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口服降血糖藥物

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代用茶辣木葉降血糖作用及其在功能食品開發(fā)上的應(yīng)用前景

糖尿病是一種糖代謝異常性疾病,長期高血糖容易造成腎臟等多臟器衰竭,因此控制血糖尤為重要。隨著科學(xué)的進步與發(fā)展,藥物治療愈發(fā)有效但尚不能治愈,且長期服用藥物容易引起嘔吐、腹瀉等不良反應(yīng)。

中藥是中華文明的瑰寶,從藥用植物中萃取有效成分用于治療糖尿病是當前的重點研究方向之一。國產(chǎn)青錢柳、梔子、桑葉等已經(jīng)證實具有降血糖作用。

辣木(Moringa oleifera, MO)是一種原產(chǎn)于印度,廣植于熱帶地區(qū)的植物資源,研究表明其具有降糖降脂功效。2012年,我國將辣木葉(Moringa oleifera leaf, MOL)納入新食品原料管理,標志著MOL在我國食品及功能食品上應(yīng)用準入。

隨著大健康產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,“健康”消費已成為主流消費趨勢,以MOL與國產(chǎn)藥食兩用或新食品原料聯(lián)用配伍開發(fā)具有特定功效的健康食品或者代用茶茶飲具有廣闊的前景。

文章主要圍繞MOL對血糖的影響研究,分別從MOL及其不同溶劑提取物降血糖作用機制研究,MOL降血糖功能活性物質(zhì)基礎(chǔ)研究,MOL消費特點及毒理安全性研究、MOL配伍在降血糖功能食品或者代用茶茶飲開發(fā)上的應(yīng)用研究等方面作如下整體性綜述。

01

MOL及其提取物降血糖作用研究進展

1、MOL

· MOL影響并改善糖脂代謝平衡。

唐大軒等研究發(fā)現(xiàn)3.0 g/kg和6.0 g/kg MOL可以顯著降低高脂Ⅱ型糖尿病模型大鼠的血糖值,降低總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)含量,增加高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)含量。PARWANI等研究發(fā)現(xiàn)MOL可以抑制α-葡萄糖苷酶和脂肪酶活性,并且即使經(jīng)過食品加工高溫處理對酶活性的不利影響仍然較小。人群試驗結(jié)果也表明口服MOL可以降低糖尿病病人和Ⅱ型糖尿病肥胖病人的血糖值,表明其具有調(diào)脂降糖作用。

· MOL影響并增強抗氧化水平,減輕胰島素抵抗,促進胰島素分泌。

SHAAT等研究發(fā)現(xiàn)在高脂飼料中添加5%~10% MOL可以顯著降低鏈脲佐菌素(STZ,35 mg/ kg BW)與高脂飲食聯(lián)合誘導(dǎo)的糖尿病模型兔的血糖值、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)和丙二醛(MDA)含量,增加總抗氧化能力(TAC)和過氧化氫酶(CAT)及其mRNA的表達。ANTHANONT等研究發(fā)現(xiàn)口服4 g MOL可以促進健康人胰島素的合成分泌,顯著增加胰島素AUC值和胰島素曲線下面積(AUC)/葡萄糖AUC的比值,提高胰島素分泌率,表明MOL是一種潛在的治療糖尿病的藥物。

2、辣木葉水提取物(AEMOL)

· AEMOL影響并調(diào)節(jié)糖脂代謝平衡。

ADISAKWATTANA等研究發(fā)現(xiàn)AEMOL中含有45.21±0.96 mg沒食子酸當量/g的總酚、15.39±0.58 mg兒茶素當量/g的總黃酮和4.90±0.20 mg兒茶素當量/g的縮合鞣質(zhì)含量,可以特異性地抑制腸蔗糖酶活性,IC50值為0.78±0.21 mg/mL,對胰腺α-淀粉酶和膽固醇酯酶也有輕度抑制作用。WASHIM等研究發(fā)現(xiàn)100 mg/kg AEMOL可以顯著抑制Ⅰ和Ⅱ型糖尿病大鼠α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性,提高酵母細胞的TAC、葡萄糖耐量和葡萄糖攝取速率。LUANGPIOM等研究發(fā)現(xiàn)100、200和300 mg/100 g BW AEMOL可以顯著提升正常小鼠和糖尿病小鼠血糖耐受力。SUGUNABAI等研究發(fā)現(xiàn)口服AEMOL 90 d可以降低糖尿病患者血糖值、HbA1c、TC、TG和LDL-C值分別降低22.1%、20.4%、14.22%、39.49%和17.66%。200~400 mg/kg BW AEMOL顯著降低糖尿病大鼠血漿膽固醇、TG和LDL-C值,表明口服AEMOL可以減輕糖尿病患者的血脂失衡。此外,鎘是一種劇毒金屬,如誘發(fā)糖尿病等,CHATTERJEE等研究發(fā)現(xiàn)100 mg/kg BW AEMOL可以降低鎘暴露大鼠的TC、TG、HDL-C和LDL-C含量。

