研究揭示食叶草酵素在防护酒精性肝损伤中的潜力

本研究揭示了食叶草酵素在防护酒精性肝损伤中的潜力。它通过调节细胞代谢、增强抗氧化防御和促进乙醇代谢，显著提高肝细胞的生存与修复能力，为开发天然、安全、有效的护肝功能食品提供了科学依据与创新思路。

长期以来，酒精被认为是诱发肝脏疾病的主要因素，其中以酒精性肝病最为显著，发病率逐年持续上升。酒精性肝病的特征是酒精导致肝细胞坏死与凋亡，发病机制非常复杂，目前研究认为其与乙醇代谢、氧化应激、炎症介质及细胞因子等有关，且仍未有令人满意的靶向治疗药物。因此，开发新型功能性食品，通过日常膳食补充以调控人体代谢、预防和缓解酒精性肝损伤具有重要意义。

食叶草是由鲁梅克斯K-1酸模和巴天酸模杂交选育而成的一种蓼科酸模属植物，于2021年10月22日被国家卫生健康委员会批准为新食品原料。食叶草含有丰富的活性化合物，其中酚类、黄酮类化合物和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）赋予其抗氧化活性和降血糖活性。通过自然发酵制备的食叶草酵素富含酚类、SOD、琥珀酸、乙醇酸、木糖醇等与抗氧化作用相关的物质，具有良好的自由基清除能力，并且对H2O2诱导的HepG2细胞氧化损伤具有一定的保护作用。目前，除抗氧化活性外，食叶草酵素具备的其他生物活性及相关作用机制尚不明确。

浙江科技大学沙如意副教授的研究团队通过建立HepG2细胞酒精性损伤模型，通过测定细胞存活率、乙醇脱氢酶（ADH）活性、乳酸脱氢酶（LDH）泄漏率、丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性，评估食叶草酵素的细胞保护作用。同时，利用气相色谱-质谱（GC-MS）技术，对乙醇及食叶草酵素处理下的细胞代谢物进行定性分析，从氨基酸代谢与能量代谢的角度阐明其作用机制。

食叶草酵素富含发酵生成的小分子肽、多酚及有机酸，这些成分可通过调控抗氧化酶活性、促进乙醇代谢及抑制脂质过氧化，进而减轻细胞氧化应激水平，达到保护肝细胞的效果。

研究首先考察了不同浓度的食叶草酵素、乙醇及阳性对照物水飞蓟素对HepG2细胞存活率的影响。结果显示（图1），当食叶草酵素体积分数为0.625%、1.25%和2.5%时，细胞存活率与对照组相比无显著差异，说明其在该范围内无细胞毒性，因此选用2.5%作为后续实验的最高预处理浓度。随着乙醇浓度的升高，HepG2细胞存活率显著下降，当乙醇浓度达到1.6 mol/L时，细胞存活率降低约50%，据此确定该浓度用于建立乙醇损伤模型。水飞蓟素在20和30 μmol/L范围内对细胞活力无明显影响，故选取30 μmol/L作为阳性对照浓度。

进一步实验结果表明，乙醇处理后的模型组细胞存活率仅约为42%，显著低于正常对照组，而经食叶草酵素或水飞蓟素预处理后，细胞存活率均明显提高（P＜0.05），且两者保护效果相近。这说明食叶草酵素能够有效缓解乙醇对HepG2细胞的毒性损伤，具有与临床护肝药物相似的细胞保护作用。

▲图1：a～c.分别为食叶草酵素、乙醇、水飞蓟素;d,不同样品对乙醇损伤HepG2细胞存活率的影响。字母不同表示差异显著（P＜0.05）。

研究进一步考察了食叶草酵素对乙醇诱导的HepG2细胞损伤的生化指标影响。结果显示（图2），乙醇处理后模型组细胞的ADH活力显著升高，说明细胞在代谢乙醇的过程中受到损伤。而经食叶草酵素预处理后，ADH活力进一步增强，表明其能促进乙醇代谢、减轻毒性作用。同时，乙醇刺激导致细胞膜受损、LDH大量泄漏，而食叶草酵素能使LDH活力下降约23%，说明其具有一定的细胞保护作用。乙醇还会诱导脂质过氧化、增加MDA生成，而食叶草酵素预处理后，细胞内MDA含量下降约39%，与对照组接近，说明其能有效缓解氧化损伤。此外，乙醇损伤会导致细胞内SOD活力显著下降，而食叶草酵素能使SOD活力恢复至模型组的两倍，并高于阳性对照组。

总体来看，食叶草酵素通过提升ADH和SOD活性、降低LDH泄漏和MDA积累，增强了细胞抗氧化防御系统，显著减轻了乙醇引起的HepG2细胞损伤，展现出良好的保肝潜力。

▲图2：不同样品对乙醇损伤HepG2细胞ADH（a）、LDH（b）、MDA（c）和SOD（d）水平的影响。

研究最后通过代谢组学分析探讨了食叶草酵素对乙醇诱导的HepG2细胞代谢变化的影响。利用PCA和PLS-DA模型对胞内外代谢物进行多元统计分析，结果显示（图3）对照组、模型组与食叶草酵素预处理组之间代谢特征明显分离，说明乙醇损伤和食叶草酵素干预均会显著改变细胞代谢模式。模型验证结果可靠，无过拟合现象。进一步筛选发现（图4），食叶草酵素可调控多种关键代谢物，包括胞内的丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸、苏氨酸等氨基酸，以及胞外的琥珀酸、单硬脂酸甘油酯、阿拉伯糖醇等小分子物质。代谢通路分析表明，这些变化主要集中在甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、三羧酸循环以及丙氨酸和谷氨酸代谢途径。这些代谢途径与细胞能量供应、抗氧化防御及膜稳定性密切相关，提示食叶草酵素可能通过调节氨基酸与能量代谢，恢复细胞稳态，从而减轻乙醇引起的氧化应激与代谢紊乱，发挥护肝和细胞保护作用。

▲图3：样本不同组别间的多元统计分析：a、b.分别为胞内、胞外代谢物PCA得分图；c、d.分别为胞内、胞外代谢物PLS-DA得分图；e、f.分别为胞内、胞外代谢物置换检验图。

▲图4:胞内差异代谢物统计和代谢途径分析

综上，本研究首次系统阐明了食叶草酵素对HepG2细胞酒精性损伤的保护机制。结果表明，食叶草酵素可通过增强ADH与SOD活性、降低LDH与MDA水平、调节氨基酸与能量代谢通路，有效缓解乙醇诱导的细胞损伤，改善氧化应激状态。该研究为食叶草酵素在抗酒精性肝损伤与功能性护肝食品开发中的应用提供了重要理论依据。食叶草酵素不仅具备良好的抗氧化与保肝潜力，还具有改善代谢紊乱、辅助解酒等功能，未来可开发为复合型护肝饮品、功能发酵果蔬汁或保健酵素粉。此外，其发酵工艺天然环保，原料来源丰富，具备产业化推广优势。