近日，江西農(nóng)業(yè)大學，湖南農(nóng)業(yè)大學等單位合作在國際知名期刊《Journal of Functional Foods》(中科院二區(qū)Top期刊，IF:5.223)在線發(fā)表了題為“Potential protective function of green tea polyphenol EGCG against High glucoseinduced cardiac injury and aging”的研究論文，江西農(nóng)業(yè)大學茶學與茶文化研究中心主任李明璽副教授和湖南農(nóng)業(yè)大學劉仲華院士等為論文的通訊作者。
綠茶及其功能成分已被廣泛用于多種膳食補充劑。然而，迄今為止，人們對綠茶中具有保護心臟損傷和衰老作用的活性成分及其蛋白靶標尚不清楚。表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)是綠茶中含量最高和最具有健康效益的活性單體成分，具有抗菌、抗病毒、心血管保護以及抗腫瘤等多種作用。本研究利用網(wǎng)絡(luò)藥理學和生物信息學的方法對綠茶中的活性成分及其相關(guān)靶點進行分析和整理，并與糖尿病的相關(guān)靶點取交集，篩選出關(guān)鍵靶點，然后通過分子生物學實驗研究，全面探討了綠茶中的活性成分EGCG在高糖誘導(dǎo)的心肌細胞損傷和衰老中的作用，結(jié)果表明EGCG可抑制HG誘導(dǎo)心肌肥大、氧化應(yīng)激、炎癥和細胞衰老，進一步的研究還發(fā)現(xiàn)，在抑制PPARγ后，EGCG也不能保護HG誘導(dǎo)的心肌細胞衰老。本研究有助于更好地理解綠茶作為心血管系統(tǒng)保護性膳食補充劑的潛在應(yīng)用價值。
為研究綠茶中EGCG對HG誘導(dǎo)的H9C2細胞損傷的影響，首先檢測了心肌肥大相關(guān)基因的表達。結(jié)果表明，HG顯著增加肥大基因ANF、BNP和β-MHC的mRNA表達，經(jīng)EGCG處理后抑制了肥大基因表達。并進一步發(fā)現(xiàn)EGCG還能夠抑制HG誘導(dǎo)的心肌細胞表面積的增加。然后進一步檢測了TNF-α、IL-6和IL-1β等炎癥因子表達的變化，發(fā)現(xiàn)EGCG抑制了HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細胞中炎癥反應(yīng)。通過檢測培養(yǎng)基中的氧化應(yīng)激相關(guān)指標MDA和SOD，發(fā)現(xiàn)經(jīng)EGCG處理后顯著改善了HG誘導(dǎo)H9C2心肌細胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)。DCF-DA染色實驗進一步證實，EGCG抑制了HG誘導(dǎo)的心肌細胞ROS的增加。上述結(jié)果表明，EGCG顯著改善了HG誘導(dǎo)的心肌細胞肥大、炎癥和氧化應(yīng)激。
心肌損傷是糖尿病的主要并發(fā)癥之一，為闡明EGCG調(diào)節(jié)糖尿病心肌病(DCM)的具體分子機制，我們對從網(wǎng)絡(luò)藥理學分析中獲得的靶基因進行了初步篩選。在HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細胞損傷模型中給予EGCG，并分別通過RT-qPCR和Western Blot檢測這些關(guān)鍵靶點的表達。結(jié)果表明在所有靶點中抑制了ESR1和PPARγ的表達并上調(diào)ERBB2的水平。相反，EGCG處理顯著降低HG誘導(dǎo)的PPARγ mRNA和蛋白表達。HG和EGCG處理對其他基因的表達沒有顯著影響。上述結(jié)果表明PPARγ可能參與EGCG對擴張型心肌病的調(diào)節(jié)作用。因為細胞衰老是DCM發(fā)展的重要因素，為了闡明EGCG對HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細胞衰老的影響，分別使用γ-H2AX染色和β-半乳糖苷反應(yīng)兩個實驗來觀察EGCG的作用。HG培養(yǎng)后可顯著增加細胞核中γ-H2AX的表達，而EGCG處理可抑制γ-H2AX的水平，表明EGCG可改善HG誘導(dǎo)的細胞DNA損傷。此外，我們還發(fā)現(xiàn)，HG顯著上調(diào)H9C2心肌細胞中衰老特異性標志物SA-βgal的水平，而EGCG顯著改善了HG誘導(dǎo)的SA-βgal水平的增加。上述結(jié)果表明，EGCG可以抑制HG誘導(dǎo)的H9C2心肌細胞衰老。最后選擇了9個與糖尿病密切相關(guān)的核心靶點進行研究，并與綠茶中的9種活性成分之間進行了分子對接驗證。從分子對接的角度來看，結(jié)合能越小，活性成分與蛋白質(zhì)的結(jié)合就越緊密。當結(jié)合能小于-4.25 kcal·mol-1時，表明有效成分與蛋白質(zhì)具有一定的結(jié)合功能。當結(jié)合能小于-5.0 kcal·mol-1時，表明有效成分與蛋白質(zhì)具有良好的結(jié)合功能。分子對接結(jié)果表明，Catechin和PPARγ、GC和PPARγ、CG和MAPK1、GCG和HSP90AA1具有很好的結(jié)合能力。結(jié)果分別為-5.03 kcal·mol-1、-4.62 kcal·mol-1、-4.35 kcal·mol-1和-4.25 kcal·mol-1。本研究結(jié)果表明PPARγ依賴的的信號通路參與了EGCG對HG所致心肌損傷和衰老的調(diào)控作用。我們的研究結(jié)果有助于更好地了解綠茶作為心血管系統(tǒng)保護性膳食補充劑的潛在價值。
來源：食品放大鏡、中農(nóng)促茶產(chǎn)業(yè)分會、北京茶世界
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