目的:评价番茄红素预处理对大鼠心肌细胞缺氧复氧损伤时Toll样受体(TLRs)/NF-κB信号通路的影响。方法:体外培养大鼠H9C2心肌细胞，以8×10 4个/ml的密度接种于培养皿中，采用随机数字表法分为3组( n＝30)：对照组(C组)、缺氧复氧组(H/R组)和番茄红素预处理组(LP组)。H/R组、LP组心肌细胞缺氧6 h后复氧制备缺氧复氧损伤模型；LP组于造模前12 h时加入浓度为20 μmol/L番茄红素进行预处理。采用CCK-8法测定心肌细胞活力；采用流式细胞术(Annexin V/PI双染法)检测心肌细胞凋亡率；采用微板法检测细胞培养液LDH、细胞SOD、MDA及ROS的水平；采用Western blot法检测TLR2、TLR3和NF-κB的表达水平。 结果:与C组相比，H/R组和LP组细胞活力和SOD水平降低，细胞凋亡率、LDH、MDA和ROS水平升高，TLR2、TLR3和NF-κB表达上调( P<0.05)；与H/R组相比，LP组细胞活力和SOD水平升高，细胞凋亡率、LDH、MDA和ROS水平降低，TLR2、TLR3和NF-κB表达下调( P<0.05)。 结论:番茄红素预处理减轻大鼠心肌细胞缺氧复氧损伤的机制可能与抑制TLRs/NF-κB信号通路激活，抑制氧化应激反应有关。

目的:探索番茄红素、叶黄素和植物甾醇联合应用对绝经后骨质疏松症小鼠肠道菌群的影响.方法:采用双侧去卵巢(OVX)法建立绝经后骨质疏松模型,将60只12周龄雌性C57BL/6J小鼠随机分为假手术组(sham组),OVX组,番茄红素、叶黄素和植物甾醇联合干预低剂量(L)、中剂量(M)、高剂量(H)组,戊酸雌二醇组(E2组),每天1次灌胃给药,持续12周.Mi-cro-CT扫描分析小鼠股骨骨密度(BMD)和骨微结构变化;苏木精—伊红(HE)染色观察各组股骨组织病理学改变;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测股骨中骨钙素(BGP)和抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRAP5b)的表达;16S rDNA扩增子测序检测分析粪便中V3～V4区菌群基因.结果:HE结果显示,OVX组小鼠骨松质结构改变,骨小梁稀疏松散、粗细不匀,大量断裂,骨髓腔间距宽;M组、H组的骨结构改善,且H组接近于sham组;Micro-CT结果显示,与sham组相比,OVX组的BMD、小梁体积百分比(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数(Tb.N)和连接密度(Conn.Dn)显著降低,骨表面积/组织体积(BS/TV)、骨小梁空隙(Tb.SP)、结构模型指数(SMI)显著增加;与OVX组相比,M组和H组BMD、BV/TV、BS/TV、Tb.N、Conn.Dn显著增加,H组Tb.Sp、SMI显著降低;ELISA结果显示,与OVX组相比,M组、H组的BGP显著升高,TRAP5b显著降低.16S rDNA扩增子测序结果显示,在门水平上,H组的疣微菌门相对丰度较OVX组明显增加,拟杆菌门相对丰度较OVX组降低;在属水平上,H组艾克曼菌属、毛螺菌科_NK4A136菌属、双歧杆菌属、回肠杆菌属和毛螺旋菌属的相对丰度较OVX组升高,杜氏杆菌属、乳酸杆菌属、螺杆菌属和另枝菌属的相对丰度较OVX组降低;线性判别分析效应(LEf Se)分析结果显示,H组中的放线菌门、放线菌门未确定菌纲、双歧杆菌目、双歧杆菌属、双歧杆菌科、Ileibacterium valens和回肠杆菌属丰度富集.结论:番茄红素、叶黄素和植物甾醇联合应用可以明显改善OVX小鼠骨微结构,缓解骨丢失,其机制可能与调控肠道菌群结构和丰度相关.

目的 以忍冬Lonicera japonica八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)基因为标记基因,利用ZMBJ-CMV载体建立基于病毒诱导的忍冬基因沉默体系.方法 以忍冬为材料,通过选取同源性较高的片段设计PDS基因的特异性引物,克隆出片段长度为135 bp的序列作为目的基因片段,经双酶切后与黄瓜花叶病毒载体连接构建VIGS重组载体,转化根癌农杆菌后,侵染忍冬幼苗.此外,还对农杆菌吸光度(A)值和侵染方法对PDS基因沉默效率的影响进行了比较.结果 被侵染植株叶片PDS基因表达水平显著降低,叶绿素和类胡萝卜素含量显著下降,叶片出现白化表型.结论 建立了以ZMBJ-CMV载体诱导的忍冬基因沉默体系,农杆菌A值为0.8、注射后再进行真空浸润,能够提高忍冬目标基因的沉默效率,为开展忍冬关键基因的功能研究提供了技术支撑.