· AEMOL影響提升抗氧化水平和抗炎性能力。

AEMOL中含有豐富的多酚物質(zhì),每100 g AEMOL中含有3550±100 mg沒食子酸當量的多酚,MOKHTAR等研究發(fā)現(xiàn)AEMOL可以有效清除DPPH自由基,IC50值為0.32 mg/mL,顯著降低STZ(70 mg/kg BW)糖尿病大鼠胰腺MDA含量,增加胰腺超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性。JAISWAL等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)正常和糖尿病大鼠體內(nèi)試驗表明200 mg/kg AEMOL凍干粉可顯著增強SOD、CAT、谷胱甘肽-s-轉(zhuǎn)移酶活性。AZEVEDO等研究發(fā)現(xiàn)100 mg/kg AEMOL可以顯著降低糖尿病皮膚創(chuàng)傷大鼠血糖值,顯著降低腫瘤壞死因子(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)和白介素-6(IL-6)含量,并顯著提高組織病理學(xué)評分,促進糖尿病皮膚創(chuàng)傷大鼠傷口愈合。

· AEMOL改善胰島素抵抗,保護胰腺、肝臟和腎臟等重要臟器與增加抗氧化能力和提高免疫耐受有關(guān)。

STZ誘導(dǎo)的糖尿病模型鼠主要表現(xiàn)為血糖、TG、TC含量以及肝臟丙酮酸羧化酶基因的表達量顯著增加,但肝臟脂肪酸合成酶基因的表達量顯著降低,經(jīng)200 mg/kg或250 mg/kg BW AEMOL處理后具有逆轉(zhuǎn)上述指標變化并修復(fù)肝臟和胰腺組織損傷作用。另外,可以促進胰腺β細胞胰島素分泌,增強基礎(chǔ)和胰島素介導(dǎo)的脂肪細胞、肌肉和肝細胞對葡萄糖的攝取消耗量。TUORKEY等研究發(fā)現(xiàn)100 mg/kg AEMOL可以顯著降低四氧嘧啶誘導(dǎo)糖尿病模型小鼠的HOMA-IR值,增加TAC,降低血肌酐和尿素氮水平,增加CD69細胞比例及INF-γ含量。

· AEMOL影響神經(jīng)、肌肉及卵巢活動。

CUDIAMAT等研究發(fā)現(xiàn)在迷宮測試實驗中250~750 mg/kg AEMOL對小鼠記憶力影響小,但造成海馬神經(jīng)元輕微損傷。AEMOL可以抑制乙酰膽堿介導(dǎo)的蛙骨骼肌收縮和腹直肌收縮,表明其可以影響神經(jīng)活性作用。AMELIA等研究發(fā)現(xiàn)250 mg/kg BW AEMOL可以顯著降低多囊卵巢綜合征胰島素抵抗大鼠的胰島素水平以及顯著改善并促進卵巢卵泡的形成。

3、辣木葉乙醇提取物(EEMOL)

· EEMOL影響并調(diào)節(jié)糖脂代謝及提升機體抗氧化水平。

EEMOL中富含多酚、黃酮類物質(zhì),每克EEMOL中約含有7.10 ±0.02 mg 沒食子酸當量的多酚,98.20 ± 0.60 mg蕓香苷當量的黃酮,35.20 ± 0.07 mg抗壞血酸當量的抗氧化能力,而且其對過氧化氫的清除能力要顯著強于維生素E。研究發(fā)現(xiàn)250~500 mg/kg EEMOL可以顯著降低STZ誘導(dǎo)糖尿病模型大鼠的血糖值、體重、血清TC和TG含量,300 mg/kg EEMOL可以顯著降低自發(fā)型肥胖型糖尿病大鼠的谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)及肝臟MDA含量,增加肝臟SOD活力和總谷胱甘肽(GSH)含量,表明其能減輕糖尿病大鼠肝臟炎性損傷、脂質(zhì)沉積及氧化損傷。對比發(fā)現(xiàn)AEMOL和EEMOL均能夠顯著降低血糖水平,但AEMOL比EEMOL降血糖效果更強,處理14 d后血糖分別降低了45.2%和33.7%,表明水溶劑比乙醇溶劑浸出效果更好。

· EEMOL影響消化酶活性和腸道菌群平衡。

王遠等采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化微波輔助提取辣木葉總黃酮,得到純度為764.49±25.17 mg/g MO黃酮,經(jīng)體外抗氧化試驗證實MO黃酮對α-葡萄糖苷酶有抑制作用,IC50值為4.18 mg/mL。對比分析MO籽、莖、花、葉和根等部位對消化酶和糖尿病的影響,相較于籽、莖、花和根,100~800 mg/kg EEMOL降血糖以及抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性作用最強,其次是MO種子。研究發(fā)現(xiàn)0.6 g/kg EEMOL給藥可以顯著增加自發(fā)性糖尿病大鼠腸道菌群多樣性,顯著降低擬桿菌門、普雷沃氏菌科和普雷沃菌屬豐度,顯著增加厚壁菌門、乳桿菌門和乳酸桿菌屬豐度。表明其可以豐富腸道菌群多樣性,改善腸道菌群物種結(jié)構(gòu)和分布。

