五味子酯甲通过调节肝脏Nrf2/ARE抗氧化通路改善小鼠疲劳的...

奥鹏网院作业

五味子酯甲通过调节肝脏Nrf2/ARE抗氧化通路改善小鼠疲劳的作用
张馨芸1，林慧娇1，李 欣1，敬 舒2，孙 微2，蒋维海2，王春梅1，孙靖辉1，李 贺1，陈建光1,*
（1.北华大学药学院，吉林 吉林 132013；2.北华大学附属医院，吉林 吉林 132013）
摘 要：目的：观察五味子酯甲（schisantherin A，SCA）抗小鼠疲劳作用及其相关机制。方法：将雄性ICR小鼠分为4 组：空白对照组（CON组，蒸馏水灌胃，静坐实验）、慢性疲劳模型组（MOD组，蒸馏水灌胃，力竭性运动实验）、SCA（C）组（2.5 mg/kg SCA灌胃，静坐实验）及SCA（M）组（2.5 mg/kg SCA灌胃，力竭性运动实验），连续给药4 周，每天一次。通过负重游泳实验及转棒实验观察SCA对小鼠运动耐力的影响；化学比色法检测小鼠血清中尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、乳酸（lactic acid，LA）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）、肌酸激酶（creatine kinase，CK）、肝糖原（liver glycogen，LG）、肌糖原（muscle glycogen，MG）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）以及谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）水平；酶联免疫吸附测定法检测8-羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2’-deoxyguanosine，8-OHdG）水平；Western blot法检测小鼠肝组织中Keap1、Nrf2及HO-1蛋白表达水平。结果：与CON组及MOD组相比， SCA（C）及SCA（M）组的运动耐力均显著增强（P＜0.05）；BUN、LA、LDH、CK、MDA以及8-OHdG水平均显著降低（P＜0.05或P＜0.01）；LG、MG、SOD以及GSH-Px水平均显著增加（P＜0.05或P＜0.01）；肝脏中Keap1表达极显著降低（P＜0.01）；Nrf2、HO-1表达均极显著增加（P＜0.01）。结论：SCA能够增强疲劳小鼠的运动耐力，该作用可能与其提高小鼠能量储备、抗氧化能力及调节肝脏Nrf2/ARE抗氧化通路有关。
关键词：五味子酯甲；提高运动耐力；Keap1；Nrf2；HO-1
统计资料表明，我国目前有半数以上的人群处于经常疲劳的状态，在城市人口中已占70%[1]。氧化应激损伤是疲劳产生的主要原因之一[2-5]，以保护机体氧化损伤为靶点的抗疲劳产品，尤其是中药抗疲劳保健食品日益受到人们的关注。五味子（Schisandra chinensis（Turcz.）Baill）是木兰科植物五味子的干燥成熟果实，其主要活性成分为多糖、木脂素等[6-7]。目前，关于五味子多糖具有抗疲劳及耐缺氧作用的报道较多[8-10]，而五味子木脂素的相关研究较少。前期研究发现，五味子总木脂素能显著提高小鼠的抗疲劳能力[11-12]，但其中发挥主要作用的活性成分并未知晓。五味子酯甲（schisantherin A，SCA）是五味子木脂素的主要单体化合物成分，已有研究证实SCA具有较强的抗氧化功能[13-15]，但关于其抗疲劳作用的研究鲜有报道。本实验通过观察SCA对小鼠的抗疲劳作用及其与Nrf2/ARE抗氧化通路的相关机制，以验证五味子总木脂素抗疲劳作用的主要活性成分，为开发辅助抗疲劳功能的药物及保健食品提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 动物、材料与试剂
ICR小鼠，雄性，体质量（19f 2）g，吉林大学实验动物研究中心提供，实验动物生产许可证号SCXK（吉）-2016-0003。
SCA 四川省维克奇生物科技有限公司；吐温20（分析纯） 天津永大试剂公司；血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）试剂盒、乳酸（lactic acid，LA）试剂盒、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）试剂盒、肌酸激酶（creatine kinase，CK）试剂盒、肝糖原（liver glycogen，LG）试剂盒、肌糖原（muscle glycogen，MG）试剂盒、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）试剂盒、丙二醛（malondialdehyde，MDA）试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）试剂盒、8-羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2’-deoxyguanosine，8-OHdG）试剂盒 南京建成生物工程研究所；HCl-Tris、过硫酸铵、30%丙烯酰胺、甘氨酸、四甲基乙二胺 北京鼎国试剂公司；脱脂奶粉 美国BD公司；Keap1、Nrf2、HO-1 武汉ABclone公司；电化学发光（electro-chemiluminescence，ECL）显色液 美国Vazyme公司。
