表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)控機(jī)制及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

黃超群 駱曜駿 王新霞

(浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，教育部動(dòng)物分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部(華東)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省飼料與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058)

表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)的分子式為C22H18O11,相對(duì)分子質(zhì)量為458，屬于兒茶素(catechin)(圖1)，是綠茶茶多酚的主要組成成分[1]。EGCG在綠茶中的含量最高，每100 g干茶葉中含量可達(dá)7 380 mg。此外，李子、洋蔥、榛子、核桃、角豆等多種植物中也可檢測(cè)到少量EGCG的存在，如每100 g角豆粉中EGCG的含量約為109 mg[2-3]。研究表明，EGCG具有改善脂肪組織穩(wěn)態(tài)[4]、抑制癌細(xì)胞增殖[5]、緩解非酒精性脂肪肝(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)[6]、影響腸道藥物代謝酶的表達(dá)[7]、緩解心肌肥大[8]、提高肌肉組織胰島素敏感性等多種生物學(xué)功能(圖2)[9-10]。本文就國(guó)內(nèi)外關(guān)于EGCG對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)控機(jī)制及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用作一綜述，旨在為EGCG在畜牧生產(chǎn)中的研究和應(yīng)用提供參考。

圖1 表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯與其衍生物的關(guān)系 Fig.1 Relationship between EGCG and its derivates[1]

1 EGCG對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)控機(jī)制

1.1 調(diào)控脂肪組織穩(wěn)態(tài)

哺乳動(dòng)物脂肪組織具有高度可塑性，可以通過(guò)調(diào)控自身大小及功能積極響應(yīng)機(jī)體內(nèi)外環(huán)境變化，例如營(yíng)養(yǎng)狀況、環(huán)境溫度等[11]。脂肪組織中的白色脂肪(white fat)和棕色與米色脂肪(brown and beige fat)在脂肪的儲(chǔ)存和動(dòng)員、全身能量穩(wěn)態(tài)的維持中發(fā)揮核心作用，它們的代謝失調(diào)與功能障礙和機(jī)體代謝紊亂緊密相連[12]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，EGCG可以通過(guò)多種途徑改善脂肪組織穩(wěn)態(tài)(圖3)。

1.1.1 調(diào)控脂肪細(xì)胞增殖分化

Chan等[17]發(fā)現(xiàn)，EGCG能以劑量依賴(lài)性的方式抑制3T3-L1細(xì)胞的增殖，并且可以通過(guò)阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程、下調(diào)成脂關(guān)鍵基因表達(dá)進(jìn)而抑制成脂分化。Wu等[4]進(jìn)一步對(duì)EGCG阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程的機(jī)制研究表明，EGCG是通過(guò)降低去甲基化酶肥胖相關(guān)蛋白(fat mass and obesity-associated protein，F(xiàn)TO)的蛋白穩(wěn)定性，進(jìn)而影響細(xì)胞整體和細(xì)胞周期關(guān)鍵基因mRNA m6A水平，并以依賴(lài)于YTH結(jié)構(gòu)域家族蛋白2(YTH N6-methyladenosine RNA binding protein 2，YTHDF2)的方式降低了正調(diào)控細(xì)胞周期的細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶2(cyclin dependent kinase 2，CDK2)、細(xì)胞周期蛋白A2(cell cycle regulator cyclin A2，CCNA2)、細(xì)胞周期素D1(cyclin D1，CCND1)的蛋白表達(dá)，從而阻斷了細(xì)胞周期進(jìn)程并最終抑制脂肪細(xì)胞分化，同時(shí)，EGCG處理還提高了負(fù)調(diào)控細(xì)胞周期的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因(retinoblastomal，RB1)、細(xì)胞周期檢查點(diǎn)蛋白p27(p27Kip1，p27)、細(xì)胞周期抑制因子p21(cell cycle inhibitor p21，p21)的蛋白表達(dá)[4]，但這種影響是否也依賴(lài)于FTO介導(dǎo)的去甲基化功能有待探索。

