大豆功能糖提高异黄酮生物利用度的组-效关系及互作调控机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871752
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2002.食品生物化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Low bioavailability of soybean isoflavones has emerged as a key restrictive factor to exhibit their nutritional benefits. The applicant already screened and found that soybean isoflavones induced the expression of intestinal phase II enzymes and efflux transporters (proteins), leading to their very low bioavailability, while soybean functional carbohydrates could significantly promote the intestinal absorption of these isoflavones. However, the composition-activity relationship of the tested oligosaccharide or polysaccharide fractions, and their mechanisms underlying regulation and control of specific interaction are not clear, and it is the urgent need for the deep investigation from the perspective of metabolism, genes and molecules. In this study, we will explore the composition, primary structure, and molecular weight of different soybean functional carbohydrates and their inhibitory effects on the expression of phase II enzymes (SULT and UGT) and efflux transporters (P-gp and MRP1), as well as the time- and dose-effect relationship of the isoflavone bioavailability enhancement to reveal the active carbohydrate fractions with the interaction effect. Furthermore, under oral ingestion of the functional carbohydrate fraction with high activity, isoflavones or their combination in rats, this investigation will test whether microRNA (miRNA) derived from rat small intestine directly regulates the mRNA and protein expressions of the metabolic enzymes or transporters, and also investigates whether it indirectly control the expression of the metabolic enzymes and transporters through miRNA-mediated Keap1-Nrf2/ARE signaling pathway. This study will elucidate the new target and interaction mechanism of soybean functional carbohydrates in improving the intestinal absorption of soybean isoflavones, and to provide a scientific basis for the interaction theory of food ingredients and development of novel foods.
低生物利用度已突显为大豆异黄酮发挥营养作用的主要制约因素。申请人已筛选发现大豆异黄酮诱导肠II相代谢酶和外排转运蛋白表达而生物利用度极低,且大豆功能糖可显著促进其肠吸收,但该寡糖或多糖组分的组-效关系及其具体互作调控机制不清楚,急需从代谢、基因与分子水平深入探究。本项目研究大豆不同功能糖的组成、一级结构和分子量等组分结构特征与大鼠小肠II相代谢酶(SULT、UGT)和外排转运蛋白(P-gp、MRP1)的表达抑制及异黄酮生物利用度提升的时效和量效关系,揭示高效互作调控的功能糖组分;进而探究高活性功能糖组分、异黄酮及其联合摄入中大鼠小肠miRNA是否直接靶向代谢酶或转运蛋白的mRNA及蛋白表达,并考察miRNA是否介导Keap1-Nrf2/ARE信号通路,间接调控代谢酶和转运蛋白的表达。阐明大豆功能糖调控异黄酮肠吸收的新靶标及两者的互作机制,为食品成分互作增效理论及新型食品创制提供科学依据。

结项摘要

目前,国内外对大豆主要成分功能糖与染料木黄酮等异黄酮研究多局限于单一组分的分离、纯化及功能评价,其结果难以准确反映食品多组分共存并相互作用的营养特征。本项目研究发现,大豆水苏糖寡糖、多糖等功能糖抑制小肠II相代谢酶和外排转运蛋白表达的营养新功能,揭示其通过该新功能拮抗类黄酮小肠首过代谢进而增强其肠吸收和生物学活性的互作效应机制。.率先发现大豆染料木黄酮等异黄酮摄入显著诱导小肠II相代谢酶(SULT和UGT)和外排转运蛋白(P-gp、MRP1)表达而导致小肠首过代谢机制的发生(葡萄糖醛酸化或硫酸化的类黄酮被肠上皮细胞的转运蛋白外排至肠腔),从而极大地降低其生物利用度,其中异黄酮酯化度与抑制效应成正相关的构效关系。进一步的机制研究发现,共摄入的大豆功能糖可有效抑制小肠II相代谢酶和外排转运蛋白的表达,据此对抗异黄酮首过代谢,增强其生物利用度及营养功效;并发现水苏糖等功能糖与小肠上皮细胞膜上的HSP90β蛋白结合改变其外泌体miRNA谱,突破了功能糖益生元是小肠“过客”的传统认知,揭示了大豆功能糖调控小肠上皮细胞外泌体miRNA谱的新功能,也阐明了功能糖-小肠miRNA-结肠菌群的轴向调控关系,证实了功能糖下调的小肠miR-30a-5p显著抑制结肠(粪便)Lactobacillus reuteri的增殖,而miRNA被证实不能介导Keap1-Nrf2/ARE信号通路的调控,因而小肠miRNA与代谢酶或转运蛋白的调控关系需进一步的探究。这些研究发现为功能糖和类黄酮功能因子的互作增效理论发展及复合功能食品研发提供科学依据。.相关成果已在Mol. Nutr. Food Res.、J. Agric. Food Chem.、Food Funct.、J. Funct. Foods等SCI期刊上共发表论文33篇,被SCI期刊大量引用,已完成合同的全部任务。此外,部分研究成果正在整理中,拟发表。

项目成果

期刊论文数量(33)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Non-digestive stachyose enhances bioavailability of isoflavones for improving hyperlipidemia and hyperglycemia in mice fed with high fat diet.
非消化水苏糖增强异黄酮的生物利用度,改善高脂饮食小鼠的高脂血症和高血糖
  • DOI:
    10.38212/2224-6614.3078
  • 发表时间:
    2021-03-15
  • 期刊:
    Journal of food and drug analysis
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wu Y;Lu Y;Ren D;Chen X;Yang X
  • 通讯作者:
    Yang X
Chlorogenic acid inhibits trimethylamine-N-oxide formation and remodels intestinal microbiota to alleviate liver dysfunction in high l-carnitine feeding mice
绿原酸抑制三甲胺-N-氧化物的形成并重塑肠道微生物群,以减轻高左旋肉碱喂养小鼠的肝功能障碍。
  • DOI:
    10.1039/d1fo01778k
  • 发表时间:
    2021-09-03
  • 期刊:
    FOOD & FUNCTION
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Zhang, Xiangnan;Shi, Lin;Yang, Xingbin
  • 通讯作者:
    Yang, Xingbin
Immunomodulatory effects of an acidic polysaccharide fraction from herbal Gynostemma pentaphyllum tea in RAW264.7 cells
绞股蓝茶酸性多糖组分对 RAW264.7 细胞的免疫调节作用
  • DOI:
    10.1039/c9fo00219g
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
    FOOD & FUNCTION
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Ren, Daoyuan;Zhao, Yan;Yang, Xingbin
  • 通讯作者:
    Yang, Xingbin
Eurotium cristatum Exhibited Anti-Colitis Effects via Modulating Gut Microbiota-Dependent Tryptophan Metabolism
冠散囊菌通过调节肠道微生物群依赖性色氨酸代谢而表现出抗结肠炎作用
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.2c05464
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Agricultural and Food Chemistry
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Bo Zhang;Daoyuan Ren;Aiqing Zhao;Hongjun Shao;Ting Li;Pengfei Niu;Yan Zhao;Xingbin Yang
  • 通讯作者:
    Xingbin Yang
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茯砖茶多糖通过肠道微生物群控制促进脂肪细胞褐变和产热来预防肥胖
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.2c04888
  • 发表时间:
    2022-11-02
  • 期刊:
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Du, Haiping;Shi, Lin;Yang, Xingbin
  • 通讯作者:
    Yang, Xingbin

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  • 通讯作者:
    杨兴斌

其他文献

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杨兴斌的其他基金

基于肠道菌群代谢解析大豆功能糖组分差异化调控肠糖异生的生化机制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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