诺丽酵素：基于 Nrf2/ARE 通路改善胰岛素抵抗的天然健康新选择 —— 最新研究成果深度解读
诺丽酵素：基于 Nrf2/ARE 通路改善胰岛素抵抗的天然健康新选择 —— 最新研究成果深度解读
导语
一、文献引用
题目
作者
指导教师：陈光英（教授）
单位
摘要
本研究通过体外和体内实验相结合，探究了诺丽酵素基于Nrf2/ARE通路(Nrf2/HO-1/JNK/IRS1/PI3K/AKT/GLUT4)对 HepG2 细胞和自发性 T2DM db/db小鼠的胰岛素抵抗及血糖稳态的调控作用:进一步从诺丽酵素有效部位分离纯化获得活性成分，并阐明活性成分改善胰岛素抵抗的分子机制。
1.体外研究表明，诺丽酵素显著促进了胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖摄取和消耗，改善了细胞内、外的葡萄糖失衡和胰岛素抵抗，并通过调节抗氧化防御系统缓解了细胞的氧化应激状态;机制研究发现，诺丽酵素可显著上调Nrf2/ARE信号通路中关键蛋白和基因的表达。
2.体内研究表明，诺丽酵素显著改善了db/db小鼠的血糖稳态、葡萄糖耐量和胰岛素耐量，促进了胰岛素的分泌，缓解了氧化应激状态;并逆转了T2DM对肝脏的组织病理性伤害，修复了肝细胞的形态结构异常;同时诺丽酵素也显著促进了db/db小鼠肝组织中 Nrf2/ARE通路相关蛋白和基因的表达。
3.初步明确了乙酸乙酯部位和水部位为诺丽酵素发挥功效的活性部位;在活性指导下，利用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱及高效液相色谱等色谱分离技术追踪分离活性部位的化学成分，并综合运用红外光谱、质谱及核磁共振等波谱学手段鉴定出7个化合物(化合物1-7)，化合物6和7为新化合物;其中从乙酸乙酯部位鉴定出5个化合物，分别为(6R,7E)-9-hydroxy-4,7-megastigmadien-3-one(1)、blumenol A(2)、methyl 3-(2,4-dihydroxy-5-methoxyphenyl) propionate(3 )、p-coumaric acid(4)、p-hydroxybenzoic acid(5)，从水部位中位鉴定出2个新化合物，分别为nonikojic A(6)和nonikojic B(7)。
4.对化合物 1-7 进行了体外细胞葡萄糖摄取的活性筛选，发现化合物1和2改善胰岛素抵抗活性显著;深入的功效和机制研究发现，化合物1和2均显著促进了胰岛素抵抗 HepG2 细胞的葡萄糖摄取和消耗，改善了细胞的胰岛素抵抗及氧化应激状态，且上调了Nrf2/ARE通路相关蛋白和基因的表达;并通过分子对接实验,进一步证实了化合物1和2通过激活Nrf2/ARE 通路改善了HepG2细胞的胰岛素抵抗。
本论文通过多种体内、体外实验对诺丽酵素及其活性成分进行了改善胰岛素抵抗作用研究，明确了诺丽酵素通过激活Nrf2/ARE通路改善胰岛素抵抗和T2DM的作用及活性物质，为诺丽酵素的进一步研究开发和新型T2DM 药物的研发提供基础材料和理论支撑。
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二、研究成果深度解析
（一）活性成分组成：多元天然化合物协同作用
苯丙素类：如对香豆酸（p-coumaric acid）、对羟基苯甲酸（p-hydroxybenzoic acid），具有抗氧化、抗炎活性，可辅助缓解氧化应激引发的胰岛素信号通路阻断；
萜类：如化合物 1（(6R,7E)-9-hydroxy-4,7-megastigmadien-3-one）、化合物 2（blumenol A），为改善胰岛素抵抗的关键活性成分，可直接激活 Nrf2/ARE 通路；
糖苷类：如 4-allyl-2-hydroxypheny1-O-β-D-apiosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside 等，参与调节细胞糖代谢相关酶活性；
新化合物：从水部位分离的 nonikojic A（6）与 nonikojic B（7），为首次发现的曲酸类衍生物，虽活性弱于化合物 1、2，但丰富了诺丽酵素的化学多样性。
（二）活性部位锁定：乙酸乙酯与水部位为核心
乙酸乙酯部位与水部位在 3%~5% 浓度下，可显著促进胰岛素抵抗 HepG2 细胞葡萄糖摄取（与模型组相比，p<0.01），效果与诺丽酵素原液相当；
石油醚部位与正丁醇部位无统计学差异（p>0.05），证实乙酸乙酯与水部位是诺丽酵素发挥糖代谢调节作用的核心活性部位，为后续成分分离提供靶向方向。
（三）关键活性化合物：化合物 1 与 2 的强效作用
- 体外细胞实验（HepG2 细胞）
葡萄糖摄取：化合物 1、2 可使胰岛素抵抗细胞葡萄糖摄取量恢复至正常细胞水平（与模型组相比，p<0.01），优于阳性药罗格列酮（ROSI，25μM）；
葡萄糖消耗：化合物 1、2 处理后，细胞外葡萄糖消耗量显著增加（5% 浓度组较模型组提升 38.2%、35.7%，p<0.01）；
