Studie zum Zusammenhang zwischen den funktionellen Wirkstoffen in Maulbeerblättern und der menschlichen Gesundheit

Maulbeerblattist ein Lebensmittel, das sowohl als Medizin als auch als Nahrungsmittel verwendet werden kann und in China weit verbreitet ist. Maulbeerblätter können als Nahrungsergänzungsmittel und funktionelles Lebensmittel zur Vorbeugung und Linderung von Stoffwechselerkrankungen eingesetzt werden und werden bei Stoffwechselerkrankungen (Adipositas, Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und nichtalkoholischer Fettleber) eingesetzt. Maulbeerblätter können als Tee, Pulver oder Extrakt zur Behandlung und Kontrolle von Gesundheitszuständen konsumiert werden. Die Erforschung der aktiven Wirksamkeit und Wirkung vonMaulbeerblattwird dazu beitragen, eine hochwertige Nutzung der Maulbeerblattressourcen zu entwickeln und eine wissenschaftliche Grundlage für die für die menschliche Gesundheit erforderliche aktive Wirksamkeit zu schaffen.

01Verbesserung der Leberverfettung bei db/db-Mäusen durch fettreiche Ernährung

Hintergrund

Typ-2-Diabetes geht mit vielen Komplikationen einher. Die nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) und die nichtalkoholische Steatohepatitis (NASH) sind zwei Komplikationen, die mit einer erhöhten Fettansammlung in der Leber einhergehen. Frühere Studien haben gezeigt, dassMaulbeerblattWasserextrakt (MLE) hat die Wirkung, den peripheren Blutfettspiegel zu senken, die Expression der Fettsäuresynthase (FASN) zu hemmen und die Aktivität der antioxidativen Leberenzyme Superoxiddismutase (SOD) und Katalase zu erhöhen.

Methoden

Ziel dieser Studie war es, die Wirkung von MLE und seinem Hauptbestandteil Neochlorogensäure (nCGA) auf die Senkung von Serumlipiden, die Verringerung der Leberlipidakkumulation und die Verbesserung des Steatohepatitis-Spiegels zu untersuchen. Die antioxidativen Aktivitäten von Glutathion (GSH), Glutathionreduktase (GRd), Glutathionperoxidase (GPx), Glutathion-S-Transferase (GST) und Superoxiddismutase (SOD) wurden untersucht. Die Katalase wurde an Mäusen getestet, die mit MLE und nCGA gefüttert wurden.

Ergebnisse

Im Vergleich zu den db/m- und db-Mäusengruppen waren das Serumlipidprofil und die Fettleberwerte in der HFD-Gruppe signifikant erhöht, während die antioxidative Leberaktivität in der HFD-Gruppe signifikant verringert war. Bei Fütterung mit HFD + MLE oder nCGA verbesserten sich das Serumlipidprofil, der Leberfettablagerungsstatus, der Steatohepatitis-Spiegel und die antioxidative Leberaktivität im Vergleich zur HFD-Gruppe signifikant. Obwohl MLE und nCGA den Blutzuckerspiegel bei db/db-Mäusen nicht direkt beeinflussten, regulierten sie den abnormalen Fettstoffwechsel. Diese Ergebnisse belegen das Potenzial von MLE/nCGA bei der Behandlung von glukotoxizitätsbedingter diabetischer Fettleber in Tiermodellen.

Abschluss

Dieses Experiment zeigt, dass MLE und nCGA gute Aussichten in der Prävention und Behandlung der diabetischen Fettleber bieten. Maulbeerblätter können nachweislich die Aktivität antioxidativer Leberenzyme wirksam steigern und dadurch die Lipogenese hemmen. Es wird spekuliert, dass MLE durch die Senkung des Cholesterinspiegels im Blut die Entstehung einer diabetischen Fettleber verhindert. Zukünftig sind jedoch weitere Forschungen erforderlich, um den molekularen Mechanismus der hemmenden Wirkung von MLE und nCGA zu untersuchen und die Wirksamkeit anderer potenzieller Verbindungen in der Prävention und Behandlung der diabetischen Fettleber zu erforschen.

02 Lipid-Nanopartikel aus Maulbeerblättern: eine natürliche, zielgerichtete orale CRISPR/Cas9-Verabreichungsplattform zur Linderung von Dickdarmerkrankungen

