本文系Food Science and Human Wellness原創編譯，歡迎分享，轉載請授權。

Introduction

胃潰瘍（GU）是一種常見的、多發的呈現世界性分布的胃腸道疾病。胃潰瘍一般由多種因素共同作用導致，其中包括機體內部因素和外界環境因素。治療和預防胃潰瘍最常用的藥物包括H2受體拮抗劑（如西咪替丁、雷尼替丁）、質子泵抑制劑（如奧美拉唑、蘭索拉唑）、抗酸劑和對胃黏膜提供機械保護的細胞保護劑。然而，長期使用這些藥物可能會引起嚴重的副作用。因此，安全有效的，特別是植物中的天然提取物作為替代藥物為胃潰瘍的保護提供了新思路。

鐵皮石斛是一種具有豐富藥用價值的中草藥，因其廣泛的藥理和臨床作用，在中國和其他東南亞國家被公認為優質健康食品。鐵皮石斛的傳統藥用部位主要是莖，在加工生產的過程中，大量的鐵皮石斛花和葉未得到有效地利用。鐵皮石斛花中富含多種營養成分及與莖中相似的活性成分，包括氨基酸、多糖、黃酮類化合物及多種揮發性物質等。研究者發現與鐵皮石斛葉、莖比較，花中的黃酮含量較高。而黃酮類化合物也具有抗氧化、抗衰老、抗癌和免疫調節等的生物活性，且在毒理研究中未表現出明顯不良影響。因此，進行鐵皮石斛花資源的開發利用具有重要意義。

浙江工業大學食品科學與工程學院邵平教授等在本文中以乙醇誘導小鼠與GES-1細胞建立急性胃潰瘍模型，評估了石斛花中提取純化的黃酮組分DOFF對該疾病的保護作用；分析了石斛花黃酮在胃潰瘍小鼠體內引起的因子變化；判斷了石斛花黃酮抑制胃潰瘍發生的分子機制。

圖1

Results and Discussion

DOFF對胃潰瘍的保護作用

胃潰瘍的主要臨床表現為胃壁黏膜出血以及組織損傷，經不同藥物處理后的小鼠胃組織形貌如圖2所示。模型組小鼠胃黏膜出血嚴重，胃細胞黏連度下降，組織間存在大量炎性細胞浸潤，均證明存在嚴重胃潰瘍癥狀；DOFF處理組顯著改善了這種乙醇引起的胃黏膜損傷，減少了黏膜出血點數量并恢復胃壁完整性，證明來自鐵皮石斛花的黃酮富集物DOFF具有胃潰瘍抑制效果。而高濃度DOFF與低濃度對比更具優勢，說明在該實驗條件下，DOFF的保護作用呈劑量依賴性。

圖2 DOFF減少小鼠胃潰瘍損傷

DOFF通過降低炎癥因子，調控氧化應激反應減少胃潰瘍引起的組織損傷

文章通過胃組織中各類細胞因子的變化，分析判斷DOFF緩解胃潰瘍的作用機制。氧化自由基對細胞組織的攻擊是組織損傷的最主要內因之一，如圖3所示，檢測了各組小鼠胃組織中NO、MPO、MDA以及SOD濃度，結果證明乙醇誘導下，小鼠胃組織中MPO酶活性顯著上升，促使其體內產生大量氧化自由基，導致NO與MDA濃度的上升以及SOD酶活力下降，這些結果表明過量的氧化自由基是胃潰瘍的重要誘因，而DOFF在實驗中呈劑量依賴性的逆轉了這種變化；觀察炎癥相關因子，發現乙醇同樣引起了促炎因子IL-6, IL-1β以及TNF-α的升高，和黏膜完整維持因子NP-SH下降，結合前面氧化應激反應的變化，作者推測乙醇在進入體內后，通過直接物理作用損傷部分胃細胞，隨后在免疫系統的響應下，胃組織分泌大量促炎因子吸引炎性細胞積聚，隨后炎性細胞產生的大量氧化自由基在清除受損細胞的同時殺傷了正常胃細胞，進一步加劇胃組織損傷，最終誘發胃潰瘍。

圖3 DOFF對乙醇誘導小鼠胃潰瘍的影響

DOFF對乙醇誘導胃潰瘍的作用機制

ROS的積累可通過線粒體依賴性途徑引起細胞凋亡。如圖4所示，ROS水平在模型組中顯示增加，DOFF與NAC處理后有效阻斷了ROS的產生。為了進一步評估DOFF是否能減輕乙醇誘導的細胞凋亡，使用JC-1檢測線粒體膜電位（MMP）的水平。流式細胞術分析結果表明，在對照細胞中，MMP的下降率為（5.36 ± 1.41）%，而乙醇處理后，下降率增加至（60.49 ± 2.28）%，DOFF、RAPA和NAC預處理后均降低（P < 0.001），與體內結果一致。免疫熒光實驗顯示，DOFF和RAPA處理顯著提高了HO-1的表達水平。

圖4 DOFF調節乙醇誘導GES-1細胞的氧化應激和線粒體功能障礙

通過在細胞中形成的GFP-LC3來評估自噬情況。對照組的GFP-LC3融合蛋白有規律地彌散到整個細胞質中。在乙醇與DOFF共同預處理后，GFP-LC3在熒光顯微鏡下形成多個明亮的綠色熒光斑點（P < 0.001），說明自噬形成。如圖5所示，與單獨用DOFF處理相比，DOFF聯合RAPA（自噬激動劑）處理顯著提高了LC3βII/LC3βI和Beclin-1蛋白水平，同時降低了自噬流量標志物p62的蛋白水平。3-MA（自噬抑制劑）聯合DOFF處理顯著提高了p62蛋白水平（P ＜ 0.001）。mTOR是自噬的重要調節因子，其上游調節途徑包括PI3K/Akt和AMPK。ULK1作為自噬起始復合物的關鍵分子可介導細胞發生經典自噬反應。免疫印跡實驗表明DOFF似乎通過AMPK/mTOR/ULK1和PI3K/AKT自噬信號通路減輕乙醇誘導的胃潰瘍。