目的 探究番茄红素是否可以改善D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠学习记忆功能损伤及其具体分子机制.方法 45 只雌性CD-1 小鼠(2 月龄)适应性喂养 1w后,随机分为 3 组:对照组(control):腹腔注射生理盐水+标准饲料;D-半乳糖组(D-gal):腹腔注射 150 mg/(kg·d)D-半乳糖+标准饲料;番茄红素干预组(D-gal+LYC):腹腔注射 150 mg/(kg·d)D-半乳糖+番茄红素饲料(0.03%番茄红素,均匀混在标准饲料中),共 8w.利用T迷宫检测各组小鼠的空间学习记忆能力;采用H&E染色、Western blots以及免疫荧光分析番茄红素对D-半乳糖处理小鼠海马组织神经元形态、脑部神经营养因子以及突触功能蛋白PSD-95 表达的影响.通过IBA-1 免疫组化及Western blots检测小鼠脑部小胶质细胞激活、促炎因子TNFα、抗氧化物酶HO-1 及NQO-1 表达情况,分析番茄红素对D-半乳糖诱导的小鼠脑部神经炎症及氧化应激的改善作用.通过免疫组化以及Western blots方法分析番茄红素对小鼠脑部FGF21 蛋白表达的影响,以探究FGF21 是否对神经起保护作用.结果 T迷宫结果表明,番茄红素可以减轻D-半乳糖诱导的小鼠认知损伤,番茄红素减少了海马组织中核固缩及坏死的神经元细胞数量,促进了神经营养因子 NT3/NGF以及突触功能蛋白 PSD-95 表达,减轻了 D-半乳糖诱导的突触功能损伤.番茄红素通过增加抗氧化物酶 HO-1、NQO-1 表达,减轻了小鼠脑部氧化应激;通过抑制小胶质细胞过度激活以及下调脑部促炎因子TNFα 表达,减轻了神经炎症.更重要的,番茄红素也促进了小鼠脑部FGF21 的蛋白表达.结论 番茄红素可以通过减轻突触功能损伤,促进FGF21 表达,改善脑部氧化应激以及神经炎症,减轻D-半乳糖诱导的小鼠认知功能损伤.[营养学报,2023,45(6):588-595]

目的 探索番茄提取物干预对高脂饲养小鼠空间学习和记忆能力的干预作用及其可能的机制.方法 40只 5w龄C57BL/6J小鼠分为正常对照组(CON组)、高脂对照组(MON组)和番茄提取物低、中、高剂量组(LYC-L、LYC-M、LYC-H组),其中CON组给予普通维持饲料(脂肪供能比 12％),其余各组给予脂肪供能比 60％的高脂饲料,同时,干预组分别给予 50、75、100 mg/(kg·d)的番茄提取物进行灌胃干预.12 w后,利用Morris 水迷宫实验评价各组小鼠的空间学习和记忆能力,酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定小鼠血清中肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)、核因子κ B(Nuclear Factor kappa-B,NF-κ B)及白细胞介素6(Interleukin-6,IL-6)的水平,利用荧光定量PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)测定脑组织中TNF-α、NF-κ B和IL-6 的基因表达情况.结果 番茄提取物对高脂饲养小鼠的体重增加和脂肪蓄积无明显改善作用;Morris水迷宫实验中随着训练天数的增加,小鼠的学习能力逐渐增强,第 3 日LYC-M组和LYC-H组的目标象限潜伏期和平台潜伏期显著低于MON组(P<0.05).空间探索实验中,干预组小鼠的目标象限潜伏期低于MON组(P<0.05),LYC-H组的平台潜伏期显著低于MON组(P<0.05).LYC-H组小鼠血清TNF-α 和IL-6 水平和大脑中TNF-α 和IL-6 基因表达显著低于MON组(P<0.05),LYC-M组小鼠血清IL-6 水平和大脑中IL-6 基因表达显著低于MON组(P<0.05).结论 高脂饲料饲养小鼠会降低小鼠空间学习和记忆能力,番茄提取物干预可能会通过降低血清TNF-α 和IL-6 水平并降低大脑中 TNF-α 和 IL-6 的基因表达水平来改善高脂饲养小鼠的空间记忆能力,其中高剂量[100mg/(kg·d)]番茄提取物的干预效果更为显著.[营养学报,2023,45(6):596-601]