Abstrakt

Die orale Behandlung von Dickdarmerkrankungen mit dem CRISPR/Cas9-System wurde bisher durch das Fehlen einer sicheren und effektiven Verabreichungsplattform erschwert. Überexprimiertes CD98 spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Colitis ulcerosa (UC) und Colitis-assoziiertem kolorektalem Karzinom (CAC). In dieser Studie wurden Lipidnanopartikel (LN)PS), die aus Maulbeerblättern gewonnen wurden, wurden mit Pluronic-Copolymeren funktionalisiert und optimiert, um CRISPR/Cas-Geneditierungsmechanismen für den Knockout von CD98 bereitzustellen. Die erhaltenen LNPs hatten einen hydrodynamischen Durchmesser von 267,2 nm, eine enge Größenverteilung und eine negative Oberflächenladung (-25,6 mV). Der Einbau von Pluronic F127 in LNPs verbesserte ihre Stabilität im Gastrointestinaltrakt und erleichterte ihre Durchdringung der Dickdarmschleimbarriere. Die Galaktose-Terminusgruppe förderte die Internalisierung von LNPs durch Makrophagen über Asialoglykoprotein-Rezeptor-vermittelte Endozytose, mit einer 2,2-mal höheren Transfektionseffizienz als Lipofectamine 6000. LNPs reduzierten die CD98-Expression signifikant, regulierten proinflammatorische Zytokine (TNF-α und IL-6) herunter, regulierten entzündungshemmende Faktoren (IL-10) hoch und polarisierten Makrophagen zum M2-Phänotyp. Die orale Verabreichung von LNPs linderte UC und CAC, indem sie Entzündungen reduzierte, die Dickdarmbarriere wiederherstellte und die Darmmikrobiota modulierte. Als erstes oral verabreichtes CRISPR/Cas9-LNP bietet dieses System eine präzise und effiziente Plattform für die orale Behandlung von Dickdarmerkrankungen.

Abschluss

In dieser Studie wurde eine orale CRISPR/Cas9-Abgabeplattform basierend auf essbaren Maulbeerlipiden und Pluronic F127 entwickelt. Die resultierenden Lipidnanopartikel (P127M@pCD98) blieben während der Passage durch den Magen-Darm-Trakt stabil, durchdrangen die Schleimbarriere und drangen in Kolitis- und kolorektales Tumorgewebe ein. P127M@pCD98 können durch Galaktoserezeptor-vermittelte Endozytose spezifisch von Makrophagen internalisiert werden und anschließend aus Lysosomen entweichen. In-vitro-Experimente zeigten, dass P127M@pCD98 die Entzündungsreaktion linderte, indem sie die CD98-Expression herunterregulierten, Makrophagen zum entzündungshemmenden M2-Phänotyp polarisierten und die Freisetzung von TNF-α und IL-6 reduzierten. Die orale Verabreichung von P127M@pCD98 verzögerte effektiv das Fortschreiten von Colitis ulcerosa und Colitis-assoziiertem Dickdarmkrebs, reicherte nützliche Bakterien an und reduzierte die Häufigkeit schädlicher Bakterien. Zusammenfassend belegen diese Ergebnisse erstmals die Eignung von LNPs (P127Ms) als orale CRISPR/Cas9-Trägerplattform für die wirksame orale Behandlung von Dickdarmerkrankungen.

03 Natürliche Lipid-Nanopartikel aus Maulbeerblättern zur gezielten oralen Behandlung von Leberzellkarzinomen

Abstrakt

Herkömmliche Leberkrebstherapeutika sind aufgrund ihrer Nebenwirkungen und unzureichenden Wirksamkeit in ihrer klinischen Anwendung stark eingeschränkt. Inspiriert vom Konzept „Medizin und Nahrung haben denselben Ursprung“ wurden natürliche exosomenähnliche Lipidnanopartikel (LNPs) aus Blättern der Schwarzen Maulbeere extrahiert und gereinigt. Die erhaltenen MLNPs weisen eine ideale hydrodynamische Partikelgröße (162,1 nm), eine gleichmäßige Größenverteilung (Polydispersitätsindex = 0,025) und eine negative Oberflächenladung (-26,6 mV) auf. Diese natürlichen LNPs sind reich an Glykolipiden, funktionellen Proteinen und aktiven kleinen Molekülen (z. B. Rutin und Quercetin-3-O-Glucosid). In-vitro-Experimente zeigten, dass MLNPs bevorzugt von Lebertumorzelllinien durch Galaktoserezeptor-vermittelte Endozytose internalisiert wurden, den intrazellulären oxidativen Stress erhöhten und mitochondriale Schäden auslösten, wodurch die Lebensfähigkeit, Migration und Invasion dieser Zellen gehemmt wurde. Wichtig ist, dass In-vivo-Studien zeigten, dass orale MLNPs hauptsächlich über den Jejunum und den Dickdarm in den Blutkreislauf gelangen und vernachlässigbare Nebenwirkungen sowie eine hervorragende antitumorale Wirkung haben, indem sie Tumore direkt abtöten und die Darmflora regulieren. Diese Ergebnisse belegen insgesamt das Potenzial von MLNPs als natürliches, sicheres und wirksames Nanomedikament zur oralen Behandlung von Leberzellkarzinomen.