1.2 仪器与设备
Western blot凝胶电泳仪、转膜仪 美国Bio-Rad 公司；全自动多色荧光及化学发光凝胶成像系统 北京赛智创业科技有限公司；infinite M200全自动酶标仪 瑞士TECAN集团。
1.3 方法
1.3.1 动物分组及给药
将120 只ICR小鼠随机分为4 组：CON组：蒸馏水灌胃及静坐实验；MOD组：蒸馏水灌胃及负重游泳训练；SCA（C）组：SCA（2.5 mg/kg）灌胃及静坐实验； SCA（M）组：SCA（2.5 mg/kg）灌胃及负重游泳训练。各组小鼠每天给药1 次（0.1 mL/10 g）。
1.3.2 动物造模方案
静坐实验，不施加其他外界刺激干扰，不进行运动训练，保持小鼠正常活动状态。负重游泳训练，将小鼠置于（15f 2）℃、水面高度20 cm的塑料容器中，第一天30 min，第二天45 min，然后，每天60 min，每周训练5 d。游泳训练第2～6周每天保持1 h，负重为体质量的10%。每周称量体质量，并且相应地增加负荷。
1.3.3 小鼠负重游泳实验
在末次给予药物30 min之后，进行负重游泳实验（方法同1.3.2节），至小鼠沉于水面下10 s后不能浮出水面的时间作为力竭游泳时间[16]。
1.3.4 小鼠疲劳转棒实验
在末次给予药物30 min之后，进行疲劳转棒实验（转速30 r/min）。正式实验前进行适应性训练3 次，开始记录小鼠由于肌肉疲劳产生后，从转棒上跌下的时间[17]。
1.3.5 SCA对小鼠体内疲劳相关生化指标的测定
在末次给予药物30 min之后，小鼠不负重游泳60 min（温度（15f 2）℃），休息60 min后进行摘眼球取血，制备血清。采血后即刻取小鼠的肝脏，用生理盐水漂洗后滤纸吸干，备用。检测血清中BUN、LA、LDH、CK的水平以及肝脏、肌肉中LG、MG的含量。
1.3.6 SCA对小鼠体内氧化相关生化指标的测定
取1.3.5节中制备的血清，按照试剂盒提供的方法检测MDA、8-OHdG水平和SOD、GSH-Px活力。
1.3.7 Western blot法检测血清中Keap1、Nrf2及HO-1的表达情况
在末次给予药物30 min之后，小鼠不负重游泳60 min（温度（15f 2）℃），休息60 min后，每组取3 只小鼠肝组织，冰上加入裂解液裂解1 h，离心后取上清液。测定肝组织蛋白浓度（二喹啉甲酸法[18]），十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离Keap1、Nrf2、HO-1蛋白。电转移至偏聚氟乙烯膜（2 h），封闭1 h（含质量分数5%脱脂奶粉的TBST缓冲液）。室温孵育后弃去封闭液，分别加入一抗Keap1（1∶1 000）、Nrf2（1∶1 000）、HO-1（1∶1 000），4 ℃温育过夜后使用TBST洗5 次，每次5 min。二抗（1∶2 000）室温温育1 h，TBST洗5 次，每次5 min，ECL显影液显色。
1.4 数据统计分析
使用SPSS 19.0软件进行统计分析，实验数据用 s表示，组间差异性比较采用t检验。
2 结果与分析
2.1 负重游泳实验和转棒实验观察SCA对小鼠运动耐力的影响
负重游泳实验结果显示（图1A），与CON组相比，MOD组小鼠负重游泳时间极显著缩短（P＜0.01），SCA（C）组小鼠负重游泳时间显著延长（P＜0.05）；与MOD比较，SCA（M）组小鼠负重游泳时间显著延长（P＜0.05）。如图1B所示，转棒实验中，与CON组相比，MOD转棒时间极显著缩短（P＜0.01），SCA（C）组小鼠转棒时间显著延长（P＜0.05），与MOD组比较， SCA（M）组小鼠转棒时间显著延长（P＜0.05）。


图 1 负重游泳实验（A）和转棒实验（B）观察SCA对小鼠运动耐力的影响（n＝ 15）
Fig. 1 Effect of SCA on exercise endurance in mice by weight-bearing swimming test (A) and rotarod test (B) (n = 15)
2.2 SCA对小鼠血清中BUN、LA浓度，LDH、CK活力以及肝脏与肌肉组织中LG、MG含量的影响