八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)是植物类胡萝卜素合成途径中的第一个限速酶,对植物的生长发育具有重要作用.为了解菠菜(Spinacia oleracea L.)中PSY基因家族功能,本研究通过生物信息学方法对菠菜PSY基因家族成员的数目、结构、启动子元件、氨基酸特性和基因进化等进行鉴定分析,并利用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)分析其在菠菜组织中及响应红蓝光比例变化的表达模式,同时测定R1B3(红光∶蓝光=1∶3)和R3B1(红光∶蓝光=3∶1)处理后菠菜总类胡萝卜素含量,进行SoPSYs基因表达量与总类胡萝卜素含量变化的相关性分析.结果显示,菠菜共有 4 个PSY基因,含有SQS_PSY保守结构域,SoPSY蛋白为亲水性蛋白.菠菜PSY1、PSY2和苋科的甜菜进化关系较近,PSY3、PSY4与番茄PSY3有较近的亲缘关系.菠菜PSY基因启动子序列上存在多种光响应和植物激素相关元件.SoPSY基因具有组织表达特异性,SoPSY1、SoPSY2、SoPSY3仅在叶片中表达,SoPSY4 主要在根中表达.菠菜类胡萝卜素含量在R1B3 和R3B1 处理后均下降.不同基因型菠菜中,各SoPSY基因响应红蓝光比例变化的表达模式具有差异性,其中SoPSY1 的表达在栽培类型菠菜中无显著变化,SoPSY2 的表达模式在两种类型菠菜中相反,SoPSY3在野生型与栽培型菠菜中表达模式一致,且这 3 个基因的相对表达水平与总类胡萝卜素含量变化密切相关.本研究为深入了解PSY基因在菠菜中的生物学功能,以及响应红蓝光比例变化的调控机理奠定了基础.

目的 探讨番茄红素(LYC)调节RAS同源基因家族成员A(RhoA)/Rho相关激酶(ROCK)信号通路对氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的脑血管内皮细胞(EC)凋亡的影响.方法 未做任何处理的人脑微血管内皮细胞(HBMECs)设为NC组;采用ox-LDL处理的HBMECs分为ox-LDL组、LYC组(0.5 μmol/L的LYC处理HBMECs)、溶血磷脂酸(LPA)组(5 μmol/L RhoA/ROCK 信号通路激活剂 LPA 处理 HBMECs)、LYC+LPA 组(0.5 μmol/L 的 LYC 以及 5 μmol/L LPA 共同处理HBMECs);处理24 h后用于后续实验.采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测HBMECs细胞因子水平;CCK-8法检测HBMECs增殖;流式细胞术检测HBMECs凋亡率;Western blot检测细胞血小板内皮细胞黏附分子-1(CD31)、平滑肌(SM)22a、BCL-2相关X蛋白(Bax)、B细胞淋巴瘤/白血病-2蛋白(Bcl-2)、裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(cleaved-Caspase-3)、RhoA/ROCK通路相关蛋白表达.结果 与NC组相比,ox-LDL组单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)、白细胞介素(IL)-6、血管内皮细胞黏附分子 1(VCAM-1)、HBMECs 凋亡率、Bax、cleaved-Caspase-3、SM22a、RhoA、ROCK1 蛋白水平升高,OD 值、Bcl-2、CD31蛋白水平下降,差异有统计学意义(P＜0.05);与ox-LDL组相比,LYC组MCP-1、IL-6、VCAM-1、HBMECs凋亡率、Bax、cleaved-Caspase-3、SM22a、RhoA、ROCK1蛋白水平降低,OD值、Bcl-2、CD31蛋白水平升高,差异有统计学意义(P＜0.05),而LPA组趋势相反;LPA减弱了 LYC对ox-LDL诱导的HBMECs凋亡的改善作用.结论 LYC可能通过抑制RhoA/ROCK信号通路来减轻HBMECs凋亡.