1.1.2 調(diào)控脂肪組織細(xì)胞產(chǎn)熱

與白色脂肪細(xì)胞相比，棕色和米色脂肪細(xì)胞有非常高的脂肪酸氧化速率，可以將能量以熱的方式耗散掉，這一作用依賴(lài)于解耦聯(lián)蛋白1(uncoupling protein 1，UCP1)。越來(lái)越多的研究表明，增加米色脂肪的生成對(duì)人體的代謝健康大有裨益，例如，選擇性激活米色脂肪可改善全身葡萄糖耐量和胰島素敏感性[18]。因此，調(diào)控棕色和米色脂肪細(xì)胞的數(shù)量和功能是調(diào)控機(jī)體能量代謝的策略之一，并有望被應(yīng)用于肥胖和糖尿病等代謝性疾病的治療[19-20]。最近的研究表明，EGCG抵抗肥胖的效果可能與EGCG調(diào)控棕色和米色脂肪的功能有關(guān)。具體而言，在源自腹股溝白色脂肪組織(inguinal white adipose tissue，iWAT)的前體脂肪細(xì)胞中表達(dá)水平較低的UCP1，卻在EGCG處理后顯著上調(diào)。不僅如此，EGCG還促進(jìn)了前體脂肪細(xì)胞線(xiàn)粒體的生物發(fā)生并誘導(dǎo)了其他重要產(chǎn)熱基因的表達(dá)，如DNA斷裂因子45樣效應(yīng)因子α(cell-death-inducing DNA-fragmentation-factor-like effector-a，Cidea)、Ⅱ型脫碘酶(deiodinase type 2，DIO2)、轉(zhuǎn)錄因子早期B細(xì)胞因子2(recombinant early B-cell factor 2，EBF2)等[13]。Lee等[14]研究結(jié)果則表明，與對(duì)照組相比，飼糧中添加EGCG會(huì)升高小鼠體溫并增加棕色脂肪組織線(xiàn)粒體DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)含量，同時(shí)還會(huì)上調(diào)棕色脂肪組織產(chǎn)熱相關(guān)基因，如UCP1的表達(dá)，而乙酰輔酶A羧化酶2(acetyl CoA carboxylase 2，ACC2)的表達(dá)則有所下降(圖3)。這些結(jié)果表明，EGCG抵抗肥胖的效果可能與EGCG靶向脂肪細(xì)胞促進(jìn)產(chǎn)熱有關(guān)。

FTO：肥胖相關(guān)蛋白 fat mass and obesity-associated protein；CCNA2：細(xì)胞周期蛋白A2 cell cycle regulator cyclin A2；CDK2：細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶2 cyclin dependent kinase 2；YTHDF2：YTH結(jié)構(gòu)域家族蛋白2 YTH N6-methyladenosine RNA binding protein 2；Beclin1：自噬相關(guān)蛋白 1 autophagy related protein beclin 1；ATG7：自噬相關(guān)蛋白7 autophagy related protein 7；ATG12：自噬相關(guān)蛋白12 autophagy related protein 12；LC3：微管相關(guān)蛋白1A/1B-輕鏈 3 microtubule-associated proteins 1A/1B light chain 3；UCP1：解耦聯(lián)蛋白1 uncoupling protein 1；PGC1α：過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活劑1-α peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator 1-α；P-AMPK：磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶 phosphorylated AMP-activated protein kinase；UCP2：解耦聯(lián)蛋白2 uncoupling protein 2；PRDM16：PR結(jié)構(gòu)域蛋白16 PR domain-containing 16；CPT-1β：肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶-1β carnitine palmitoyltransferase-1β；ACC2：乙酰輔酶A羧化酶2 acetyl-CoA carboxylase 2；TNF-α：腫瘤壞死因子-α tumor necrosis factor-α；IL-6：白細(xì)胞介素-6 interleukin-6；IL-1β：白細(xì)胞介素-1β interleukin-1β；MCP-1：?jiǎn)魏思?xì)胞趨化蛋白-1 monocyte chemotactic protein-1；CD11b：白細(xì)胞分化抗原11b cluster of differentiation 11b。圖3 EGCG調(diào)控脂肪組織穩(wěn)態(tài)的機(jī)制Fig.3 Mechanisms by which EGCG regulates adipose tissue homeostasis[4,13-16]