图 2 SCA对疲劳小鼠血清中BUN（A）、LA（B）、LDH（C）、CK（D）水平的影响（n＝ 15）
Fig. 2 Effect of SCA on the levels of BUN (A), LA (B), LDH (C) and CK (D) in serum of fatigue mice (n =15)
小鼠血清中B U N 浓度结果显示（图2 A），与CON组相比，MOD组小鼠血清BUN浓度极显著增加 （P＜0.01），SCA（C）组小鼠血清BUN浓度显著降低（P＜0.05）；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠血清BUN浓度显著降低（P＜0.05）。对各组小鼠血清LA浓度检测结果显示（图2B），与CON组相比，MOD组小鼠血清中LA浓度显著增加（P＜0.05），SCA（C）组小鼠血清LA浓度降低，无统计学差异；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠血清LA浓度极显著下降（P＜0.01）。对各组小鼠血清LDH活力检测结果显示（图2C），与CON组相比，MOD组小鼠血清中LDH活力显著升高 （P＜0.05），SCA（C）组小鼠血清LDH活力降低，但无统计学差异；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠血清LDH活力显著下降（P＜0.05）。对各组小鼠血清CK活力检测结果显示（图2D），与CON组相比，MOD组小鼠血清CK活力升高（P＜0.05），SCA（C）组小鼠血清CK活力极显著降低（P＜0.01）；与MOD组相比， SCA（M）组小鼠血清CK活力显著降低（P＜0.05）。

图 3 SCA对疲劳小鼠肝组织及肌肉组织中LG（A）及 MG（B）含量的影响（n＝ 15）
Fig. 3 Effect of SCA on the contents of LG (A) and MG (B) in liver and muscle tissues of fatigue mice (n = 15)
由图3A可知，与CON组相比，MOD组小鼠LG含量显著降低（P＜0.05），SCA（C）组小鼠LG含量极显著升高（P＜0.01）；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠LG含量极显著升高（P＜0.01）。对肌肉组织中MG含量检测结果显示（图3B），与CON组相比，MOD组小鼠MG含量显著降低（P＜0.05），SCA（C）组小鼠MG含量无统计学差异；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠MG含量显著升高（P＜0.05）。
2.3 SCA对小鼠血清中SOD、GSH-Px活力及MDA、8-OHdG水平的影响

图 4 SCA对疲劳小鼠血清中SOD（A）、MDA（B）、GSH-Px（C）、8-OHdG（D）水平的影响（n=15）
Fig. 4 Effect of SCA on the levels of SOD (A), MDA (B), GSH-Px (C), and 8-OHdG (D) in serum of fatigue mice (n = 15)
由图4A可知，与CON组相比，MOD组小鼠血清中SOD活力极显著下降（P＜0.01），SCA（C）组小鼠血清中SOD活力升高，但无统计学差异；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠血清中SOD活力极显著升高 （P＜0.01）。各组小鼠血清中MDA浓度检测结果显示（图4B），与CON相比，MOD组小鼠血清中MDA浓度极显著升高（P＜0.01），SCA（C）组小鼠血清中MDA浓度降低，无统计学差异；与MOD组相比，SCA（M） 组小鼠血清中MDA浓度显著降低（P＜0.05）。各组小鼠血清中GSH-Px活力检测结果显示（图4C），与CON组相比，MOD组小鼠血清中GSH-Px活力降低，但无统计学差异，SCA（C）组小鼠血清中GSH-Px活力显著升高（P＜0.05）；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠血清中GSH-Px活力显著升高（P＜0.05）。各组小鼠血清中8-OHdG质量浓度检测结果显示（图4D），与CON组相比，MOD组小鼠血清中8-OHdG质量浓度显著升高 （P＜0.05），SCA（C）组小鼠血清中8-OHdG质量浓度显著降低（P＜0.05）；与MOD组相比，SCA（M）组小鼠血清中8-OHdG质量浓度显著降低（P＜0.05）。上述结果提示SCA可能通过提高小鼠机体的抗氧化能力而发挥抗疲劳作用。