Abschluss

Natürliche exosomenähnliche Nanovesikel wurden aus frischen Blättern der Schwarzen Maulbeere extrahiert und gereinigt. Zur Behandlung von Leberzellkarzinomen. Diese aus Blättern der Schwarzen Maulbeere gewonnenen Lipid-Nanopartikel (MLNPs) enthalten eine Vielzahl funktioneller Komponenten, darunter Lipide, Proteine ​​und Flavonoide, darunter Galaktose als potenzielles Ziel für die Behandlung von Lebertumoren. Darüber hinaus zeigten sie eine ausgezeichnete Stabilität unter simulierten gastrointestinalen Bedingungen und zeigten eine ausgezeichnete Biokompatibilität, wodurch sie sich sehr gut für In-vivo-Anwendungen eignen. In-vitro-Experimente zeigten, dass die Galaktosegruppen auf der Oberfläche der MLNPs deren spezifische Internalisierung durch Hepa1-6-Zellen förderten und ihre Zytotoxizität gegen Lebertumorzellen erhöhten. Die Ergebnisse zeigten, dass MLNPs den Hepa1-6-Zellzyklus in der G0/G1-Phase anhalten und Zellapoptose induzieren konnten. Sie lösten auch einen Anstieg der intrazellulären ROS-Werte aus und hemmten die Proliferation und Migration von Leberkrebszellen signifikant. Die Biosicherheit oral verabreichter MLNPs war der intravenösen Verabreichung überlegen und verursachte weder Immunogenität noch toxische Nebenwirkungen. In einem Mausmodell für primären Leberkrebs zeigten orale MLNPs eine signifikante Leber-Targeting- und Anreicherungswirkung, hemmten das Tumorwachstum signifikant und regulierten das mikrobielle Gleichgewicht im Darm. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MLNPs ein natürliches, sicheres und umweltfreundliches Nanomedikament mit speziellen Lebertumor-Targeting-Eigenschaften darstellen, das zur oralen Behandlung von Leberzellkarzinomen eingesetzt werden kann.

04 Wechselwirkung zwischen Maulbeerpolyphenolen und Polysacchariden während der Verdauung und der Dickdarmfermentation

Abstrakt

Die Verdauungs- und Absorptionseigenschaften von Maulbeerpolyphenolen (MLPP), Maulbeerpolysacchariden (MLPS) und Maulbeerpolyphenol-Polysaccharid-Komplexen (PPPS) während der Fermentation wurden verglichen und die Veränderungen der kurzkettigen Fettsäuren (SCFAs) während der Fermentation analysiert. Der Einfluss von PPPS auf die strukturelle Zusammensetzung der Darmflora wurde anhand der 16S-rDNA-Gensequenzierung untersucht. Die Verdaulichkeit der Polyphenole in MLPP und PPPS betrug 59,48 % bzw. 79,95 %, während in MLPS und PPPS keine freien Monosaccharide nachgewiesen wurden. Dies deutet darauf hin, dass Polysaccharide die Verdauung der Polyphenole in PPPS förderten, während die Anwesenheit von Polyphenolen keinen Einfluss auf die Verdauung der Polysaccharide hatte. Die Produktion von Essigsäure, Propionsäure, Valeriansäure und Buttersäure in der PPPS-Gruppe stieg während des 0-12-stündigen Fermentationsprozesses signifikant an und der pH-Wert sank stark, während die MLPS-Gruppe während der 12-24-stündigen Fermentationsphase mehr Isobuttersäure und Isovaleriansäure produzierte. PPPS erhöhte die relative Häufigkeit von Fusobacterium signifikant und reduzierte die relative Häufigkeit von Collinsella aerofaciens, Romboutsia ilealis und Lachnospiraceae signifikant, was mit der synergistischen Regulierung des Lipidstoffwechsels durch Polyphenole und Polysaccharide zusammenhängen könnte.

Abschluss

In dieser Studie wurde ein Simulationsmodell der menschlichen Verdauung und der Dickdarmfermentation erstellt, um die Unterschiede in der Zusammensetzung der Maulbeerbestandteile MLPP, MLPS und PPPS nach der Verdauung sowie die Veränderungen des pH-Werts, der kurzkettigen Fettsäuren und der Darmflora während der Dickdarmfermentation zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass in der PPPS-Gruppe das Vorhandensein von Polysacchariden die Verdauung von Polyphenolen förderte, während sich die Verdauung von Polysacchariden nicht änderte und keine Monosaccharide freigesetzt wurden. Während des Fermentationsprozesses von 0–12 Stunden waren die Hauptbestandteile der kurzkettigen Fettsäuren Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und Valeriansäure; während des Fermentationsprozesses von 12–24 Stunden waren die Hauptbestandteile der kurzkettigen Fettsäuren Isobuttersäure und Isovaleriansäure. PPPS hatte einen signifikanten Einfluss auf den pH-Wert, den Gehalt und die Zusammensetzung der kurzkettigen Fettsäuren, und die Wirkung war besser als bei MLPP und MLPS. Während der Dickdarmfermentation erhöhte PPPS die relative Häufigkeit von Fusobacterium und reduzierte die relative Häufigkeit von Collinsella aerofaciens, Romboutsia und Lachnospiraceae. Die Wirkung war am besten, was möglicherweise auf die synergistische Regulierung des Fettstoffwechsels durch Polyphenole und Polysaccharide zurückzuführen ist. Die Ergebnisse dieser Studie werden dazu beitragen, die materiellen Grundlagen und die wissenschaftliche Bedeutung der funktionellen Aktivität von Maulbeeren, insbesondere die synergistische Wirkung von Polyphenolen und Polysacchariden bei der Regulierung des Fettstoffwechsels, aufzudecken und Hinweise für die Entwicklung funktioneller Lebensmittel mit Wirkstoffkompatibilität zu geben.