1.1.3 調(diào)控脂肪組織細(xì)胞自噬

眾所周知，AMP依賴(lài)的蛋白激酶(AMP-dependent protein kinase，AMPK)在脂肪組織能量代謝中扮演重要角色，能調(diào)節(jié)白色脂肪細(xì)胞的分化、能量代謝、線(xiàn)粒體生物合成等，并在棕色脂肪組織的發(fā)育、維持棕色脂肪組織線(xiàn)粒體功能和白色脂肪組織褐變中起著至關(guān)重要的作用[21-22]。研究表明，EGCG可以增強(qiáng)肥胖小鼠棕色和皮下與附睪白色脂肪組織乃至肌肉組織中的AMPK活性，因此，EGCG抗肥胖的作用可能與激活各種組織中的AMPK有關(guān)，然而其中的分子機(jī)制尚未完全闡明[14,23-24]。Choi等[15]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，EGCG通過(guò)激活A(yù)MPK信號(hào)通路增加了白色脂肪組織細(xì)胞中的自噬通量，并促進(jìn)了性腺旁白色脂肪組織(gonadal white adipose tissue，gWAT)細(xì)胞中自噬相關(guān)基因7(autophagy related 7，Atg7)、自噬相關(guān)基因12(autophagy related 12，Atg12)以及Beclin1形成所必需的分子的基因表達(dá)。并且，脂肪細(xì)胞特異性敲除Beclin1減弱了EGCG對(duì)肥胖小鼠體重和葡萄糖耐量的影響。但由于Beclin1也參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的死亡和凋亡過(guò)程[25]，因此，EGCG抗肥胖的作用是否還與脂肪細(xì)胞的死亡和凋亡過(guò)程有關(guān)有待研究。

1.2 調(diào)節(jié)血糖血脂

多項(xiàng)研究表明，EGCG能作用于多種胰島素敏感組織從而產(chǎn)生降血糖、緩解胰島素抵抗等功效。例如，EGCG可以通過(guò)緩解游離脂肪酸導(dǎo)致的氧化應(yīng)激、激活骨骼肌和脂肪組織中的AMPK通路并降低血清中的脂質(zhì)含量來(lái)提高胰島素抵抗模型大鼠的胰島素敏感性[9,26]。此外，EGCG還可通過(guò)激活蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，AKT)信號(hào)通路、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated proteinkinases，MAPK)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2通路(extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2)來(lái)促進(jìn)胰島素作用下組織細(xì)胞對(duì)于葡萄糖的攝取[27-28]。Cao等[29]同樣發(fā)現(xiàn)，Wistar大鼠飼喂含0.1%～0.2%綠茶提取物的高果糖飼糧6周后，與對(duì)照組相比，肝臟和肌肉組織中胰島素信號(hào)通路和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族相關(guān)基因的表達(dá)水平顯著增加。Nishiumi等[30]則發(fā)現(xiàn)，飼喂高脂飼糧的同時(shí)向飲水中補(bǔ)充綠茶或紅茶可促進(jìn)C57BL/6J小鼠肌肉中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體4(glucose transporter 4，GLUT4)的表達(dá)和轉(zhuǎn)位，進(jìn)而緩解高血糖癥并抑制白色脂肪組織的脂肪沉積，這與Ueda-Wakagi等[31]的研究結(jié)果相符。研究還表明，EGCG可以通過(guò)與腸道內(nèi)α-淀粉酶(α-amylase)和α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)的活性位點(diǎn)結(jié)合，在體外和體內(nèi)抑制淀粉水解，進(jìn)而降低小鼠進(jìn)食后的血糖水平[7,32]。值得注意的是，EGCG對(duì)于葡萄糖苷酶的抑制作用是非競(jìng)爭(zhēng)性且可逆的，并不會(huì)減少酶的數(shù)量，而除EGCG外，多種綠茶黃酮醇對(duì)葡萄糖苷酶也具有抑制作用[28,33-34]。不僅如此，EGCG還可以抑制高脂飼糧和鏈脲佐菌素(streptozocin)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠肝臟中葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase，G-6-pase)、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1C(sterol regulatory element binding protein-1C，SREBP-1C)、脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase，F(xiàn)AS)等糖異生和脂代謝途徑中關(guān)鍵蛋白的表達(dá)，并激活孕甾烷X受體/組成型雄甾烷受體(PXR/CAR)和肝臟與小腸中一系列藥物代謝酶的表達(dá)，進(jìn)而起到提高胰島素敏感性、緩解糖尿病的作用[7]。總而言之，飼糧中補(bǔ)充一定量的EGCG可作為預(yù)防和治療2型糖尿病(T2DM)的有效措施。

