探究阿魏酰低聚糖对氧化应激损伤的保护作用机制

夏雪芬 田素梅 刘志莲 韩芸娇

研究显示，从小麦麸皮中得到的阿魏酰低聚糖在体外细胞实验中能够有效抵抗正常大鼠红细胞的氧化损伤，刺激双歧杆菌的增殖，激活糖尿病大鼠的Nrf2/ARE-Keap1抗氧化信号通路，并能够提升超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）抗氧化酶的活力。流行病学研究也表明，丰富的谷物饮食在预防慢性疾病方面起着至关重要的作用，比如冠心病、疟疾、糖尿病和阿尔茨海默症等。

一、阿魏酰低聚糖的来源

麦麸在全世界大量生产，是一种重要的谷物加工副产物，同时被公认为是一种良好的膳食纤维的来源。小麦麸皮主要来源于小麦籽粒的外层组织，由细胞壁多糖组成，其中木聚糖占干物质重量的40%；阿魏酸（4-羟基-3-甲氧基肉桂酸）是小麦麸皮初级细胞壁中的主要酚酸类物质，约占麦麸比重的0.5%。

麦麸细胞壁中的阿魏酸是通过酸性基团与α-L-阿拉伯呋喃铀酰残基C5位发生乙酰化作用后与阿拉伯木聚糖共价结合。从禾本科植物细胞壁中分离得到的阿魏酰低聚糖，在结构上具有较好的一致性，合成的阿魏酰低聚糖具有较好的抗氧化活性，能够抑制自由基诱导正常的大鼠红细胞的氧化损伤，并能在体外刺激双歧杆菌的生长。

二、Nrf2/ARE-Keap1抗氧化信号通路

氧化应激产生时会使氧化还原失去平衡导致活性氧产生，而活性氧产生过量是细胞内发生氧化损伤和信号转导被修改的主要原因。当活性氧的量达到一定程度时会引发有机体的生理病理学反应，如癌症、神经退行性疾病、细胞炎症等。

在抗氧化作用机制的相关实验研究中，目前使用次数最多的体内抗氧化信号通路是Nrf2/Keap1抗氧化信号通路，该条信号通路激活，介导相关基因和蛋白转录、翻译还受多种信号分子的影响。核转录相关因子2（transcription factor Nuclear Factor-Erythroid-2-related factor 2，Nrf2），转移进入细胞核后能有效识别氧化反应元件（Antioxidant response elements，ARE），介导多种抗氧化酶的表达，例如过氧化氢酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）等。在生物体内异生源物质的代谢过程中，抗氧化酶类物质可以促使细胞将体内毒性物质排出体外，CAT、SOD、GPx和还原型谷胱甘肽（Glutathione，GSH）等都是动物体内重要的抗氧化防御体系，是最早被确定为管理抗氧化作用和调控抗氧化相关基因表达的重要元素。此外，胞质接头蛋白（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）是Nrf2的負性调控蛋白，能够阻断核转录因子Nrf2转移到细胞核内，并促使Nrf2发生生物降解。

三、阿魏酰低聚糖对氧化损伤的保护作用机制

1.激活Nrf2/ARE-Keap1抗氧化信号通路，对氧化应激损伤起保护作用。当组织细胞遇到有害刺激时，核因子E2相关因子作为DNA结合蛋白识别抗氧化反应元件ARE，调控几种二相酶基因和抗氧化剂的表达。Nrf2/ARE抗氧化信号通路是动物体内最重要的防御信号通路，一些膳食中的植物化学物质能够通过核因子NF-E2相关因子（Nuclear factor-erythroid 2-related factor 2，Nrf2）信号通路来调节二相解毒酶/抗氧化酶的活力，以有助于细胞在受到氧化应激时起到保护作用，同时能够对抗致癌物质的侵袭。因此，激活Nrf2-ARE信号通路是细胞抵抗氧化应激的主要作用机制。张等人的研究中显示，药物组的Nrf2、Keap1、MafK基因和蛋白的表达量与空白对照组升高，阿魏酰低聚糖能够激活Nrf2/ARE-Keap1抗氧化信号通路，最终介导下游抗氧化酶的表达，从而对氧化应激损伤起到较好的保护作用。

2.上调相关抗氧化酶的表达，减少氧化应激损伤。细胞在受到氧化应激损伤时，体内会产生大量的活性氧，在张等人的实验结果中显示，阿魏酰低聚糖对于AAPH诱导产生氧化损伤的细胞具有较好的保护作用，药物组与空白损伤组相比较，其中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）等二相解毒酶的抗氧化活力明显升高，同时mRNA基因表达量和蛋白表达量也明显提升，由此可见其对AAPH诱导的HepG2细胞氧化损伤具有较好的保护作用。

作者简介：夏雪芬（1988.10-），女，白族，云南大理，德宏师范高等专科学校，助教，硕士，研究方向：天然产物提取。