圖5 DOFF通過AMPK/mTOR/ULK1和PI3K/Akt信號通路激活自噬

Conclusion

提取自鐵皮石斛花的黃酮組分DOFF中鑒定出28 種組分。結果表明，DOFF減緩乙醇損傷引發的胃組織炎癥反應和細胞凋亡反應，從而減少組織中氧化自由基的濃度，避免了氧化應激反應對組織細胞的進一步損傷，從而達到緩解胃潰瘍的生理作用。此外，在分子機制中，證明DOFF可以通過AMPK/mTOR和PI3K/Akt自噬途徑對胃潰瘍起到保護作用。

01

第一作者簡介

張之語，女，浙江工業大學食品科學與工程學院研究生，主要研究方向為食品資源與利用、食品營養與功能方向。

02

通信作者簡介

邵平，博士，博士研究生導師，浙江工業大學健行特聘教授，食品科學與工程學院副院長，長期從事食品功能營養及應用研究。

兼中國食品學會第三屆青年委員會委員，浙江省食品學會常務理事，浙江省食品學會青年委員會副主任，國家國民營養健康專家委員會委員，浙江省國民營養健康專家組副秘書長，全國休閑食品標準化技術委員會委員，《Journal of Functional Foods》、《Food Research International》編委，《食品科學》、《食品工業科技》、《食品研究與開發》期刊編委，科技部營養與食品藥品安全領域2035規劃和預測組委員。

承擔了國家自然科學基金、科技部國際合作、浙江省重點研發項目和企業委托等課題，近年來在《Food Hydrocolloids》、《Food Chemistry》、《 Advanced Healthcare Materials》等刊物上發表80余篇論文，其中高被引論文7 篇；以第一發明人獲授權發明專利15 件，美國發明專利2 件，國家級出版社主編教材和著作各1 部。

Dendrobium officinaleflowers flavonoids enriched extract protects against acute ethanol-induced gastric ulcers via AMPK/PI3K signaling pathways

Zhiyu Zhanga, Hualing Xiea, Mohamed A. Faragb, Zhenhao Lic, Qingping Wud, Ping Shaoa,e,*

a Department of Food Science and Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China

b Pharmacognosy Department, College of Pharmacy, Cairo University, Cairo 12613, Egypt

c Zhejiang ShouXianGu Botanical Drug Institute Co., Ltd., Hangzhou 321200, China

d Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Safety and Health, State Key Laboratory of Applied Microbiology Southern China, Institute of Microbiology, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510070, China

e Eco-Industrial Innovation Institute Zhejiang University of Technology, Quzhou 324000, China

*Corresponding author.

Abstract

Gastric ulcer is a widespread disease caused by various etiologies. Dendrobium officinale flowers exert several health benefits owing to their rich flavonoid content. In this study, protective effects and possible action mechanisms of D. officinale flowers’ flavonoid enriched extract (DOFF) were assessed against gastric ulcer. The result of sodium nitrite-aluminum nitrate colorimetry showed that 52.34% of the total extractive was flavonoid, and ultra-high performance liquid chromatography time of flight mass spectrometer (UPLC-Q-TOF/MS) revealed the presence of 28 components in DOFF of which 14 belonged to flavonoids. In addition, in vivo assay revealed DOFF potential in reducing the formation of ethanol-induced gastric mucosal lesions, with drop-in ulcer index from 64.33 ± 8.76 to 32.00 ± 4.47. Similar results were revealed in human gastric mucosal epithelia cells, with cells viability to increase from 27.2% to 61.6% post DOFF administration. To analyzed the protect effect of DOFF, we used Western blotting and immunofluorometric assay to revealed the expression levels of key proteins in cell pathways. The results showed that DOFF (320 μg/mL) could increase the level of oxidation marker protein (HO-1), apoptosis regulatory protein (Bcl-2) and autophagy marker (LC3β) by 50.84%, 43.85%, and 59.21% compared with ethanol-treated group respectively. Further analyzed of the mitochondrial activity and apoptosis pathway, we found that DOFF appeared to mitigate against ethanol-induced gastric mucosal injury via AMPK/mTOR/ULK1 and PI3K/AKT autophagy signaling pathways.

Reference:

ZHANG Z Y, XIE H L, FARAG M A, et al. Dendrobium officinale flowers flavonoids enriched extract protects against acute ethanol-induced gastric ulcers via AMPK/PI3K signaling pathways[J]. Food Science and Human Wellness, 2024, 13(6): 3661-3679. DOI:10.26599/FSHW.2023.9250048.

文章翻譯由作者提供

編輯：王佳紅；責任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創意

為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創新發展機遇與挑戰，促進產學研用各界的交流合作，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）及中國食品雜志社《食品科學》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，西華大學食品與生物工程學院、四川旅游學院烹飪與食品科學工程學院、四川輕化工大學食品與釀酒工程學院、成都大學食品與生物工程學院、成都醫學院檢驗醫學院、四川省農業科學院農產品加工研究所（四川省農業科學院食物與營養健康研究所）、中國農業科學院都市農業研究所、四川大學農產品加工研究院、西昌學院農業科學學院、宿州學院生物與食品工程學院、大連民族大學生命科學學院、北京聯合大學保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。

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