1.3 緩解NAFLD

NAFLD不僅是一個(gè)連續(xù)的疾病譜[35-36]，近年來(lái)在基礎(chǔ)和臨床上的研究表明，NAFLD還是一種涉及全身代謝紊亂的疾病，其發(fā)病機(jī)制與肥胖和胰島素抵抗密切相關(guān)，且互為因果，并提出采用“代謝相關(guān)脂肪性肝病”(metabolic associated fatty liver disease，MAFLD)取代現(xiàn)有NAFLD命名的提議，以凸顯代謝紊亂在該疾病發(fā)展中的重要性[37-40]。具體而言，機(jī)體除肝臟外的代謝及非代謝器官，包括腸道微生物、神經(jīng)環(huán)路等引起的代謝障礙會(huì)導(dǎo)致NAFLD的發(fā)生和進(jìn)展。此外，隨著多組學(xué)技術(shù)的興起和發(fā)展，NAFLD/非酒精性脂肪肝炎(NASH)的疾病生理及發(fā)病機(jī)制也從初期的“雙重打擊”學(xué)說(shuō)延伸到當(dāng)下的“多重打擊”學(xué)說(shuō)，從而極大地加深了人們對(duì)NAFLD的認(rèn)識(shí)和理解，然而，目前針對(duì)該疾病尚沒(méi)有獲批準(zhǔn)的藥物和有效的治療手段[35,41]。多年來(lái)基于嚙齒動(dòng)物的研究表明，EGCG在多方面展現(xiàn)了治療NAFLD的巨大潛力，其功效包括促進(jìn)脂質(zhì)和葡萄糖代謝、抗脂質(zhì)過(guò)氧化、降低炎癥水平、改善腸道菌群失調(diào)和腸道免疫系統(tǒng)等[42-43]，相關(guān)機(jī)制及治療效果如表1所示。

表1 EGCG在治療NAFLD中的作用Table 1 Role of EGCG in treatment of NAFLD

續(xù)表1序號(hào)No.動(dòng)物模型Animalmodel試驗(yàn)周期Experimentalperiod/周飼喂劑量和方式Feedingdoseandmethod主要試驗(yàn)結(jié)果Mainexperimentalresults參考文獻(xiàn)Reference2高脂飼糧喂養(yǎng)的雄性C57BL/6J小鼠17每千克飼糧添加3.2gEGCG(1)肝臟甘油三酯含量(9%)↓;(2)體重(33%～41%)↓、腸系膜脂肪重量↓;(3)血糖含量(12.3%)↓、血漿胰島素含量↓、胰島素抵抗指數(shù)(42.6%)↓;(4)白細(xì)胞介素-6表達(dá)↓、粒細(xì)胞集落刺激因子表達(dá)↓[43]3高脂飼糧喂養(yǎng)的雄性Swiss小鼠16每天灌胃0.1mL每千克體重50mg劑量的EGCG(1)胰島素抵抗指數(shù)↓、胰島素信號(hào)通路絲氨酸/蘇氨酸激酶、胰島素受體底物-1表達(dá)↑;(2)線(xiàn)粒體復(fù)合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和蘋(píng)果酸脫氫酶活性↑;(3)對(duì)腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-6含量沒(méi)有顯著影響[44]4高脂飼糧喂養(yǎng)的雄性C57BL/6J小鼠16每千克飼糧添加3.2gEGCG(1)體重(9%)↓、對(duì)腹膜后與附睪脂肪組織沒(méi)有顯著影響;(2)中鏈酰基輔酶A脫氫酶、解偶聯(lián)蛋白3、過(guò)氧化物酶體增殖物反應(yīng)元件α和核呼吸因子1的表達(dá)↑;(3)糞便脂質(zhì)含量(20.4%)↑[45]5高脂飼糧喂養(yǎng)的雄性Swiss小鼠16每天灌胃0.1mL每千克體重50mg劑量的EGCG(1)體重↓、脂肪含量↓;(2)血漿極低密度脂蛋白、低密度脂蛋白膽固醇和游離脂肪酸含量↓、脂聯(lián)素含量↑;(3)肝臟脂聯(lián)素受體-2、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)依賴(lài)性酶1、磷酸化的絲氨酸、蘇氨酸蛋白激酶和腺苷酸活化蛋白激酶的蛋白表達(dá)↑;(4)固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白、糖類(lèi)應(yīng)答元件結(jié)合蛋白、乙酰輔酶A羧化酶、脂肪酸合成酶蛋白的表達(dá)↓[46]6高脂飼糧喂養(yǎng)的雄性SHRSP-ZF大鼠,同時(shí)每周腹腔注射2次四氯化碳8飲用水中添加0.1%EGCG(1)肝臟中谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶P蛋白表達(dá)↓、大鼠肉瘤蛋白活性↓;(2)肝星狀細(xì)胞活化及肝臟炎癥水平↓;(3)血清血管緊張素Ⅱ含量↓、肝臟血管緊張素轉(zhuǎn)換酶和血管緊張素Ⅱ1型受體表達(dá)↓[47]7高脂飼糧和含30%果糖的飲用水喂養(yǎng)的雄C57BL/6J小鼠8每天灌胃每千克體重25或50mg劑量的EGCG(1)體重↓、肝臟重量↓及肝臟脂質(zhì)、總膽固醇、高密度脂蛋白含量↓;(2)非酒精性脂肪肝病活動(dòng)性積分↓、肝臟中CD45+F4/80+MHC-Ⅱ+巨噬細(xì)胞數(shù)量↓[48]