· EEMOL影響攝食行為,保護胰島和肝臟組織,改善胰島素抵抗。

CHINEDU等研究發(fā)現(xiàn)250 mg/kg和500 mg/kg EEMOL可以顯著降低STZ誘導(dǎo)糖尿病模型大鼠空腹血糖和胰島素水平,顯著增加HOMA-IR。150 mg/kg、300 mg/kg和600 mg/kg EEMOL可以顯著降低自發(fā)型肥胖型2型糖尿病ZDF大鼠血清胰島素、糖化蛋白和瘦素水平以及肝臟轉(zhuǎn)氨酶水平,減少肝臟脂肪含量,增加肝糖原合成,保護胰島細胞,還通過激活下丘腦胰島素IRS-PI3K-AKT-Fox01信號通路,上調(diào)阿皮黑素原(POMC)蛋白表達,下調(diào)刺鼠基因相關(guān)蛋白(AgRP)增加黑皮素受體基因轉(zhuǎn)錄,進而促進促甲狀腺激素釋放激素的基因轉(zhuǎn)錄,抑制食欲素基因轉(zhuǎn)錄,從而抑制食欲,改善糖尿病“三多一少”的多食癥。

4、辣木葉甲醇提取物(MEMOL)

MEMOL影響糖脂代謝穩(wěn)定,保護肝臟、腎臟等重要臟器與增強抗氧化、抗炎與抗應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。

OLAYAKI等研究發(fā)現(xiàn)300 mg/kg和600 mg/kg MEMOL可以顯著降低四氧嘧啶(120 mg/kg BW)誘導(dǎo)的糖尿病模型鼠TG、TC、LDL-C含量,顯著增加糖原合成酶活性、HDL-C和糖原含量,表明其可以促進葡萄量攝取和糖原合成。OMODANISI等研究發(fā)現(xiàn)250 mg/kg MEMOL可以顯著降低STZ(55 mg/kg BW)誘導(dǎo)糖尿病模型鼠血糖值、肝臟重量和肝臟相對比重,以及降低肝臟中AST、ALT和ALP活性,和降低LDL-C和TC水平,增加肝臟抗氧化能力,還顯著降低炎癥因子IL-6、TNF-α和趨化因子MCP-1水平,并且肝臟組織病理學(xué)檢查顯示肝組織得到了改善。

ELIZABETH等研究發(fā)現(xiàn)250 mg/kg MEMOL顯著降低STZ(55 mg/kg BW)誘導(dǎo)的糖尿病模型鼠血糖值,降低AST、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、堿性磷酸酶、肝臟IL-6、單核細胞趨化蛋白-1和TNF-α含量,可以引起血清白蛋白和球蛋白增加,增加腎臟CAT、SOD、GSH-Px活性和GSH含量,降低MDA含量,表明其保護肝臟和腎臟與增強抗氧化水平和抗炎能力有關(guān)。線粒體電子傳遞鏈的改變是糖尿病相關(guān)的肝臟生物能下降的標志。MARIA等研究發(fā)現(xiàn)200 mg/kg MEMOL可以顯著降低STZ(55 mg/kg)誘導(dǎo)的糖尿病模型鼠脂質(zhì)過氧化水平和蛋白質(zhì)碳基化水平,并增加所有復(fù)合物活性,但復(fù)合物II和IV活性未受影響,還通過復(fù)雜的I-III-IV途徑可以消除耗氧量。

MUZUMBUKILWA等研究發(fā)現(xiàn)250和500 mg/kg MEMOL改善STZ(45 mg/kg BW)誘導(dǎo)的糖尿病模型鼠糖耐量受損和肝功能受損。SANGKITIKOMOL等研究發(fā)現(xiàn)每千克 MEMOL凍干粉中含有9307±364 mM水溶性維生素E當量的總抗氧化能力、218±1 mM沒食子酸當量的總酚、286±12 mM槲皮素當量的黃酮, 2.5~10.0 mg/mL的MEMOL可以抑制10%~45%的晚期糖基化終產(chǎn)物的形成,100~1000 mg/L可以顯著降低HepG2細胞氧化損傷,以及顯著下調(diào)HMG-CoAR、PPARα1和PPARγ基因的表達,表明其可以改善氧化損傷和抑制晚期糖基化終產(chǎn)物的形成進而對健康有益。

5、辣木葉乙酸乙酯提取物(EAEMOL)

EAEMOL治療糖尿病與抗氧化、抗炎,改善胰島素敏感性有關(guān)。

HIDAYATI等研究發(fā)現(xiàn)12.5、25和50 mg/kg EAEMOL可以顯著降低STZ(65 mg/kg)誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠血糖值、TC和LDL-C含量,顯著增加骨骼肌和肝臟中GLUT4的表達,表明其可以提高GLUT4表達增強胰島素敏感性。BAMAGOUS等研究發(fā)現(xiàn)口服200 mg/kg BW EAEMOL還可以顯著降低STZ(55 mg/kg)誘導(dǎo)的糖尿病模型鼠血糖值,促進胰島素分泌,增強SOD、GSH-Px和CAT酶活性,抑制IL-1、TNF-α和IL-6炎癥因子表達,表明其糖尿病治療效應(yīng)與增強抗氧化水平和抑制炎癥因子表達有關(guān)。

