【摘 要】
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花色苷（An）是一种水溶性色素,属于多酚黄酮类,是蓝莓中最主要的功效成分。花色苷具有抗衰老、抗炎、抗菌、调节血糖及调节肠道微生物等生理功能。但蓝莓花色苷在加工和长期贮藏过程中易降解,导致其稳定性差,营养价值和功能性降低。氧化石墨烯（GO）具有比表面高、较好的生物相容性,可被作为有效的药物输送材料,但GO在生理环境中分散性差,利用壳寡糖（COS）进行修饰以改善其分散性。本研究采用GO和COS进行合成
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目资助（31972090）; 辽宁省首批“揭榜挂帅”科技攻关项目（2021JH1/10400036）
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花色苷（An）是一种水溶性色素,属于多酚黄酮类,是蓝莓中最主要的功效成分。花色苷具有抗衰老、抗炎、抗菌、调节血糖及调节肠道微生物等生理功能。但蓝莓花色苷在加工和长期贮藏过程中易降解,导致其稳定性差,营养价值和功能性降低。氧化石墨烯（GO）具有比表面高、较好的生物相容性,可被作为有效的药物输送材料,但GO在生理环境中分散性差,利用壳寡糖（COS）进行修饰以改善其分散性。本研究采用GO和COS进行合成,作为一种载体来负载花色苷以获得氧化石墨烯-壳寡糖-花色苷（GO-COS-An）复合物,研究其稳定性、抗氧化性、细胞毒性、体外模拟消化前后花色苷含量和组成的变化,并利用体外、细胞及动物实验,研究GO-COS-An与蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）的抑制关系,探究GO-COS-An对PTP1B靶标作用可能的降血糖机理和途径。主要研究结果如下:（1）GO与COS通过酰胺键复合作为载体负载花色苷,利用动态光散射（DLS）、傅立叶红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、热性能（TGA）、X射线电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及核磁共振（NMR）等表征方法对其分散性、结构、形貌及成分组成等进行解析,结果表明GO-COS成功连接,呈现直径为262.5±7.47 nm,表现出较好的分散性。经HPLC-MS分析共鉴定出13种花色苷单体。（2）温度、pH值、光照、避光、抗坏血酸、糖类、氧化剂、还原剂等对GOCOS-An的稳定性影响显著,GO-COS-An复合物对蓝莓花色苷具有保护作用,提高其稳定性。GO-COS-An热降解符合一级动力学反应模型,降解随温度升高而增加,反应活化能最大值为45.51 k J/mo1。GO-COS-An热降解是吸热过程,不是自发反应,过渡态结构的自由度低于反应物。同时能够有效的抑制花色苷抗氧化活性的损失。（3）体外模拟消化过程中,蓝莓花色苷在唾液和胃消化过程中相对稳定,但在肠消化过程中不稳定,GO-COS负载花色苷减少了其消化过程中的损失,对蓝莓花色苷的稳定性和抗氧化性起到保护作用。通过对蓝莓花色苷单体分析,GO-COS可以防止大多数单体在消化过程中的降解,并提高肠道消化过程中蓝莓花色苷的生物利用度。GO-COS-An复合物无细胞毒性。（4）GO-COS-An可抑制PTP1B和α-葡萄糖苷酶的活性,同时显示出对PTP1B的可逆混合型抑制和对α-葡萄糖苷酶的可逆非竞争性抑制机制。通过圆二、荧光猝灭和分子对接结果表明,M3G与PTP1B和α-葡萄糖苷酶的某些氨基酸残基相互作用,减弱了它们的固有荧光强度,支持了非共价力主要负责抑制PTP1B和α-葡萄糖苷酶。GOCOS-An能够以剂量依赖方式增加葡萄糖的消耗,PCR和Western blot结果表明,GOCOS-An可以改善PTP1B参与的IRS1/PI3K/Akt途径,对PTP1B有抑制作用。（5）GO-COS-An能够显著降低小鼠的空腹血糖、血清胰岛素、胰岛素抵抗指数和糖化血红蛋白含量,缓解口服葡萄糖耐量,降低乳酸含量,增加肝糖原的合成,GOCOS-An也能够有效增加糖尿病小鼠的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和还原型谷胱甘肽（GSH）活性,降低丙二醛（MDA）浓度水平,揭示了GO-COS-An增强机体的抗氧化能力,缓解胰岛素抵抗,改善糖尿病小鼠高血糖症状。GO-COS-An还能够修复损伤小鼠的肝脏和胰腺组织。GO-COS-An通过Western blot评估了PTP1B表达和IRS1/PI3K/AKT/GSK3β通路的变化,从而改善糖尿病小鼠胰岛素抵抗状态,达到降血糖的作用。
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