續(xù)表1序號(hào)No.動(dòng)物模型Animalmodel試驗(yàn)周期Experimentalperiod/周飼喂劑量和方式Feedingdoseandmethod主要試驗(yàn)結(jié)果Mainexperimentalresults參考文獻(xiàn)Reference8高脂飼糧喂養(yǎng)的雄性Sprague-Dawley大鼠3216周高脂飼喂后,每千克高脂飼糧添加3.2gEGCG繼續(xù)飼喂16周(1)胰島素受體底物-1、胰島素受體底物-2和磷脂酰肌醇3激酶蛋白表達(dá)↑;(2)Toll樣受體4、KB抑制蛋白激酶β抗體和磷酸化的核因子激活的B細(xì)胞的κ-輕鏈增強(qiáng)子的蛋白表達(dá)↓[49]9高脂飼糧喂養(yǎng)的雄性C57BL/6J小鼠1814周高脂飼喂后,繼續(xù)高脂飼喂4周同時(shí)每天灌胃每千克體重50mg劑量的EGCG(1)肝臟活性氧含量↓、絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路↓;(2)肝細(xì)胞自噬蛋白表達(dá)↑;(3)促進(jìn)肝細(xì)胞細(xì)胞周期進(jìn)程[6]

1.3.1 調(diào)節(jié)肝臟及腸道炎癥反應(yīng)

NAFLD作為復(fù)雜的代謝性疾病，其發(fā)病機(jī)制涉及多種不同類(lèi)型和功能的細(xì)胞群，在疾病的早期階段，高脂肪、高熱量飼糧和代謝紊亂等不同原因會(huì)引起肝細(xì)胞應(yīng)激、損傷和死亡，并釋放細(xì)胞因子和趨化因子、損傷相關(guān)的分子模式(damage associated molecular patterns，DAMPs)等，進(jìn)而激活肝臟不同類(lèi)型細(xì)胞，包括Kupffer細(xì)胞(Kupffer cells，KCs)、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞(liver sinusoidal endothelial cells，LSECs)、肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cells，HSCs)等[36]。其中，免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞在NAFLD和NASH的發(fā)展和進(jìn)展中起到核心作用[50]。值得注意的是EGCG被證明，可有效減少高脂飼糧小鼠肝臟中CD45+F4/80+雙陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量，表明EGCG降低了肝臟中免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)。EGCG同時(shí)還增加了CD45+F4/80+CD206+和CD45+F4/80+CD23+細(xì)胞的數(shù)量，并降低了CD45+F4/80+MHC-Ⅱ+細(xì)胞的數(shù)量，表明EGCG可能通過(guò)誘導(dǎo)炎癥型M1巨噬細(xì)胞向抗炎型M2巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)化并影響炎癥因子的分泌而發(fā)揮抗炎作用[48]，但這一猜測(cè)仍需進(jìn)一步研究。Hou等[49]則證實(shí)，EGCG也能通過(guò)抑制Toll樣受體4(Toll like receptor 4，TLR4)及激活B細(xì)胞的核因子-輕鏈增強(qiáng)劑通路改善肥胖小鼠肝臟炎癥水平。體外試驗(yàn)同樣表明，EGCG能以劑量依賴(lài)性的方式保護(hù)HepG2細(xì)胞免受25 mmol/L葡萄糖或0.25 mmol/L棕櫚酸誘導(dǎo)的炎癥和氧化應(yīng)激，并增強(qiáng)HepG2細(xì)胞的胰島素敏感性，而這一效應(yīng)是通過(guò)影響GLUT2/輔助激活因子1β(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1β，PGC-1β)/SREBP-1c/FAS信號(hào)軸實(shí)現(xiàn)的[51]。此外，EGCG還可緩解機(jī)體其他組織因高脂誘導(dǎo)的炎癥。例如，Huang等[52]發(fā)現(xiàn)，0.4%的EGCG可有效預(yù)防高脂誘導(dǎo)的內(nèi)臟和肝臟脂肪的過(guò)度積累和肝臟功能異常，不僅如此，轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)表明，與高脂組相比，添加EGCG顯著抑制了小鼠回腸組織中B細(xì)胞受體信號(hào)通路、FcepsilonRI(high-affinity receptor for IgE)信號(hào)通路、自然殺傷細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性等通路中關(guān)鍵基因的表達(dá)，同時(shí)肝臟以及結(jié)腸中炎癥相關(guān)基因的表達(dá)顯著下降[52]。Uchiyama等[16]發(fā)現(xiàn)，高脂飼糧中補(bǔ)充相對(duì)低濃度(0.1%)的EGCG同樣可以降低GK(Goto-Kakizaki)大鼠脂肪組織中與炎癥有關(guān)的基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)(圖3)。