02

MOL降糖功能活性物質(zhì)基礎(chǔ)研究

辣木屬于外來中藥資源,從中醫(yī)角度看,辣木葉性寒涼,味甘、苦,歸肝、脾(或胃)經(jīng),可治療脾虛痰濕類糖尿病。借助實驗室手段,可以更加客觀地評估及評價MOL降血糖實際功效及影響機制。MOL中常量元素和微量元素含量十分豐富,采用粒子誘導(dǎo)x射線發(fā)射技術(shù)分析發(fā)現(xiàn),MOL中存在不同含量的Cl、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Br、Sr等元素,其中以Cl、K和Ca含量最高,Mn次之,Zn和Cr含量也較為豐富,研究發(fā)現(xiàn)微量元素有助于改善糖尿病小鼠的糖脂代謝,與糖尿病治療密切相關(guān)。

· MOL蛋白及多肽具有降糖效應(yīng)。

PAULA等分離出一種MO蛋白,具有胰島素樣抗原表位作用,可能與降血糖有關(guān)。PAULO等分離出一種MOL分離蛋白,具有與抗胰島素抗體的凝集活性和交叉反應(yīng),可以增加CAT活性改善糖尿病小鼠氧化應(yīng)激狀態(tài)。ADERINOLA等分離出一種MO多肽,具有清除自由基、羥基自由基、鐵離子還原能力和金屬螯合能力,也具有抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶作用,且抑制作用隨分子量增大逐步增強。

· MOL多糖、黃酮、多酚等功能活性成分具有降糖效應(yīng)。

CHEN等分離得到3種不同分子量的多糖(9.68×103、6.29×103、4.86×103 kDa),均由木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成,其中小分子量多糖對α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用強于大分子多糖。異槲皮苷作為MOL黃酮的主要成分,吉莉莉研究發(fā)現(xiàn)異槲皮苷可以上調(diào)PI3K與Akt的表達量,激活PI3K/Akt通路,表明MOL黃酮和異槲皮苷通過抑制細胞凋亡、促進細胞增殖作用保護胰腺和肝臟。JIMOH研究發(fā)現(xiàn)MOL多酚對α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶有抑制作用,對Cu2+和Fe2+金屬離子具有鰲合作用,表明MOL多酚物質(zhì)在降血糖效應(yīng)具有重要作用。

· MOL中落葉松樹脂醇、異硫氰酸酯等其他功能活性成分具有降糖潛在價值。

儲春霞等從辣木韌皮部中分離出落葉松樹脂醇和3-(α,4-二羥基-3-甲氧基苯甲基)-4-(羥基-3-甲氧基苯甲基)四氫映喃,研究表明其對α-葡萄糖苷酶有抑制作用。WATERMAN等研究發(fā)現(xiàn)5%辣木濃縮液(含辣木屬異硫氰酸酯)可以促進C57BL/6L小鼠脂肪堆積,改善糖耐量和胰島素信號,同時能夠降低血漿胰島素、瘦素、抵抗素以及肝臟葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-P)蛋白表達。ZAINAB等采用硅法(In-silico method)從MOL中篩選了蒽醌、2-苯基色門素(花青素)、鐵杉單寧、谷糖甙(糖苷)和α-酚類甾體等5種植物化學(xué)物質(zhì),在靶向蛋白的活性結(jié)合口袋內(nèi)可以有效結(jié)合,表明這5種化合物具有抗糖尿病價值。沙子珺等通過文本挖掘與分子對接技術(shù)篩查發(fā)現(xiàn)MOL可以對癥治療腫瘤、糖尿病及消化系統(tǒng)疾病等相關(guān)疾病,分子對接結(jié)果表明12個潛在作用靶點及25個活性成分與MOL治療上述疾病相關(guān),而且調(diào)節(jié)機制可能與G蛋白偶聯(lián)受體、炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)。

03

MOL消費習(xí)慣與毒性安全性評價

MOL在世界很多地方具有飲食和藥用消費習(xí)慣,但目前關(guān)于MOL毒理安全性結(jié)論方面仍未完全統(tǒng)一。在消費習(xí)慣方面,UMAR等和POPOOLA等以尼日利亞地區(qū)為對象,調(diào)查發(fā)現(xiàn)該地區(qū)MOL主要以食品、醫(yī)藥、飼料、膠、凝血劑等7種主要方式使用,其中前兩種是最主要的,如用于制作沙拉、治療糖尿病的藥物,使用最多的是主要為MOL和辣木籽。

在毒理安全性方面,研究發(fā)現(xiàn)MOL可以清除DPPH自由基,對BRIN-BD11和3T3F442A脂肪細胞、L6肌肉細胞和張氏肌細胞無毒副作用。反之,研究發(fā)現(xiàn)EEMOL對BGC-823和HeLa細胞有一定的(中度)細胞毒性活性;AEMOL處理對迷宮測試實驗中小鼠的記憶力并沒有明顯影響,但引起海馬神經(jīng)元受損;MOL不改變大鼠的日常行為,不顯著改變腎臟的相對質(zhì)量,但MOL處理后體重輕微下降,組織學(xué)檢查顯大鼠腎臟囊腔間隙增寬,AST、ALT、血清尿素水平均顯著增加,表明其對腎臟有損傷作用。

