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动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)是心血管疾病的常见类型,由As所致的心、脑血管疾病目前已经成为威胁人类健康和引起居民死亡的最主要疾病之一。现已明确,As不仅是脂质沉积性疾病,还是一种炎症性疾病,它是动脉壁内皮细胞及平滑肌细胞受到损伤后的一种炎性纤维组织增生性的反应。炎症反应在动脉粥样斑块的形成和发展中起着十分重要的作用。
1999年,Ross等人通过研究发现As的发生、发展过程实际上是一种特殊类型的慢性炎症反应过程:动脉内膜受高浓度低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)或其它因素的作用产生活性氧自由基(reactive oxidative species,ROS),从而使LDL过氧化形成氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL),该物质是损伤内皮细胞的主要物质,它能使内皮细胞表达过多的粘附分子如P.选择素(P-selectin)、细胞间粘附分子-1(intercellular adhesion molecule,ICAM-1)、血管细胞粘附分子-1(vascularcell adhesion molecule VCAM-1)等,增加自身对单核细胞、T淋巴细胞的粘附性,伴随内皮损伤的进一步加剧,循环中的大量白细胞和单核细胞在单核细胞化学趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)的作用下迁移到病变处,并在病变处活化进而释放多种与炎症反应相关的黏附分子、细胞因子及蛋白酶,从而加速As发病的进程。近年来,大量的研究证实诱导性一氧化氮合酶(induciblenitric oxide svnthase,iNOS)及氧合酶-2(cyclooxyganase,COX-2)作为As斑块中巨噬细胞所生成的特殊蛋白酶,不但受到各类炎症相关因子的调节,而且其本身及合成产物(NO和PGs)又能介导As斑块中炎性因子的进一步释放与聚集,导而非代谢产物的形式被靶细胞所吸收利用。
黑米是有色稻米的一种,具有良好的促进健康和预防疾病的保健功效。我们实验室早期的研究发现黑米及黑米皮能有效延缓As的发生、发展及改善多个与As相关的危险因素。例如,黑米可显著升高大鼠血浆的高密度脂蛋白(high densitylipoprotein,HDL)的水平及抗氧化酶的水平;黑米和黑米皮可明显地抑制高脂膳食诱导的家兔As斑块的形成及体内的氧化应激水平;黑米皮还能抑制ApoE基因缺失小鼠动脉粥样斑块的形成及斑块中炎性因子的表达。同时,研究还发现这些作用与黑米中的膳食纤维和维生素E含量等因素无关,而可能与黑米中的植物生物活性物质花色苷有关。
花青素(anthocyanidin)是天然食用色素,其基本结构是2-苯基苯并吡喃,广泛存在于植物中,构成了绝大多数植物品种的蓝色、红色、紫色和黄色等。自然条件下游离的花青素极少见,而常与一个或多个糖基等通过糖苷键形成花色苷(anthocyanin)类物质。虽然花色苷化学结构和化学特性与黄酮和异黄酮有着较多的相似之处,但花色苷的生物学作用和功能与黄酮却不尽相同。目前,国内外有关花色苷的研究发现其有许多独特的生理功能,尤其是在抗氧化、抗炎方面的生理作用引起了广泛的关注。虽然有研究推测花色苷的抗炎作用可能是由其抗氧化作用所介导的,但也有研究表明花色苷的抑制炎症反应的能力与其消除氧自由基的能力并不完全一致,而我们实验室的前期研究中发现,花色苷除了具有清除氧自由基的作用外,还具有增加核受体.过氧化物酶增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARγ)和肝脏核受体α(LiverX receptor α,LXRα)转录活性而促进胆固醇外流的能力。实际上,核受体的活化不但是介导脂代谢的重要分子基础,也是调控炎症反应的重要信号通路。
因此,本次实验通过观察黑米皮花色苷对冠心病患者体内炎症水平及相关因素的影响,来评价黑米皮花色苷是否能在人体内发挥其抗As作用;并以高效液相色谱法(High-performance liquid chromatography,.hPLC)检测黑米花色苷在人体内的代谢情况来阐明花色苷是以何种代谢形式在人体内发挥其生物学效应的;再进一步以LPS诱导的THP-1样巨噬细胞的炎性反应来模拟As发生过程中炎性反应的情况,研究黑米花色苷抗炎作用的分子机制并明确核受体信号通路在黑米花色苷抗As炎症反应中的作用。