收弱抑制活性的EGC为对照，利用细胞学、分子生物学以及放射化学等方法探明CG抑制小肠葡萄糖吸收的机制，为糖尿病新药开发提供理论依据。同时也为儿茶素的结构修饰及活性提高提供基础，为特异性茶树品种的选育提供新的思路。

儿茶素具有降血塘效果，但作用机制不清。本研究系统探讨了儿茶素（CG）抑制葡萄糖吸收的机制。主要结果：一是建立儿茶素吸收转运的Caco-2细胞模型。适宜于儿茶素吸收转运的细胞条件为跨膜电阻TEER值约为282±11Ω*cm2（250Ω*cm2），LYCH的跨膜通量Papp值为7.74*10-8~4.25*10-7cm/s（0.5*10-6cm/s）。二是初步探明儿茶素在Caco-2细胞单层模型中的吸收特性。儿茶素的吸收性较差，顺反异构影响儿茶素的吸收与转运，反式儿茶素可能比顺式儿茶素更易于被转运外排。从AP侧到BL侧的转运看，EGCG、GCG、C、EGC、EGC的Papp具有浓度依耐性，随浓度增加而增加，其中EGCG和EGC具有被动运输的特征，而CG的Papp值和转运速率则随着浓度的增加而减少，这可能与外排蛋白的参与有关，EGCG、GCG、ECG、CG、EC、C都属于吸收较差的化合物（Papp﹤0.5*10-6cm/s）。从BL侧至AP侧的转运看，GCG、EGCG、CG、ECG、EC、EGC的Papp值随着浓度的升高而升高。GCG、C、CG、ECG可能存在外排机制，可能为P-gp蛋白、MRP蛋白或者其他药物抵抗蛋白的底物。儿茶素代谢分析表明，儿茶素的反向代谢产物种类及含量都要大于正向，除了亚硫酸盐和甲基化外，还发现每一种儿茶素都有2种新的代谢产物，而这些物质可能是MRP2的底物，其结构影响儿茶素在小肠内的作用。三是儿茶素对葡萄糖转运蛋白具有抑制特性。抑制剂MK-571能显著增加EC、C、CG、ECG在caco-2细胞中的积累，增加了从AP侧到BL侧的转运，并且能进一步抑制EC、C、CG从BL侧至AP侧的转运。儿茶素可能是MRP2的底物，能诱导细胞合成MRP2 RNA的表达，改变葡萄糖经小肠上皮的渗透性，从而降低其吸收。而ECG、GCG的转运还有其他外排蛋白的参与。实时荧光定量分析结果表明，ECG、EGCG、EGC减少了小肠上皮细胞顶侧面SGLT1、GLUT2的合成表达，葡萄糖从肠腔进入肠细胞的速率降低。此外，儿茶素能显著抑制细胞蔗糖酶、麦芽糖酶酶和Na+/K+-ATPase活性。基于此，儿茶素（CG）抑制葡萄糖吸收的机制可能是降低糖转运蛋白SGLT1 、GLUT2的表达，减少糖转运蛋白的合成，抑制葡萄糖进入肠细胞，减少肠细胞中的葡萄糖进入血液循环。