MOL在降血糖配伍食品開發(fā)上的應(yīng)用研究

MOL與丁香羅勒、番石榴、扁桃斑鳩菊、大蕉、茶等復(fù)配改善健康干預(yù)能力。

EFIONG等研究發(fā)現(xiàn)500 mg/kg BW MOL和丁香羅勒乙醇提取物可以顯著降低STZ(40 mg/kg)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖值,在降糖上兩者無協(xié)同性,但兩者聯(lián)用促血脂穩(wěn)定效果更優(yōu)。邵國強等研究發(fā)現(xiàn)1.8 g/kg辣木黑茶可以顯著降低糖尿病大鼠血糖值,顯著降低高脂血癥大鼠血清TC、TG、LDL-C含量。

JAYAMOL等研究發(fā)現(xiàn)100 μg/mL MOL和番石榴 1:1混合提取物對豬α-淀粉酶的抑制率為72.08%,IC50值為10.9 μg/mL,而單用100 μg/mL MOL抑制率為70.59%,IC50值為27.974 μg/mL,單用100 μg/mL番石榴抑制率為71.23%,IC50值為9.883 μg/mL,表明兩者聯(lián)用抑制作用增強。另外,GODWIN等研究發(fā)現(xiàn)500 mg/kg BW MOL和扁桃斑鳩菊單獨或者聯(lián)用處理顯著降低了血清ALT、AST和ALP含量以及體重;聯(lián)用顯著降低血糖水平,表明兩者聯(lián)合具有更強護肝降糖作用。

還有,MO與其他天然植物復(fù)配不僅可以增強抗糖尿病效應(yīng),還可以有助于增強膳食營養(yǎng)。

KARIM等研究發(fā)現(xiàn)MO添加可以降低大蕉粉的吸水能力、容重、膨脹性和糊化性能,降低了大蕉粉的水合作用和膨脹力,同時增加蛋白質(zhì)含量以及Ca、Mg、K、Na和Fe含量,降低了粗灰分和脂肪含量,表明MO可以改善膳食營養(yǎng)。

MOL發(fā)酵等其他途徑增強MOL健康機能干預(yù)能力。

JOUNG等研究發(fā)現(xiàn)MOL發(fā)酵液可以降低高脂飲食肥胖小鼠的肝臟重量和肝脂肪沉積,改善葡萄糖耐受力,上調(diào)了與肝脂質(zhì)代謝有關(guān)的基因表達;降低股四頭肌肌肉中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ER)、氧化應(yīng)激和脂肪毒性;降低肝臟、附睪脂肪組織和四頭肌中促炎細胞因子mRNA的表達量,且作用效果強于MOL不發(fā)酵組,表明MOL發(fā)酵液健康機能干預(yù)作用更強。將MOL鮮葉按照紅茶和綠茶的加工工藝分別制成MOL紅茶和MOL綠茶,可以有效去除MOL的青味和辛辣味,改善口感并保留MOL的營養(yǎng)功效。

05

存在的問題與展望

研究表明MOL及其提取物可以通過調(diào)節(jié)血脂平衡,提高機體抗氧化水平和抗炎能力,影響消化酶活性和腸道菌群生態(tài)平衡,保護胰腺、肝臟和腎臟等重要臟器等改善糖尿病綜合征及其并發(fā)癥。

MOL及其不同溶劑提取物均有降糖作用,作用效果存在一定差異,其具體主成分差異及功效機制尚需系統(tǒng)研究;MOL安全性方面尚無一致性結(jié)論仍需進一步開展毒理學(xué)安全性評價和劑量學(xué)估算研究,同時需要強化MOL降血糖靶向研究和臨床人群試驗研究;MOL配伍在功能食品或代用茶茶飲上的應(yīng)用開發(fā)及功效研究尚處于起步階段,MOL代茶飲開發(fā)需要加強口感成因分析并在生產(chǎn)工藝上進行創(chuàng)新研制,改善產(chǎn)品口感和風(fēng)味,還需要進一步開展MOL與藥食兩用或新食品原料配伍在功能食品或代用茶茶飲上應(yīng)用開發(fā),豐富產(chǎn)品形式和內(nèi)涵,并加強實際功效評價研究。

劉均

安徽安慶人,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士,助理研究員,主要從事茶及代用茶資源開發(fā)、應(yīng)用及功能評價研究。主持并完成浙江省公益項目1項,參與國家“十三五”科技計劃、浙江省“三農(nóng)六方”等多項目實施,先后發(fā)表論文20余篇。

來源:中國茶葉加工
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“喝茶”就能控制血糖!中國科學(xué)家Science子刊發(fā)表最新研究成果

  解鎖茶的新功能:“喝茶”就能控制血糖穩(wěn)態(tài),你可以想象嗎?10月24日,國際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》(Science  Translational  Medicine,影響因子:17.2)以封面文章形式在線發(fā)表了華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、上海市調(diào)控生物學(xué)重點實驗室、華東師范大學(xué)醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)研究中心葉海峰研究員團隊題為:“A  green  tea-triggered  genetic  control  system  for  treating  diabetes  in  mice  and  monkeys”的最新研究成果。
  期刊封面