2.4 SCA对疲劳小鼠肝组织中Keap1、Nrf2、HO-1蛋白表达影响

图 5 SCA对疲劳小鼠肝组织中Keap1、Nrf2、HO-1蛋白表达的 影响（n＝ 3）
Fig. 5 Effect of SCA on the expression of Keap1, Nrf2 and HO-1 proteins in liver tissue of fatigue mice (n = 3)
本研究应用Western blot方法从蛋白水平观察各组小鼠Keap1、Nrf2、HO-1的表达情况。Western blot结果如图5所示，与CON组相比，MOD组小鼠肝组织Keap1蛋白表达水平上升，Nrf2、HO-1蛋白表达水平极显著下降（P＜0.01）；SCA（C）组小鼠Keap1蛋白表达水平极显著下降（P＜0.01），Nrf2、HO-1蛋白表达水平极显著上升（P＜0.01）；与MOD组相比，SCA（M）组Keap1蛋白表达水平极显著下降（P＜0.01），Nrf2、HO-1蛋白表达水平极显著上升（P＜0.01）。进一步验证了SCA有可能通过影响Keap1/Nrf2/ARE信号通路中Keap1、Nrf2、HO-1表达而发挥相关作用。
3 讨 论
运动耐力是评价受试动物疲劳程度的重要指标[19-20]。本研究应用负重游泳及疲劳转棒实验两种方法观察SCA对小鼠运动耐力的影响。实验设立慢性疲劳模型SCA给药组，即SCA（M）组，通过持续28 d的冷水负重游泳训练致小鼠慢性疲劳，用以对照观察SCA给药对小鼠慢性疲劳的影响；此外，本实验另设SCA未训练鼠给药组即SCA（C）组，旨在观察SCA对急性运动疲劳小鼠运动耐力的影响。实验结果显示，无论在负重游泳实验还是疲劳转棒实验中，SCA（M）及SCA（C）组小鼠均表现出明显的机体抗疲劳作用，提示SCA能够提高慢性疲劳及急性疲劳小鼠的运动耐力。
BUN的浓度反映了蛋白质分解代谢和身体对运动的耐受性，在剧烈运动的过程中，有氧能量供应变为肌肉中的无氧糖酵解，肌糖原被迅速消耗，产生大量的LA。LA在肌肉和血液中的累积会导致肌肉疲劳，而血清中LDH、CK的水平反映机体运动肌肉损伤的程度。MG在运动中直接提供能量，LG储备能量，它们的氧化产物是运动能量的主要来源[21]。本研究结果显示，SCA（M）组小鼠（与MOD组比较）及SCA（C）组小鼠（与CON组比较）血清BUN、LA、LDH及CK的水平均明显降低，而肝糖原、肌糖原的浓度明显增加。血清中LDH和CK的水平显著降低，表明可能是由于SCA在强烈运动期间保护细胞免受损伤，且SCA加快了乳酸的分解，降低BUN浓度，延缓了疲劳的发生。MG与LG的含量增加为运动提供了更多的能量。进一步证实SCA具有抗疲劳作用。
小鼠的剧烈运动加速自由基的产生，并诱发氧化应激损伤[22-24]。SOD是最主要的抗氧化酶，在机体氧化与抗氧化平衡中起重要的作用；MDA是脂质过氧化的产物，是反应自由基所致的机体损伤的重要指标，其在血清中的含量随着机体的疲劳累积而升高；GSH-Px作为机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，能够催化GSH变为GSSG，还原有毒的过氧化物变为无毒的羟基化合物，进而保护细胞不受过氧化物的损伤；8-OHdG可以反映机体细胞DNA氧化损伤的程度，该值越高提示DNA氧化损伤越严重[25-27]。本实验结果显示，SCA可以提高疲劳小鼠血清中SOD、GSH-Px的活力，降低MDA、8-OHdG水平，提示SCA在慢性疲劳小鼠及急性疲劳小鼠中都表现出显著的抗氧化作用，该结果与其他研究酯甲抗氧化功能的结果[28]是一致的。
Nrf2/ARE信号通路是参与机体抗氧化反应的重要调节通路，Nrf2是细胞氧化的关键调节因子[29]。据报道，Nrf2缺陷小鼠表现出对肝脏组织中氧化应激的极端易感性，通过改善体内Nrf2的活性，可以有效地对抗氧化应激损伤，进而减轻疲劳[30-31]。Keap1是Nrf2负调控因子，其自身的泛素化、磷酸化以及核穿梭机制都能影响Nrf2的活力[32]。HO-1是体内较强的抗氧化剂，受Nrf2调控[33-34]。 本研究显示SCA能够下调慢性疲劳小鼠肝脏组织中Keap1蛋白的表达，并上调Nrf2、HO-1蛋白的表达，提示SCA可能通过调节Nrf2/ARE信号通路减轻氧化应激以产生抗疲劳作用。后续研究将继续探讨SCA对肝脏以外其他组织中Nrf2/ARE信号通路的影响，以进一步探明SCA抗疲劳作用机制。
综上，SCA对小鼠具有显著的抗疲劳作用。该作用可能与其提高小鼠能量储备、抗氧化能力及调节肝脏Nrf2/ARE抗氧化通路有关。
参考文献：
[1] 巩沅鑫, 贾丹兵, 李乃民, 等. 慢性疲劳综合征的病因病机及诊断治疗[C]// 中国中西医结合学会第六届全国诊断学术会议论文集. 贵阳: 中国中西医结合学会, 2012: 178-181.