1.3.2 緩解肝臟氧化應(yīng)激

根據(jù)“多重打擊”學(xué)說(shuō)，氧化應(yīng)激被認(rèn)為是導(dǎo)致肝臟損傷和NAFLD進(jìn)展的主要因素。肝臟的氧化應(yīng)激是由于活性氧(ROS)的積累所導(dǎo)致[53]。ROS包括超氧陰離子自由基(O2-·)和過(guò)氧化氫(H2O2)，是肝臟不同類(lèi)型細(xì)胞內(nèi)能量代謝的副產(chǎn)物[54]，肝臟脂質(zhì)過(guò)載時(shí)會(huì)通過(guò)幾種不同的ROS生成機(jī)制誘導(dǎo)大量氧化劑的產(chǎn)生，導(dǎo)致細(xì)胞中的大分子，如DNA、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等產(chǎn)生氧化損傷，隨后進(jìn)一步引起肝臟損傷[55-56]。此外，根據(jù)細(xì)胞類(lèi)型、組織微環(huán)境和ROS來(lái)源的不同，ROS信號(hào)可能在諸如調(diào)節(jié)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)或參與促進(jìn)代謝功能障礙和炎癥反應(yīng)的適應(yīng)過(guò)程等正常生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用[57-58]。因此，ROS對(duì)NAFLD的促進(jìn)作用可能與氧化損傷以及氧化還原信號(hào)失調(diào)有關(guān)[59]。大量的動(dòng)物和細(xì)胞試驗(yàn)表明，EGCG強(qiáng)大的抗氧化能力可以有效減輕氧化應(yīng)激和相關(guān)的代謝功能障礙來(lái)防止NAFLD的發(fā)生和發(fā)展，靶向的信號(hào)通路包括但不限于核因子E2相關(guān)因子2(NF-E2-related factor 2，Nrf2)、AMPK、NAD-依賴(lài)性去乙?；?(NAD-dependent deacetylase sirtuin 1，SIRT1)，例如，在NASH小鼠模型中，飼糧中補(bǔ)充2%綠茶提取物可增加Nrf2和醌氧化還原酶1[NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1，NQO1]mRNA的表達(dá)，并抑制肝臟脂肪變性、脂質(zhì)攝取、脂肪生成基因表達(dá)并緩解受NF-κB信號(hào)通路調(diào)控的NASH[60]。