  當人體植入某種定制化細胞后,人們只需通過飲用特制的濃縮綠茶,便可使其在體內(nèi)產(chǎn)生代謝物原兒茶酸進而控制細胞中目的基因的表達。而這種目的基因可按照需求調(diào)整改變,可以變?yōu)樘岣呷梭w免疫力的抗體,也變?yōu)榍宄w內(nèi)有害分子的酶,還可以變?yōu)榻档脱堑囊葝u素。

  這種以“喝茶”的便捷方式作為控制手段在時空上干預(yù)或調(diào)控治療藥物的可控表達釋放,為目前人工定制化細胞療法轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用提供了一種全新的理念和策略。葉海峰研究員為該研究論文的唯一通訊作者,第一作者為華東師范大學(xué)2015級博士研究生尹劍麗。

  “該研究讓人們對綠茶有了顛覆性的認識,我們解鎖了茶的新功能,這就是合成生物學(xué)的魅力,”葉海峰表示,“它可以創(chuàng)造生命,可以賦予細胞和生命體新的功能。我們期待合成生物學(xué)可以幫助我們更多地去開發(fā)生命體新功能或生物多重可能性,拓寬生物的新時代。”
  第一作者博士研究生尹劍麗(左)和通訊作者葉海峰研究員(右)

  老朋友有了新技能,綠茶變身細胞“操控手”

  中國人喝茶最早起源于神農(nóng)時期距今已有4600多年的歷史。茶作為日常最受歡迎的飲品之一,富含多種有益成分,包括茶多酚,茶色素,茶多糖,Υ-氨基丁酸等。其中,茶多酚作為茶葉中含量最高的一種可溶性成分,具有消除氧自由基、抗炎、降低心血管疾病發(fā)病率、降血脂、抗菌等多種功效。雖然茶有如此多的功效,但想讓其直接作為藥物去治療疾病還不太現(xiàn)實,限于將茶作為保健品,幫助人體機體預(yù)防疾病。令人興奮的是,這一局限已經(jīng)被徹底打破。如今,茶有了一個全新的角色---細胞“操縱手”,既能編輯細胞的基因組,還能控制細胞的各種行為,從此讓細胞乖乖“聽話”,在特定的時空下產(chǎn)生并釋放各種你想要的治療藥物。

  葉海峰課題組一直致力于尋找一種有益于健康的天然小分子,來調(diào)控細胞的行為和功能。利用合成生物學(xué)思想,課題組通過歷時六年的努力,終于解鎖了茶的新功能,巧妙地利用綠茶的次級代謝產(chǎn)物原兒茶酸(PCA),設(shè)計合成了原兒茶酸調(diào)控的轉(zhuǎn)基因表達控制系統(tǒng),并將其安裝在細胞中,應(yīng)用于可控的表觀遺傳重塑、基因編輯、生物計算機以及精準藥物遞送治療糖尿病。

  糖尿病患者福音?喝“定制”濃茶精準遞送胰島素

  糖尿病嚴重影響著患者的健康和生活,糖尿病患者往往需要承受每天注射胰島素的痛苦。為了代替胰島素注射的糖尿病治療方法,該課題組人員選擇了胰島素作為目的基因進行測試,設(shè)計合成了能夠精確調(diào)控降血糖肽表達釋放的定制化細胞,以達到治療糖尿病的目的。

  研究表明,糖尿病小鼠只需口服定制的濃縮綠茶或者原兒茶酸,便可定時定量地持續(xù)性獲取胰島素,控制體內(nèi)血糖穩(wěn)定,無需每天定時服用或者注射胰島素。另外,這項工作也已在靈長類動物猴子上得到了驗證,糖尿病猴子只需飲用原兒茶酸就可達到控制血糖的效果。該研究大大減輕了糖尿病患者的痛苦,為患者提供了新的治療思路和福音。
  葉海峰課題組在實驗室

  讓人更不可思議的是,該課題組還結(jié)合了最新的基因編輯技術(shù),使綠茶作為基因編輯的調(diào)控開關(guān),去操控基因的表達、編輯。同時,課題組人員證實了該控制系統(tǒng)可以進行復(fù)雜的邏輯運算,期望在未來可以運用在生物計算機中。

  亮點:綠茶調(diào)控的定制化細胞治療方式

  美國生物學(xué)家喬治戴利曾評論:“相比于藥物治療為代表的20世紀,21世紀則是細胞治療的時代”。隨著一些獨特細胞治療產(chǎn)品的開發(fā),細胞治療被視為下一代醫(yī)藥。在細胞治療的最近研究進展中,細胞上設(shè)計安裝特殊用途的控制裝置已成為細胞治療的研究重點,這些裝置可以被量身定做,促使細胞更加智能化地完成如基因編輯、精準治療等各種任務(wù)。這類安裝了控制裝置的細胞被形象地稱為“人工定制化細胞”,該類人工定制化細胞療法也被認為是下一代細胞療法的支柱。然而,缺乏安全高效的控制裝置是目前人工定制化細胞療法轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用中的一大障礙。