[2] 袁海峰, 马薇娇, 李泽龙, 等. 参芪口服液对运动性疲劳大鼠运动能力及氧化应激的影响[J]. 当代体育科技, 2018, 8(6): 7-10. DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2018.06.007.
[3] 董云峰, 李文宇. 运动应激与自由基的研究进展[J]. 湖北体育科技, 2017, 36(11): 964-966.
[4] 何传波, 魏好程, 熊何健, 等. 海参内脏酶解产物抗氧化和抗疲劳活性[J]. 食品科学, 2017, 38(21): 201-206. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201721032.
[5] 孔娜, 虞泓, 张艳艳, 等. 兰坪虫草的缓解运动疲劳功能[J]. 食品科学, 2018, 39(21): 149-154. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201821022.
[6] 李晓博, 胡文忠, 李婧, 等. 五味子果实的功能作用及主要活性成分研究进展[J]. 食品工业科技, 2016, 37(4): 386-390. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.070.
[7] 周燕燕. 五味子的现代药理作用研究进展[J]. 海峡药学, 2016, 28(3): 183-184.
[8] 刘丽, 邾枝花. 五味子多糖抗疲劳作用研究[J]. 中国民族民间医药, 2011, 20(16): 29; 33.
[9] 池爱平, 张杨, 康亦姜, 等. 五味子多糖对慢性疲劳综合征大鼠治疗效果与代谢机制研究[J]. 中国药学杂志, 2017, 52(5): 391-397.
[10] 张占英, 许书琦. 北五味子多糖对小鼠抗疲劳和耐缺氧的作用[J]. 东北林业大学学报, 2011, 39(12): 98-99; 103. DOI:10.13759/j.cnki.dlxb.2011.12.019.
[11] 敬舒, 刘聪, 李宁, 等. 北五味子木脂素抗小鼠疲劳能力研究[J]. 中国城乡企业卫生, 2016, 31(11): 77-78. DOI:10.16286/j.1003-5052.2016.11.028.
[12] 全世元, 王楠, 陈晓平. 五味子木脂素微胶囊抗疲劳功效的研究[J]. 饮料工业, 2015, 18(5): 20-23.
[13] 刘聪. 五味子酯甲对D-半乳糖诱导小鼠学习记忆障碍的改善作用及机制研究[D]. 吉林: 北华大学, 2018: 1-152.
[14] 张武岗, 张琛, 李木兰, 等. 五味子酯甲对缺氧复氧心肌细胞的保护作用[J]. 中国新药杂志, 2018, 27(17): 2052-2056.
[15] GONG Jiachuan, WANG Xuezhen. Schisantherin A protects renal tubular epithelial cells from hypoxia/reoxygenation injury through the activation of PI3K/Akt signaling pathway[J]. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2018, 32: e22160. DOI:10.1002/jbt.22160.
[16] 呼德尔朝鲁, 霍得逸, 卢莎. 单纯游泳运动构建慢性疲劳综合征小鼠模型[J]. 世界最新医学信息文摘, 2017, 17(A0): 85; 89. DOI:10.19613/j.cnki.1671-3141.2017.100.056.
