我國是花生生產(chǎn)大國，每年產(chǎn)生的莖葉大于100萬噸（干重），其綜合利用備受關(guān)注。花生莖葉作為一種傳統(tǒng)的草本藥物和特殊食物已有歷史，始載于明《滇南本草》，其后《福建藥物志》和《浙江藥用植物志》均有相關(guān)功效的記載。1977年出版的《中藥大辭典》已有煎煮落花生枝葉治療失眠癥的記載，但其作用分子機制仍未明晰。團(tuán)隊前期研究初步明確了花生莖葉提取物（PSL）中改善睡眠作用的特征活性物質(zhì)（J Mass Spectrometry, 2016, 51（12）： 1157-1167），且發(fā)現(xiàn)PSL與戊巴比妥鈉協(xié)同具有明顯的鎮(zhèn)靜作用（Journal of the Science of Food and Agriculture, 2018, 98 （13）： 4885-4894），但單獨使用PSL的調(diào)控睡眠效果及其作用分子機制還不夠明確。
本研究通過動物腦電監(jiān)測（EEG）、細(xì)胞電生理（Cell Patch Clamp）、轉(zhuǎn)錄組分析（RNA-seq）及分子模擬（Molecular Docking）等“從表型到基因”研究策略系統(tǒng)揭示了花生莖葉提取物調(diào)節(jié)小鼠自然睡眠的分子機制。研究發(fā)現(xiàn)：7天或14天的PSL灌胃干預(yù)（500 mg/kg BW），雄性6~8周齡的BALB/c小鼠的總睡眠時間、慢波睡眠時間和快速眼動睡眠時間均得到顯著提高。同時，以500 mg/kg BW PSL中相等劑量的兩種具有類黃酮結(jié)構(gòu)的DMN（61 μg/kg BW）和MIL（12 μg/kg BW）化合物分別灌胃7天，小鼠的睡眠時間也被顯著延長。通過對灌胃DMN或MIL小鼠的大腦前額葉皮層進(jìn)行RNA-seq分析，發(fā)現(xiàn)受到這兩種黃酮類物質(zhì)顯著調(diào)控的基因（DEGs）富集在神經(jīng)活動配體受體相互作用通路和細(xì)胞成分的突觸部分上。對這些與神經(jīng)元活性相關(guān)的DEGs進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，有29.54%的基因與電壓門控型鈉、鉀、鈣離子通道相關(guān)。關(guān)鍵驅(qū)動基因預(yù)測顯示，通道編碼基因在這些DEGs中處于高驅(qū)動力地位，且表達(dá)趨勢相似。此外，通過對體外培養(yǎng)13~15天的原代皮層神經(jīng)元進(jìn)行膜片鉗實驗，發(fā)現(xiàn)：經(jīng)50 μM DMN或50 μM MIL孵育的神經(jīng)元，與對照組相比，其內(nèi)向電壓門控鈉離子通道電流與外向電壓門控鉀離子通道電流均顯著降低。值得注意的是，50 μM DMN或50 μM MIL均抑制了誘發(fā)型動作電位的發(fā)放。這與分子對接模擬的結(jié)果一致，即MIL和DMN都可以與Nav1.2結(jié)合。結(jié)果表明：PSL提取物可以延長自然睡眠，DMN和MIL作為其中關(guān)鍵的活性黃酮類成分，可能是通過調(diào)節(jié)Nav和Kv通道，抑制神經(jīng)元興奮性，干預(yù)機體的自然睡眠。
該工作以封面文章形式（Back Cover）發(fā)表于Molecular Nutrition & Food Research（IF：5.82）上，王強研究員和首都醫(yī)科大學(xué)張晨教授為共同通訊作者，郭瑞博士、石愛民副研究員、鄧?yán)诓┦繛楣餐谝蛔髡?。研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程重點任務(wù)（CAAS-ASTIP- 2021-IFST）及國家自然科學(xué)基金（32172149）的資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mnfr.202100210
行業(yè)：
魯公網(wǎng)安備 37060202000128號