  為了實現(xiàn)“綠茶調(diào)控”的理念,研究人員利用喝綠茶代謝物原兒茶酸(PCA)作為分子開關(guān)。將來自于一種鏈霉菌(Streptomyces  coelicolor)中響應(yīng)原兒茶酸的轉(zhuǎn)錄阻遏蛋白PcaV、PcaV響應(yīng)的操縱子DNA序列OPcaV和轉(zhuǎn)錄抑制子KRAB等生物分子元器件進行理性設(shè)計、組裝和重編程,構(gòu)建了原兒茶酸調(diào)控的基因表達控制開關(guān)(PCASwitch,見圖1)。原兒茶酸可以精確誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因的表達,且控制系統(tǒng)在調(diào)控轉(zhuǎn)基因表達上展現(xiàn)出良好的時間、劑量依賴性以及可逆性。并且,無論是注射、口服原兒茶酸以及飲用定制的濃縮綠茶方式均可以調(diào)控移植在小鼠體內(nèi)的控制系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)基因表達。

  圖1:原兒茶酸控制開關(guān)(PCA  Switch)設(shè)計原理示意圖

  鑒于該原兒茶酸調(diào)控系統(tǒng)的高度可控性,研究人員將該系統(tǒng)應(yīng)用于以下三個方面應(yīng)用研究:

 ?。?)構(gòu)建原兒茶酸調(diào)控的表觀遺傳重塑和基因編輯裝置。該裝置是通過PCA控制PolIII啟動子的活性來調(diào)控gRNA表達,從而實現(xiàn)對dCas9/Cas9活性的控制。研究人員分別開發(fā)了通過PCA調(diào)控內(nèi)源基因抑制(PcaRi)、激活(PcaRa)和編輯(PcaRdel)三種控制裝置,分別用于表觀遺傳重塑和基因編輯。

 ?。?)設(shè)計構(gòu)建食物酚酸(原兒茶酸和香草酸)調(diào)控的生物計算機(見圖2)。該生物計算機安裝在細胞內(nèi)并移植到動物體內(nèi),可以根據(jù)原兒茶酸和香草酸存在與否的指令執(zhí)行準確的邏輯運算(包括A  NIMPLY  B,B  NIMPLY  A,AND,OR和NOR  5種邏輯運算)。該項研究是合成生物學(xué)領(lǐng)域中,首次在動物體內(nèi)實現(xiàn)邏輯運算,為以后復(fù)雜精確藥物輸出和精準疾病治療奠定了基礎(chǔ)。
  圖2:在小鼠中,原兒茶酸(PCA)和香草酸(VA)調(diào)控的邏輯“與”門

 ?。?)構(gòu)建原兒茶酸調(diào)控的藥物精準釋放遞送系統(tǒng)用于糖尿病治療(圖3)。為了實現(xiàn)原兒茶酸或“喝茶”調(diào)控基因表達和藥物釋放治療疾病的目的,研究人員構(gòu)建了PCA調(diào)控胰島素(用于1型糖尿病治療)或者GLP-1(胰高血糖素樣肽-1,用于2型糖尿病治療)表達的基因線路,并將基因線路穩(wěn)定上載到人底盤細胞HEK-293中,從而獲得PCA調(diào)控降血糖藥物表達釋放的人工定制化細胞。這些可控的細胞進一步被微膠囊包裹分別移植到1型或者2型糖尿病模型鼠體內(nèi),最終可以實現(xiàn)通過口服PCA或者口服定制的濃縮綠茶調(diào)控降血糖藥物的表達釋放來維持糖尿病小鼠體內(nèi)的血糖穩(wěn)態(tài)。
  圖3:PCA控制開關(guān)調(diào)控胰島素或GLP-1表達治療1型和2型糖尿病鼠

  為了測試該可控定制細胞系統(tǒng)放大后在大動物體內(nèi)的治療效果及可行性,研究人員將原兒茶酸調(diào)控的定制化細胞通過微膠囊包裹后腹腔移植到1型和2型糖尿病猴體內(nèi)。當糖尿病猴口服PCA后,可以激活調(diào)控體內(nèi)移植的細胞表達釋放胰島素或GLP-1,從而起到降血糖作用(圖4)。該部分研究是合成生物學(xué)研究領(lǐng)域中,基于人工基因線路的定制細胞首次在大動物猴子體內(nèi)進行的嘗試。為可控人工定制化細胞在今后臨床應(yīng)用又推進了一步并奠定了基礎(chǔ)。
  圖4:PCA控制開關(guān)調(diào)控胰島素或GLP-1表達治療1型和2型糖尿病猴

  值得注意的是,該工作的創(chuàng)新點包括調(diào)控式基因編輯裝置的構(gòu)建、藥物的精確輸送以及綠茶調(diào)控的定制化細胞治療方式,不僅可以進一步促進細胞治療的精準化,也為基礎(chǔ)研究工作在面對復(fù)雜的特定環(huán)境下提供有用的研究工具。