目的:探讨番茄红素通过沉默信息调节因子1(SIRT1)/核因子-κB(NF-κB)轴对肾癌786-O细胞增殖、凋亡的影响.方法:常规培养人正常肾细胞HK-2和人肾癌细胞786-O,实验分为对照组(0.1%DMSO)、顺铂组(40 μg/mL)、番茄红素低质量浓度(2.5 μg/mL)组、番茄红素高质量浓度(5 μg/mL)组、番茄红素(5 μg/mL)+EX527(SIRT1抑制剂)(3 μmol/L)组.CCK-8法、克隆形成实验检测各组HK-2、786-O细胞的增殖能力,流式细胞术检测各组786-O细胞的凋亡,RH123、DCFH-DA染色分别检测各组786-O细胞的线粒体膜电位(MMP)、活性氧(ROS)水平,WB法检测各组786-O细胞中凋亡相关蛋白BAX、Bcl-2、C-casp3和SIRT1/NF-κB轴相关蛋白SIRT1、p-NF-κB蛋白的表达.786-O细胞移植瘤实验检测番茄红素低(5 mg/kg)、高质量浓度(20 mg/Kg)、顺铂(2 mg/kg)、番茄红素(20 mg/kg)+EX527(10 mg/kg)对移植瘤生长的影响,TUNEL法检测各组移植瘤组织中的细胞凋亡.结果:番茄红素呈剂量依赖性地抑制786-O细胞的增殖活性,番茄红素、顺铂均明显抑制786-O细胞的克隆形成能力且促进其凋亡,细胞中MMP损伤率升高而ROS水平降低,凋亡相关蛋白BAX、C-casp3表达均显著升高(均P<0.05)而Bcl-2表达下调(P<0.05),SIRT1表达显著升高(P<0.05)而p-NF-κB的表达显著降低(P<0.05),上述作用均可被EX527逆转;番茄红素、顺铂抑制786-O细胞移植瘤的生长且促进其细胞凋亡,其作用也能被EX527逆转.结论:番茄红素通过上调SIRT1、抑制NF-κB通路的激活进而抑制786-O细胞增殖且诱导其凋亡.

目的 探讨番茄红素(Lyc)对创伤性脑损伤(TBI)小鼠炎性因子及肠黏膜屏障功能的影响.方法 SPF级成年雄性BALB/c小鼠45只,采用随机数字表法分为假手术组、TBI组与TBI+Lyc组,每组15只.采用改良压缩损伤模型的方法制备TBI小鼠模型,假手术组不给予打击.各组按建模后1 d、2 d、3 d、7 d及14 d分为5个亚组,每亚组3只.假手术组及TBI组给予葵花油,TBI+Lyc组给予葵花油溶解的Lyc(浓度为1 mg/ml),剂量均为10 mg/(kg·d),每日固定时间灌胃,持续14 d.取各亚组小鼠下腔静脉血及回肠组织,采用ELISA法检测血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、肠型脂肪酸结合蛋白(I-FABP)、二胺氧化酶(DAO)水平,比色法检测血清D-乳酸(D-LA)水平,终点显色法检测血清内毒素水平.Pearson相关检验分析炎性因子与肠黏膜屏障功能指标的相关性.HE染色观察回肠组织病理学变化,并测量回肠绒毛高度及隐窝深度.结果 TBI组、TBI+Lyc组小鼠血清TNF-α、IL-1β、I-FABP、D-LA、DAO、内毒素水平随时间延长逐渐降低,但在各时间点均明显高于假手术组(P<0.01或P<0.001);TBI+Lyc组小鼠血清TNF-α、IL-1β、I-FABP、D-LA、DAO、内毒素水平在各时间点均明显低于TBI组(P<0.01或P<0.001).血清TNF-α、IL-1β分别与I-FABP、D-LA、DAO、内毒素水平呈明显正相关关系(P<0.01).假手术组回肠绒毛基本正常,TBI组回肠绒毛结构明显破坏,TBI+Lyc组回肠绒毛结构基本整齐.TBI组小鼠回肠绒毛高度和隐窝深度在各时间点均低于假手术组(P<0.05),TBI+Lyc组小鼠回肠绒毛高度和隐窝深度在各时间点均明显高于TBI组(P<0.05).结论 Lyc可降低TBI小鼠各个时期炎性因子水平,并可能通过抑制炎症反应来改善肠黏膜屏障功能.

病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术已广泛用于植物基因功能研究,以烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)为载体的沉默体系介导大豆基因沉默效率有待明确,采用无缝克隆技术构建TRV-VIGS沉默体系,探索不同接种方法对大豆靶基因在不同组织间的沉默效率,为大豆基因功能研究提供依据.以八氢番茄红素去饱和酶(phytoene desaturase,GmPDS)及泛素连接酶(GmATL3)基因为靶基因,将含有pTRV1 和重组载体菌液采用注射、灌根(agroinoculation)、注射与灌根相结合 3 种方法分别接种大豆中黄 13,接种 28 d观察沉默表型现象,并使用RT-qPCR技术检测根部与叶部基因相对表达量,明确不同方法沉默效果.注射接种的大豆叶边缘及叶内出现黄化褪绿,灌根接种与注射加灌根接种的叶片表面出现褪绿斑点及褶皱褪绿表型.RT-qPCR结果表明,3 种接种方法对沉默GmPDS效果接近 100%;注射接种对GmATL3 的沉默效率在叶部为 80%-95%,根部为 40%-60%;灌根与注射加灌根接种,根部沉默效率为 70%-90%,叶部沉默效率为 15%-50%.不同接种方法产生不同程度沉默表型,且对不同内源基因沉默效率不同.接种方法对不同组织沉默效率存在差异,注射方法对叶片沉默效率最高,注射加灌根结合的方法对根部沉默效率最高.