氧化应激调节：降低细胞内活性氧（ROS）水平（较模型组下降 42.3%、39.5%，p<0.01），减少丙二醛（MDA，脂质氧化标志物）含量（下降 35.1%、32.8%，p<0.01），同时升高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性（分别提升 28.6%/26.3%、31.2%/29.7%，p<0.05）。
- 分子机制（Nrf2/ARE 通路）
Western blot 检测：化合物 1、2 可显著上调 Nrf2（核内蛋白表达提升 2.1 倍、1.9 倍，p<0.01）、HO-1（1.8 倍、1.7 倍，p<0.01）、PI3K（1.6 倍、1.5 倍，p<0.05）、AKT（1.7 倍、1.6 倍，p<0.05）等通路关键蛋白表达，下调 JNK（0.5 倍、0.6 倍，p<0.01）、p-IRS1（Ser307，0.4 倍、0.5 倍，p<0.01）；
qPCR 检测：Nrf2、HO-1、GPX1 基因表达量较模型组提升 1.8~2.3 倍（p<0.01），JNK 基因表达下降 0.5~0.6 倍（p<0.01）；
分子对接：化合物 1 与 Nrf2 蛋白 LibDock 评分为 83.9675，化合物 2 为 89.1794，可通过 ARG-415、VAL-604/606 残基形成氢键，证实其与 Nrf2 靶点的高亲和力。
- 体内动物实验（db/db 小鼠）
诺丽酵素（高剂量 13mL/kg/d）给药 8 周后： 血糖指标：空腹血糖（FBG）从给药前 14.2mmol/L 降至 8.3mmol/L（p<0.01），糖化血红蛋白（HbA1c）从 8.7% 降至 6.5%（p<0.05）；
胰岛素抵抗：血清胰岛素水平从 35.2μIU/mL 降至 18.7μIU/mL（p<0.01），胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）从 18.6 降至 8.3（p<0.001），胰岛素敏感指数（ISI）从 - 4.2 升至 - 3.1（p<0.01）；
肝组织保护：HE 染色显示，肝组织脂滴积累减少 80% 以上，肝细胞坏死率从 35% 降至 8%，同时肝组织 SOD、过氧化氢酶（CAT）活性提升 30%~35%（p<0.05）。
三、市场价值和应用前景
（一）市场价值：瞄准三大核心人群
- T2DM 患者（辅助治疗）
现有 T2DM 药物（如二甲双胍、罗格列酮）长期使用易导致胃肠道反应、体重增加，诺丽酵素作为天然食品，可通过激活 Nrf2/ARE 通路辅助改善胰岛素抵抗：临床研究显示（Algenstaedt 等，2018），T2DM 患者每日服用 2mg/kg 诺丽酵素 8 周，空腹血糖降低 12.3%，HbA1c 降低 0.8%，且无低血糖风险，可作为药物治疗的补充方案，满足 “安全控糖” 需求。 - 胰岛素抵抗高危人群（预防干预）
肥胖、久坐、高糖饮食人群易出现胰岛素敏感性下降，诺丽酵素中的化合物 1、2 可通过调节 IRS1/PI3K/AKT 通路，促进 GLUT4（葡萄糖转运蛋白 4）向细胞膜转位，提升细胞对葡萄糖的利用效率。每日摄入 30~50mL 诺丽酵素原液，可降低空腹胰岛素水平（较安慰剂组下降 18.5%，p<0.05），预防胰岛素抵抗向 T2DM 发展。 - 亚健康人群（抗氧化保健）
现代生活压力导致的氧化应激（ROS 过量产生）是代谢紊乱的重要诱因，诺丽酵素中的 SOD、GSH-Px 及化合物 1、2 可协同清除 ROS，减少 MDA 生成。市场调研显示，72% 的亚健康人群关注 “天然抗氧化” 产品，诺丽酵素可开发为日常饮品，满足 “抗氧化 + 代谢调节” 双重需求。
（二）应用前景：多领域产品开发方向
- 功能食品领域
核心产品：诺丽酵素原液（保留完整活性成分）、浓缩粉剂（便于携带）、复合饮品（搭配膳食纤维、维生素），针对血糖管理人群设计 “控糖早餐搭档”“餐后饮品” 等场景化产品；
技术优势：采用低温发酵工艺（25℃，6 个月），保留化合物 1、2 的活性（实验证实，高温灭菌会导致活性成分损失 30% 以上）。
- 保健品领域
开发方向：以乙酸乙酯部位提取物为核心成分的胶囊 / 片剂，标注 “辅助改善胰岛素抵抗”“抗氧化” 功能，目标人群为 40~65 岁中老年群体；
剂量参考：基于动物实验换算（db/db 小鼠高剂量 13mL/kg/d≈人体 60kg 体重每日 30mL 原液），设定每日推荐摄入量为 20~30mL。
- 医药研发领域
先导化合物：以化合物 1、2 为模板，进行结构修饰（如增加羟基、甲基），提升其生物利用度（现有化合物口服生物利用度约 15%）；
联合用药：与二甲双胍联用，可降低二甲双胍用量 30%，减少胃肠道副作用，相关专利（陈光英等，202110486229.0）已申请，为新型复方制剂研发奠定基础。
四、结语
未来，随着产业化工艺优化（如活性成分定向富集技术）与临床研究深入（更大样本量的人体试验），诺丽酵素有望从 “小众健康产品” 升级为 T2DM 辅助治疗与代谢健康管理的核心选择，为全球糖尿病防治提供 “中国天然方案”。
参考文献
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