  然而,葉海峰研究員稱,綠茶調(diào)控的基因表達控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用還有待解決一些問題,例如目前是利用轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)(Sleeping  Beauty)將該系統(tǒng)整合至基因組中,但該過程中發(fā)生一些錯誤的整合是無法預(yù)測和避免的。以后,課題組可能會采用CRISPR系統(tǒng)將控制裝置更精確地整合至特定基因組上。其次,文章中所采用的人源細胞HEK-293雖然易于操作且非常適用于該系統(tǒng),但對于臨床轉(zhuǎn)化來說,將系統(tǒng)整合至病人的原代細胞中才會更加安全,因此,研究該系統(tǒng)在病人自體細胞(如間充質(zhì)干細胞)的調(diào)控效果在后續(xù)的轉(zhuǎn)化工作中非常重要。最后,細胞植入體內(nèi)采取的微膠囊包裹技術(shù)在延長細胞生命周期上也有待改善,以實現(xiàn)更長期的治療效果。

  該研究受到了國家自然科學(xué)基金、上海市科委基礎(chǔ)處合成生物學(xué)重大、重點專項的資助。該研究涉及的1型糖尿病猴子部分工作是由深圳市第二人民醫(yī)院馴化器官醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究開發(fā)中心牟麗莎教授協(xié)助完成。

普洱熟茶——降糖的天然“胰島素”

糖尿病是現(xiàn)代中老年人健康殺手之一,而且,隨著人民生活水平的提高和人口老齡化的加劇,糖尿病的發(fā)病率逐步增加。


迄今為止,糖尿病仍是一種無法根治的疾病,主要靠藥物和調(diào)節(jié)飲食來控制。



而普洱茶中含有較多的茶多糖,是預(yù)防和治療糖尿病的理想飲品。


民間也有用普洱茶治療輕度糖尿病的習(xí)俗,而且是茶越粗效果越好。


此外,普洱茶分為生茶和熟茶,降血糖以熟茶為好!


一、多喝普洱熟茶能防治糖尿病原理


糖尿病是因為免疫力功能紊亂、遺傳因素等引發(fā)的胰島素功能減退造成的蛋白質(zhì)、糖等代謝紊亂綜合癥。



普洱茶不但可以的降血糖,而且很有效果。


普洱茶降壓降血糖是因為其中的茶氨酸能起到抑制血壓升高的作用。


而生物堿和類黃酮物質(zhì)有使血管壁松馳,增加血管的有效直徑,通過使血管舒張而使血壓下降。


因此,多喝普洱茶能防治糖尿病。


二、試驗證明普洱茶可防治糖尿病



在對120名糖尿病患者普洱茶體驗中發(fā)現(xiàn),對注射胰島素和口服降血糖藥嚴重抵抗的患者。


在不停用藥和不改變飲食習(xí)慣的情況下,飲用定量普洱茶水的體驗者,70%糖尿病患者血糖下降至7以下,血糖值平均下降35%。



其中,40%飲用普洱茶的Ⅱ型糖尿病患者(不停用藥)血糖降至正常值,而參與體驗的正常人血糖值無改變。


科學(xué)飲用普洱茶有助于預(yù)防或輔助治療Ⅱ型糖尿病,并減少Ⅱ型糖尿病導(dǎo)致的并發(fā)癥。


此外,大量的動物試驗中發(fā)現(xiàn),口服或腹腔注射茶多糖都有降血糖效果。


給小白鼠注射茶多糖7小時后,其血糖下降70%,所以茶葉中的茶多糖能增強降血糖效果,其作用類似胰島素。


三、年份老的普洱茶防治效果更好



普洱茶屬于后發(fā)酵茶,在良好的干倉環(huán)境下,微生物菌群參與普洱茶后發(fā)酵。


?后發(fā)酵過程也讓茶品內(nèi)含物質(zhì)進行二次分解和重組,茶多糖的含量隨著茶葉原料的老化而增加,其茶多糖含量則以黑茶最多。



日本醫(yī)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),上了年份的黑茶中含有的葡糖糖酶特別高。


葡酶正好是機休吸收有機鍺元素的關(guān)鍵物質(zhì),鍺元素又能激活胰島素從而建立起一個生物性的降糖鏈。


想要防治糖尿病,可以飲用年份較老的黑茶。


四、普洱茶能降血糖但不能代替藥品



普洱茶有降血糖的功效,但只能起到輔助作用,不能替代藥品。目前治療糖尿病最有效的治療方法是采用傳統(tǒng)中藥配合治療。



這些藥物打破了常規(guī)的降糖療法,藥物中獨有的活性成分經(jīng)人體轉(zhuǎn)化能徹底恢復(fù)胰島細胞功能。

清除糖尿病致病根源,恢復(fù)人體正常糖代謝功能,快速達到平穩(wěn)血糖的目的療效獨特。

科學(xué)飲茶

1、每次吃飯前半小時,喝半杯茶對血糖升高有抑制作用。

2、記住喝茶時候水的溫度不可太高。

3、另外如果指望喝茶來治療糖尿病未免有失偏頗,須知飲食中的營養(yǎng)成分并不能用于治療而只能起到輔助作用。

因此,含有豐富的茶多糖、茶多酚和咖啡因等物質(zhì)的普洱熟茶是防治糖尿病的常備飲品。

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