[17] 张贵林, 刘敏, 葛红娟, 等. 昆仑雪菊水提取物对小鼠抗疲劳作用的研究[J]. 食品科技, 2018, 43(6): 242-245. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2018.06.044.
[18] 韩富亮, 袁春龙, 郭安鹊, 等. 二喹啉甲酸法(BCA)分析蛋白多肽的原理、影响因素和优点[J]. 食品与发酵工业, 2014, 40(11): 202-207. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201411035.
[19] HSIAO C Y, CHEN Y M, HSU Y J, et al. Supplementation with Hualian No. 4 wild bitter gourd (Momordica charantia Linn. var. abbreviata ser.) extract increases anti-fatigue activities and enhances exercise performance in mice[J]. Journal of Veterinary Medical Science, 2017, 79(6): 1110-1119. DOI:10.1292/jvms.17-0079.
[20] CHI Aiping, ZHANG Yang, KANG Yijiang, et al. Metabolic mechanism of a polysaccharide from Schisandra chinensis to relieve chronic fatigue syndrome[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2016, 93: 322-332. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2016.08.042.
[21] 瞿东杨, 史润东, 姜欣, 等. 牛磺酸和咖啡因在抗疲劳饮料中的作用[J]. 饮料工业, 2018, 21(4): 16-19.
[22] OH S, KOMINE S, WARABI E, et al. Nuclear factor (erythroid derived 2)-like 2 activation increases exercise endurance capacity via redox modulation in skeletal muscles[J]. Scientific Reports, 2017, 7(1): 12902. DOI:10.1038/s41598-017-12926-y.
[23] 章小菊, 韩慧婉, 姚鸿恩. 疲劳性运动对血浆游离氨基酸和中枢神经递质影响的研究进展[J]. 中国运动医学杂志, 1999(2): 150-153. DOI:10.16038/j.1000-6710.1999.02.020.
[24] 马林. 高山红景天素对运动性疲劳大鼠骨骼肌线粒体Ca2+-ATP酶和H+-ATP酶活性及其自由基代谢的影响[D]. 兰州: 西北师范大学, 2013: 1-57.
[25] 刘雨萌, 金元宝, 孟凡欣, 等. 枸杞子多糖通过改善氧化应激延缓疲劳作用的研究[J]. 食品工业科技, 2016, 37(18): 344-348. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.057.
[26] ZHONG Lei, ZHAO Liyan, YANG Fangmei, et al. Evaluation of antifatigue property of the extruded product of cereal grains mixed with Cordyceps militaris on mice[J]. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 2017, 14(1): 15. DOI:10.1186/s12970-017-0171-1.
[27] SURHIO M M, WANG Yufen, FANG Shi, et al. Anti-fatigue activity of a Lachnum, polysaccharide and its carboxymethylated derivative in mice[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2017, 27(20): 4777-4780. DOI:10.1016/j.bmcl.2017.07.034.
[28] XU Meihong, LIANG Rui, LI Yong, et al. Anti-fatigue effects of dietary nucleotides in mice[J]. Food & Nutrition Research, 2017, 61(1): 1334485. DOI:10.1080/16546628.2017.1334485.
[29] JIN Yuanxiang, MIAO Wenyu, LIN Xiaojian, et al. Acute exposure to 3-methylcholanthrene induces hepatic oxidative stress via activation of the Nrf2/ARE signaling pathway in mice[J]. Environmental Toxicology, 2014, 29(12): 1399-1408. DOI:10.1002/tox.21870.
[30] PALSAMY P, SHINOHARA T. Age-related cataracts: role of unfolded protein response, Ca2+, mobilization, epigenetic DNA modifications, and loss of Nrf2/Keap1 dependent cytoprotection[J]. Progress in Retinal and Eye Research, 2017, 60: 1-19. DOI:10.1016/j.preteyeres.2017.08.003.
[31] RAMOSGOMEZ M, KWAK M K, DOLAN P M, et al. Sensitivity to carcinogenesis is increased and chemoprotective efficacy of enzyme inducers is lost in nrf2 transcription factor-deficient mice[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2001, 98(6): 3410-3415. DOI:10.1073/pnas.051618798.
[32] 胡流芳, 王迎, 任汝静, 等. Keap1-Nrf2/ARE信号通路的抗氧化应激作用及其调控机制[J]. 国际药学研究杂志, 2016, 43(1): 146-152; 166. DOI:10.13220/j.cnki.jipr.2016.01.022.
