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分子農業與生物能源研究所功能微藻團隊在活性物質精準功能鑒定研究方面取得系列進展

功能農業與功能食品是我省農谷戰略的核心內容,挖掘功效成分與鑒定精準功能是研制功能食品的前提,同時也是破解功能食品市場面臨“為什么好”“如何好”及“好到何種程度”三大瓶頸問題的有效途徑。微藻富含結構新穎、功能獨特的活性成分,是制備“藻源系列”功能食品的理想原料,但微藻活性物質代謝機制錯綜復雜,其產物的精準功能與分子機制尚不明確,因而急需借助模型進行效果評價。如何鑒定活性物質精準功能與解析作用分子機制是該研究領域的熱點與難點。

近日,章魚體育分子農業與生物能源研究所功能微藻團隊在“Food & Function”SCI 1topIF=5.396)上發表題為“Astaxanthin from Haematococcus pluvialis alleviates the obesity by modulating lipid metabolism and gut microbiota in mice fed high-fat diet”的研究論文。

1 雨生紅球藻蝦青素對治療肥胖癥狀的減脂功效與作用機制

該論文針對飲食誘導的肥胖及代謝性疾病,建立了高膽固醇血癥伴發的肥胖癥疾病模型,從血脂四項及肝功、脂質代謝組、腸道微生物組及轉錄水平,揭示了雨生紅球藻蝦青素治療肥胖癥及代謝性疾病的效果與作用機制(圖1),為基于蝦青素的減脂類功能食品研制奠定了基礎。

2020年,該團隊在“Food & Function”SCI 1topIF=5.396)上發表題為“Astaxanthin from Haematococcus pluvialis ameliorates the chemotherapeutic drug (doxorubicin) induced liver injury through the Keap1/Nrf2/HO-1 pathway in mice”的研究論文。

2 雨生紅球藻蝦青素緩解阿霉素所致肝損傷的保護效果與作用機制

該論文探究雨生紅球藻蝦青素對化療藥物(阿霉素)誘導的小鼠肝損傷的保護作用。從體重、攝食量、尿液、肝功、氧化應激指標、肝細胞凋亡、肝組織病理和抗氧化系統相關基因的表達等角度進行了研究(圖2)。結果表明蝦青素可通過調控Keap1/Nrf2信號通路促進下游抗氧化蛋白的表達,提供細胞抗氧化能力,進而緩解肝細胞凋亡及壞死。該研究鑒定了蝦青素一種新功能,可用于緩解化療引起肝損傷的副作用,為基于蝦青素的保肝類功能食品研制奠定了基礎。

2019年,該團隊在“International Journal of Biological Macromolecules”SCI 2topIF=6.953)發表題為“Polysaccharide from Spirulina platensis ameliorates diphenoxylate-induced constipation symptoms in mice”的研究論文。

3 螺旋藻多糖治療功能性便秘的效果與作用機制

該論文建立功能性便秘模型,通過生理生化指標的測定,以及-腦軸策略探索螺旋藻多糖治療功能便秘的機理。研究發現,螺旋藻多糖治療便秘小鼠的效果包括改善排便、增加AchE活性、降低NO濃度、修復受損腸絨毛及影響便秘相關基因的表達,同時發現螺旋藻多糖調節腸道菌群的作用(圖3),該研究鑒定了螺旋藻多糖一種新功能,可用于緩解功能性便秘,為基于螺旋藻多糖的腸道菌群調節與緩解功能性便秘的功能食品研制奠定了基礎。

上述論文的第一作者分別是王猛碩士(2019級)、馬浩天碩士(2020年畢業,現西安交通大學法醫學博士)及馬浩天碩士,崔紅利副教授和李潤植教授為通訊作者;團隊成員季春麗副教授、張春輝博士為實驗的開展提供了研究思路與數據分析;研究生關思宇(2021年畢業)和趙春超碩士(2019級)參與了部分實驗。本研究得到國家自然基金(3190239431902344)、山西省重點研發(201603D312005201803D31063)、山西省農谷專項子任務(SXNGISKYZX201906)及晉中市科技重點研發(Y192012)等項目的資助。

近年來,章魚體育分子農業與生物能源研究所功能微藻團隊瞄準能源、環境、農業及健康領域的重大需求,聚焦功能微藻的六個主題,形成穩定的三個循環研究領域,具體如下: 1.微藻凈化三廢聯產功能性肥、生物農藥及生物刺激劑,開辟綠色、高效、低碳、循環、增值現代農業體系;2.微藻活性物質代謝機制解析、精準功能鑒定與特需產品研制,對接健康中國戰略需求;3.基于微藻特殊功能基因助力營養強化型作物育種,基于微藻細胞工廠的功效成分光合固碳生物合成。上述研究成果為藻源”系列功能食品的研制奠定了基礎,同時為雜糧活性物質精準功能鑒定與作用機制研究提供了參考依據,為振興雜糧全產業鏈注入新動能。

3篇(pian)論文的(de)鏈(lian)接分別如下:


 

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