基于核受体-CYP7A1通路的海棠果降胆固醇有效成分及机制研究

Hyperlipidemia is a metabolic disease with rapidly increasing prevalence. Hypercholesterolemia is a major risk for atherosclerosis and relevant cardiovascular disease and stroke. In our preliminary study, we found that extracts of crabapples could lower serum total cholesterol and low-density lipoprotein cholesterol, and increase the mRNA and protein levels of cholesterol 7α- hydroxylase (CYP7A1) in the liver tissue of high-fat diet-induced obese mice. To reveal which components in crabapples play cholesterol-lowering effect, and its underlining mechanism, we will separate polysaccharides and polyphenols from crabapples, and test the therapeutic effects of the components. We also will use LDLR-/- mouse model to analyze whether the crabapples have preventive or therapeutic effects on plaque formation of atherosclerosis. Using reporter assay, we will test the constituents from crabapple for their regulation on CYP7A1 transcription activity of nuclear receptor transcription factor LXRα and FXR to find the active compounds. Finally we will use CYP7A1 knockout mice to verify the mechanism. Our study will shed lights on the cholesterol-lowering mechanism of crabapple, and will provide the experimental basis for the development of new drug or nutraceuticals.

高脂血症发病呈逐年升高，其中高胆固醇血症是形成冠状动脉粥样硬化性心脏病和中风的主要危险因素。我们的前期研究发现，海棠果提取物可显著降低高脂饲料诱导的小鼠血清高胆固醇和低密度脂蛋白，增加肝脏的胆固醇7α羟化酶（CYP7A1）mRNA和蛋白含量。为研究海棠果降胆固醇的活性部位，及是否通过作用于核受体调控CYP7A1基因表达发挥作用，本课题拟进一步建立海棠果质量标准，分离海棠果总多糖和总多酚，并考察其降胆固醇的药效学，明确海棠果降胆固醇的活性部位，同时研究海棠果是否有防治LDLR基因敲除小鼠动脉粥样硬化的作用。对已知海棠果主要成分进行报告基因分析，发现可能影响LXRα或FXR调控CYP7A1基因表达的活性成分，最后使用CYP7A1基因敲除小鼠验证其作用机制，以揭示海棠果降胆固醇的有效成分，并阐明其分子机制，为开发具有我国自主知识产权的降总胆固醇中药新药提供实验依据。

高脂血症发病呈逐年升高，其中高胆固醇血症是形成冠状动脉粥样硬化性心脏病和中风的主要危险因素，严重危害着人们的健康。我们的前期研究发现，来自不同种的蔷薇科苹果属植物海棠果提取物均可显著降低高脂饲料诱导的小鼠血清高胆固醇和低密度脂蛋白，增加肝脏的胆固醇7α羟化酶（CYP7A1）mRNA和蛋白含量。为进一步研究海棠果降胆固醇的活性部位，及是否通过作用于核受体调控CYP7A1基因表达发挥作用，我们首先对海棠果进行成分分析及提取分离。LC-MS结果发现海棠果多酚类化合物使其主要成分，因此我们对海棠果进行总多酚多糖的分离，并对总多酚部分进行梯度萃取。对获得的4个极性部位进行药效学评价发现多酚中乙酸乙酯部位（AC）是海棠果发挥降胆固醇的有效部位。通过对该部位分离发现其中含有β-谷甾醇、熊果酸、根皮苷等单体化合物，针对这些化合物进一步建立了海棠果质量标准。通过高脂餐诱导肥胖小鼠考察AC对降胆固醇的药效学，发现AC具有降低肥胖小鼠体重、血糖、血清总胆固醇、低密度脂蛋白，且成量效依赖关系，同时还有减轻高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝。通过LDLR基因敲除小鼠喂食高胆固醇饮食模型研究发现，海棠果能够显著抑制小鼠的主动脉弓动脉粥样硬化斑块的产生，说明海棠果具有防治动脉粥样硬化的作用。机制研究发现，AC能够剂量依赖的升高CYP7A1的mRNA表达，进一步证明AC是海棠果中发挥药效的有效部位。同时，AC及其所含的化合物成分还能够降低体外胆固醇的合成，促进体内胆固醇的排泄。为研究对CYP7A1上游的调控作用，我们通过对海棠果内所含9种单体化合物和乙酸乙酯有效部位进行代谢性相关核受体报告基因分析，发现这9中化合物和AC均不能够调控核受体LXRα/β或FXR的转录活性，但能够特异性激动PXR的转录活性，说明海棠果是通过核受体PXR-CYP7A1通路发挥降胆固醇的作用。本课题揭示了海棠果降胆固醇的有效成分，并阐明其分子机制，为开发具有我国自主知识产权的降总胆固醇中药新药提供实验依据。

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