[33] DINKOVA-KOOSTOVA A T, WANG X J. Induction of the Keap1/Nrf2/ARE pathway by oxidizable diphenols[J]. Chemico-Biological Interactions, 2011, 192(1/2): 101-106. DOI:10.1016/j.cbi.2010.09.010.
[34] LI Lingrui, DONG Hui, SONG Erqun, et al. Nrf2/ARE pathway activation, HO-1 and NQO1 induction by polychlorinated biphenyl quinone is associated with reactive oxygen species and PI3K/AKT signaling[J]. Chemico-Biological Interactions, 2014, 209(1): 56-67. DOI:10.1016/j.cbi.2013.12.005.
Schisantherin A Improves Fatigue in Mice by Regulating the Nrf2/ARE Antioxidant Pathway in Liver
ZHANG Xinyun1, LIN Huijiao1, LI Xin1, JING Shu2, SUN Wei2, JIANG Weihai2, WANG Chunmei1, SUN Jinghui1, LI He1, CHEN Jianguang1,*
(1. College of Pharmacy, Beihua University, Jilin 132013, China;2. Affiliated Hospital of Beihua University, Jilin 132013, China)
Abstract: Objective: To observe the anti-fatigue effect and underlying mechanism of schisantherin A (SCA) in mice. Methods: ICR male mice were divided into four groups: normal control group (CON group; orally given distilled water; sit-in test); chronic fatigue model group (MOD group; orally given distilled water; exhaustive exercise test), SCA (C) group (orally given SCA at 2.5 mg/kg; sit-in test), and SCA (M) group (orally given SCA at 2.5 mg/kg; exhaustive exercise test). All mice were treated once daily for 4 weeks. The effect of SCA on exercise endurance in mice was observed by weight-bearing swimming test and rotarod test. Blood urea nitrogen (BUN), lactic acid (LA), lactate dehydrogenase (LDH), creatine kinase (CK), liver glycogen (LG), muscle glycogen (MG), superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA) and glutathione peroxidase (GSH-Px) in mice were determined by chemical colorimetry, and the level of 8-OHdG was measured with enzyme-linked immunosorbent assay; the expression of Keap1, Nrf2 and HO-1 proteins in liver tissue were measured with Western blot. Results: Compared with the CON and MOD groups, the animals from the SCA (C) and SCA (M) groups showed significantly increased exercise endurance (P < 0.05); the levels of BUN, LA, LDH, CK, MDA and 8-OHdG significantly decreased in the SCA (C) and SCA (M) groups (P < 0.05 or P < 0.01), and the levels of LG, MG, SOD, and GSH-Px significantly increased (P < 0.05 or P < 0.01). In addition, the expression of Keap1 extremely significantly decreased (P < 0.01) and the expression of Nrf2 and HO-1 increased (P < 0.01) in both SCA groups. Conclusion: SCA can improve exercise endurance in chronic fatigue mice, which may be related to increasing energy reserves and antioxidant ability in the blood and regulating the Nrf2/ARE antioxidant pathway in the liver of mice.
Keywords: schisantherin A; improvement of exercise endurance; Keap1; Nrf2; HO-1
收稿日期：2018-11-20
基金项目：吉林省科技厅项目（201603103YY；20170307016YY）；北华大学研究生创新计划项目（201802026）
第一作者简介：张馨芸（1995ü ）（ORCID: 0000-0002-1009-9329），女，硕士研究生，研究方向为中药及保健食品开发。E-mail: 229897926@qq.com
*通信作者简介：陈建光（1962ü ）（ORCID: 0000-0002-5789-4792），男，教授，博士，研究方向为中药及保健食品开发。E-mail: chenjg@beihua.edu.cn
DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181120-230
中图分类号：R285.5
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2020）01-0190-06
引文格式：
张馨芸, 林慧娇, 李欣, 等. 五味子酯甲通过调节肝脏Nrf2/ARE抗氧化通路改善小鼠疲劳的作用[J]. 食品科学, 2020, 41(1): 190-195. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181120-230. http://www.spkx.net.cn
ZHANG Xinyun, LIN Huijiao, LI Xin, et al. Schisantherin A improves fatigue in mice by regulating the Nrf2/ARE antioxidant pathway in liver[J]. Food Science, 2020, 41(1): 190-195. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181120-230. http://www.spkx.net.cn