2 EGCG在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 EGCG在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

豬繁殖與呼吸綜合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV)是一種傳染力強(qiáng)、發(fā)病迅速、變種繁多的病毒性傳染病，可感染各個(gè)品種、不同用途、不同年齡的豬只，給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)巨大損失，然而當(dāng)下商用疫苗卻并不能提供足夠的保護(hù)力，因此，迫切需要新的安全有效的PRRSV防控措施[61]。Zhao等[61]研究發(fā)現(xiàn)，EGCG能以劑量依賴(lài)性的方式抑制PRRSV對(duì)MARC-145細(xì)胞的感染能力，并且相比于EGCG，Zhao等[61]合成的EGCG棕櫚酸脂對(duì)于PRRSV的抑制能力更好。Ge等[62]發(fā)現(xiàn)，EGCG同樣能以劑量依賴(lài)性的方式有效抑制豬肺泡巨噬細(xì)胞(porcine alveolar macrophages，PAM)中PRRSV的感染和復(fù)制。Yu等[63]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，EGCG限制PRRSV增殖的能力還與其干擾PRRSV感染后細(xì)胞脂質(zhì)代謝并抑制PRRSV誘導(dǎo)的自噬有關(guān)。具體而言，EGCG處理消除了PRRSV感染MARC-145細(xì)胞后誘導(dǎo)的脂滴和自噬體的形成，并抑制了感染后細(xì)胞內(nèi)甘油三酯、膽固醇、游離脂肪酸含量的增加，還顯著降低了脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶α等脂質(zhì)合成關(guān)鍵基因的表達(dá)，反之補(bǔ)充油酸則消除了EGCG對(duì)PRRSV增殖的抑制效果。然而，EGCG在PRRSV感染期間如何抑制自噬的機(jī)制尚不清楚，這一現(xiàn)象值得進(jìn)一步研究。以上結(jié)果表明，EGCG可以作為候選藥物進(jìn)一步研究，以用于治療豬的PRRSV感染。除了能調(diào)控PRRSV感染后細(xì)胞的脂質(zhì)代謝外，高濃度的EGCG(100～200 μmol/L)也能顯著抑制豬前體脂肪細(xì)胞的分化并促進(jìn)脂解，但其背后機(jī)制同樣尚不清晰[64-65]，由于豬在生長(zhǎng)后期脂肪的過(guò)多沉積會(huì)造成飼料能量浪費(fèi)并增加養(yǎng)殖成本，因此，這一現(xiàn)象值得進(jìn)一步研究以利于通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控豬的脂肪沉積。

2.2 EGCG在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.2.1 EGCG在肉雞中的作用

熱應(yīng)激(heat stress，HS)是造成家禽業(yè)經(jīng)濟(jì)損失的重要環(huán)境因素，當(dāng)下，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)集約化和規(guī)?；潭鹊牟粩嗵岣撸琀S發(fā)生率不斷上升，已成為現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)不可回避的問(wèn)題。研究表明，HS主要通過(guò)引起氧化應(yīng)激、降低畜禽免疫力來(lái)影響家禽的生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能[66-67]。例如，長(zhǎng)期將肉雞飼養(yǎng)在35 ℃條件下會(huì)顯著上調(diào)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)并改變雞肝臟NADPH氧化酶(NOXs)家族相關(guān)基因的表達(dá)，增加細(xì)胞中的過(guò)氧化氫和ROS含量，進(jìn)而對(duì)肝臟造成損傷[68]。此外，HS還會(huì)損壞肉雞腸道黏膜屏障功能并破壞腸道菌群的穩(wěn)定性，導(dǎo)致腸道對(duì)病原體和內(nèi)毒素的通透性增加[66,69]。因此，緩解氧化應(yīng)激被認(rèn)為是降低HS對(duì)家禽危害的途徑之一。Song等[70]發(fā)現(xiàn)，雞飼糧中補(bǔ)充600 mg/kg的EGCG能逆轉(zhuǎn)HS造成的空腸絨毛萎縮，并通過(guò)抑制炎癥基因如NF-κB的表達(dá)，緩解腸道炎癥反應(yīng)。Xue等[71]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，飼糧中補(bǔ)充600 mg/kg的EGCG還可以通過(guò)體內(nèi)激活A(yù)MPK/Sirt1通路增強(qiáng)肉雞肝臟抗氧化性以緩解HS引起的氧化損傷，改善HS過(guò)程中的脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)代謝，從而改善肉雞的生長(zhǎng)性能，這與Luo等[72]發(fā)現(xiàn)，EGCG能顯著抑制熱應(yīng)激刺激下肉雞血清尿酸(uric acid，UA)、膽固醇和甘油三酯含量的增加和血清中肌酸激酶、乳酸脫氫酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶活性的增強(qiáng)的結(jié)果相一致。另外，EGCG還能顯著降低熱應(yīng)激下肉雞肌肉乳酸含量，增加糖原含量，并激活Nrf2信號(hào)通路從而改善HS引起的肉質(zhì)下降[73]。除HS外，由于過(guò)多的脂肪同樣會(huì)降低肉雞肉品質(zhì)，并影響飼料轉(zhuǎn)換效率以及繁殖性能，因此腹部脂肪過(guò)多是困擾畜禽養(yǎng)殖業(yè)的另一熱點(diǎn)問(wèn)題。Huang等[74]研究表明，羅斯308肉雞每日口服80 mg/kg體重的EGCG可顯著降低血清中甘油三酯和低密度膽固醇含量，并顯著促進(jìn)腹部脂肪組織中甘油三酯脂肪酶和肝臟中酰基輔酶A氧化酶等脂質(zhì)分解代謝基因的表達(dá)，從而抑制肉雞腹部脂肪過(guò)度沉積。向肉雞飼糧中補(bǔ)充富含EGCG的綠茶粉被發(fā)現(xiàn)同樣能抑制腹部脂肪沉積[75]。因此，EGCG調(diào)控肉雞脂質(zhì)代謝背后的分子機(jī)制值得進(jìn)一步研究，以便將其推廣應(yīng)用。

