柑橘精油的代謝圖譜及其主要成分d--檸檬烯對糖脂代謝紊亂的防治作用研究.pdf

1、柑橘（CitrusL.）屬于蕓香科(Rutaceae)柑橘亞科(Aurantioideae)植物。中國是柑橘屬的重要起源中心之一，具有豐富的柑橘野生資源。自林奈1753年確立柑橘屬以來，國內(nèi)外學(xué)者從形態(tài)到分子對柑橘屬植物的分類和進化問題開展了一系列研究。然而，柑橘屬植物的分類、進化和重要栽培（雜）種的起源問題仍待解決。柑橘精油是廣泛分布于柑橘的果實、葉片及花中的一類具芳香氣味且常溫?fù)]發(fā)的油狀液體的總稱。柑橘精油的主要成分d-檸檬烯具有抗

2、氧化、抗炎、抗癌等多種生物活性。特別是最新研究發(fā)現(xiàn)，柑橘精油的主要成分d-檸檬烯具有緩解由高脂膳食及N硝基左旋精氨酸甲酯（Nw-nitro-L-argininemethylester, L-NAME）誘導(dǎo)的非酒精性脂肪肝大鼠胰島素抵抗的功效。然而，有關(guān)d-檸檬烯對由高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的脂代謝紊亂和高血糖方面的研究仍尚未見報道。
　　本論文采用氣相色譜與質(zhì)譜技術(shù)對來自20種不同柑橘資源的果皮精油的揮發(fā)性成分進行了分析，其中10種

3、為中國特有野生柑橘類型。在柑橘精油代謝圖譜的基礎(chǔ)上，建立了以代謝組學(xué)為基礎(chǔ)的柑橘化學(xué)分類模型，并采用該分類模型對柑橘屬三個基本種以及六個重要栽培（雜）種的分類鑒定和起源問題進行了分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合體外細(xì)胞模型以及體內(nèi)小鼠模型，對柑橘精油的主要成分d-檸檬烯在由高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠脂代謝紊亂及高血糖等代謝綜合征中的防治作用進行了系統(tǒng)研究。最后，采用雙熒光素酶報告基因和實時熒光定量PCR技術(shù)對d-檸檬烯在過氧化物酶增殖物激活受體(pe

4、roxisome proliferator-activated receptor，PPAR)以及肝X受體(liver X receptor，LXR)等核受體信號通路中的調(diào)節(jié)作用進行了探討。
　　有關(guān)重要研究結(jié)果如下:
　　1.采用氣相色譜與質(zhì)譜技術(shù)對20份不同柑橘資源精油代謝圖譜進行分析的結(jié)果表明:柑橘精油中的主要揮發(fā)性成分為單萜類物質(zhì)，其中d-檸檬烯(55.05-91.06％)、(S)-(-)-苧烯(0.04-28.04％

5、)、月桂烯(3.62-11.32％)、α-蒎烯(0.49-5.26％)以及香檜烯(0.07-7.54％)為柑橘精油的主要化學(xué)成分。對柑橘屬三個基本種果皮精油的代謝圖譜的分析結(jié)果表明:枸櫞（C.medicaL.）精油的代謝圖譜以含有相對較低濃度的d-檸檬烯(55.05％)和較高濃度的(S)-（-）-苧烯(19.18％)、月桂烯(7.82％)以及α-蒎烯(3.67％)為主要特征;柚類(C.grandisOsb.)精油的代謝圖譜特征則為d-檸

6、檬烯(85.67％)以及月桂烯(11.32％)的相對含量較高;寬皮柑橘（C.reticulata Blanco）的代謝圖譜特征為(S)-(-)-苧烯(11.39-21.83％)、α-芋烯崖柏烯(0.45-1.23％)以及α-蒎烯(2.04-4.07％)含量較高。
　　2.對柑橘精油代謝圖譜的聚類分析和偏最小二乘法辨別分析的結(jié)果顯示:枸櫞（C.medicaL.）、柚（C.grandis Osb.）以及寬皮柑橘（C.reticulat

7、a Blanco）等柑橘屬三個基本種精油的代謝圖譜首先各自聚在一起，然后與其他基本種的代謝圖譜清楚地分離開來。此外，甜橙（C.sinensis Osb.）、酸橙（C.aurantiumL）、檸檬（C.limon Burm.f.）、粗檸檬（C.jambhiri Lush.）、蘭卜萊檬（Climonia Osb）以及葡萄柚（C.paradisi Macf.）等重要栽培（雜）種的代謝圖譜首先各自聚在一起，然后分別與其親本或親本之一聚在一起，且

8、聚類結(jié)果與已有形態(tài)學(xué)、DNA分子標(biāo)記和已有化學(xué)分類結(jié)果一致。D-檸檬烯、α-蒎烯、香檜烯與α-萜品烯為柑橘精油代謝圖譜中的特征性成分，是本論文中基于代謝組學(xué)的柑橘化學(xué)分類模型的主要生物標(biāo)記性行物質(zhì)或特征性化合物。
　　3.利用3T3-L1前脂肪細(xì)胞模型，通過前脂肪細(xì)胞誘導(dǎo)分化和油紅染色，我們發(fā)現(xiàn)，柑橘精油的主要成分d-檸檬烯具有抑制前脂肪細(xì)胞分化的功效。采用C57BL/6小鼠進行預(yù)防實驗的結(jié)果表明，d-檸檬烯能夠明顯影響實驗小鼠白

9、色脂肪組織和褐色脂肪組織中脂肪細(xì)胞的大小，并能夠有效預(yù)防由高脂膳食誘導(dǎo)的實驗小鼠血清脂質(zhì)中甘油三酯(p＜0.01)的上升以及空腹血糖水平(p＜0.01)的提高，d-檸檬烯還具有預(yù)防小鼠肝臟組織中脂肪積累的功效;治療實驗中，通過建立高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型，d-檸檬烯能夠顯著降低肥胖小鼠血清脂質(zhì)中甘油三酯(p＜0.01)、低密度脂蛋白膽固醇(p＜0.05)的含量以及空腹血糖水平(p＜0.05)，并能有效提高肥胖小鼠血清中高密度脂蛋白膽固

10、醇(p＜0.05)的含量以及小鼠對葡萄糖的利用率。
　　4.通過雙熒光素酶報告基因研究，我們發(fā)現(xiàn)，柑橘d-檸檬烯可以提高PPARα的轉(zhuǎn)錄活性，并能降低LXRβ的表達(dá)水平。實時熒光定量PCR檢測結(jié)果表明，d-檸檬烯能夠顯著提高解偶聯(lián)蛋白(uncoupling protein-2，UCP-2)、乙酰輔酶A羧化酶(acetyl-CoAcarboxylase，ACC)以及過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活子1α(peroxisome pr

11、oliferator-activated receptorγcoactivator-lα, PGC-lα)等PPARα靶基因的表達(dá)水平。此外，d-檸檬烯還能夠抑制膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(sterolregulatory element-binding protein-1，SREBP-1)，載脂蛋白E(apolipo-protein E，ApoE)，以及3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶 A還原酶(3-hydroxy-3-methyl-glut