2.2.2 EGCG在蛋雞中的作用

Wang等[76]發(fā)現(xiàn)，飼糧中補(bǔ)充165 mg/kg的EGCG降低了蛋雞血清以及雞蛋中的丙二醛(malondialdehyde，MDA)的含量，增強(qiáng)了蛋雞血液中谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶的活性，還上調(diào)了肝臟中p-38MAPK、Nrf2和血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)的基因和蛋白表達(dá)并增加了蛋清色氨酸和蛋黃類(lèi)胡蘿卜素含量，這表明EGCG可以改善雞蛋品質(zhì)并增強(qiáng)蛋雞的抗氧化能力。向釩中毒蛋雞的飼糧中補(bǔ)充EGCG，則可通過(guò)上調(diào)蛋雞子宮中的p-38MAPK-Nrf2/HO-1信號(hào)通路改善釩中毒蛋雞產(chǎn)蛋后的蛋殼顏色和抗氧化能力[77]，并可以通過(guò)下調(diào)FAS和SREBP1表達(dá)來(lái)減輕釩對(duì)蛋雞肝臟和蛋黃中脂質(zhì)代謝的負(fù)面影響，然而為什么釩和EGCG可以調(diào)節(jié)蛋黃中的脂肪酸代謝目前尚不清楚，有待未來(lái)的進(jìn)一步研究[78]。范真真等[79]則研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中高劑量的茶多酚可使蛋黃顏色得以改善，但同時(shí)會(huì)使蛋殼厚度和蛋殼重下降，并導(dǎo)致產(chǎn)蛋量減少，這一現(xiàn)象可能是由于茶多酚在飼糧中占比過(guò)高時(shí)，會(huì)降低飼糧適口性并影響飼糧在蛋雞胃腸道中的消化和吸收，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)蛋量減少，但這猜測(cè)還需在后續(xù)動(dòng)物試驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證。

3 小 結(jié)

綜上所述，EGCG已被證明可通過(guò)多種途徑調(diào)控多種動(dòng)物機(jī)體的脂質(zhì)代謝，然而，EGCG在不同動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮作用的分子機(jī)制仍有待深入研究。并且，EGCG作為一種多酚類(lèi)物質(zhì)，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，這很可能導(dǎo)致其在發(fā)揮功效前便失去生理功能，因此，未來(lái)需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)EGCG的包被和遞送方法，充分發(fā)揮EGCG應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)的潛力。目前，EGCG作為飼料添加劑在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用，特別是在反芻動(dòng)物上的研究較少，所以EGCG在不同動(dòng)物以及反芻動(dòng)物不同生理狀態(tài)下的添加量仍需要進(jìn)一步研究確定。此外，EGCG作為飼料添加劑的成本還相對(duì)較高，因此，未來(lái)可能需要深入研究EGCG的合成和制備方法從而更好地將其應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)。