蓝莓果渣多糖的结构表征及其抗动脉粥样硬化与心肌保护作用机制研究

本研究针对蓝莓加工副产物利用率低的问题，通过系统分离纯化获得两种新型多糖BBPP80-2a和BBPP80-2b。研究人员采用高脂高胆固醇（HFHC）饮食诱导的Apoe-/-小鼠模型和H9c2心肌细胞缺氧/复氧（H/R）模型，证实这些多糖具有显著降血脂、抗动脉粥样硬化作用，并能通过调控PI3K/AKT/mTOR和JNK/ERK/MAPK通路抑制心肌细胞凋亡。该研究为蓝莓果渣高值化利用提供了科学依据。

　　

在全球蓝莓产业快速发展的背景下，每年产生的蓝莓果渣占果实总量的30%，这些富含细胞壁多糖的副产品通常被填埋或用作低端饲料，造成资源浪费。虽然蓝莓果实中的花青素和多酚已被证实具有心血管保护作用，但果渣中多糖的生物活性却鲜有研究。更值得注意的是，现有关于蓝莓多糖的研究多集中于果实和叶片，对果渣多糖的结构特征与功能关联缺乏系统解析，特别是在抗动脉粥样硬化（AS）和心肌保护方面的机制尚未阐明。

为填补这一空白，来自郑州大学第一附属医院药学部的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表了创新性成果。研究人员采用分级乙醇沉淀法从蓝莓果渣中提取粗多糖BBPP80，通过DEAE纤维素柱和Sephacryl S-400HR色谱分离纯化得到两种新型多糖BBPP80-2a和BBPP80-2b。综合运用凝胶渗透色谱-多角度激光光散射（GPC-MALLS）、甲基化分析、核磁共振（NMR）等技术进行结构表征，并建立Apoe^-/-小鼠AS模型和H9c2心肌细胞缺氧/复氧（H/R）模型评价其活性。

3.1 分析流程

研究采用三步策略：首先验证粗多糖BBPP80在AS模型中的疗效；其次对活性组分进行系统结构解析；最后阐明其心肌保护机制。这种多维度研究方法为植物多糖的构效关系研究提供了新范式。

3.2 BBPP80多糖的分离与药效评价

在HFHC饮食诱导的AS模型中，BBPP80（400/800 mg/kg）干预10周后，小鼠体重、血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）显著降低，主动脉斑块面积减少45.8%。该结果首次证实蓝莓果渣多糖具有剂量依赖性的抗AS作用。

3.3-3.10 结构解析与形态特征

纯化的BBPP80-2a（29.86 kDa）和BBPP80-2b（20.86 kDa）均以半乳糖（Gal）和阿拉伯糖（Ara）为主要单糖，但BBPP80-2b含9.04%半乳糖醛酸（GalA）。高级结构分析揭示二者共有的→4)-Gal_p-(1→、→3)-Gal_p-(1→等骨架结构，而BBPP80-2b特有的→4)-Gal_pA-(1→残段提示其酸性特征。扫描电镜显示BBPP80-2a呈不规则片状，BBPP80-2b则以棒状结构为主，这种形貌差异可能影响其生物活性。

3.11 心肌保护作用机制

在H/R损伤的H9c2细胞中，两种多糖（31.25-125 μg/mL）使细胞存活率提升2.1倍，乳酸脱氢酶（LDH）和肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平降低40%。转录组分析发现574个差异表达基因（DEGs），KEGG富集显示PI3K/AKT和MAPK通路被显著激活。Western blot证实多糖处理使BCL-2/BAX比值提高3倍，同时上调p-PI3K、p-AKT和p-ERK1/2的磷酸化水平，但抑制p-JNK和p-p38 MAPK表达。这些结果揭示多糖通过双重调控促生存和促凋亡信号通路发挥心肌保护作用。

讨论与结论

该研究首次阐明蓝莓果渣多糖的精细结构与其心血管保护活性的分子机制。特别值得注意的是，富含→3,6)-Gal_p分支结构的BBPP80-2b表现出更强的生物活性，提示分支度可能是影响多糖与膜受体相互作用的关键因素。与蓝莓花青素主要通过抗氧化途径发挥作用不同，这些多糖直接调控凋亡相关信号通路，为开发新型功能性食品提供了理论依据。

从转化医学角度看，研究团队提出的"废弃物-功能成分-健康产品"转化模式，不仅解决了农产品加工副产物污染问题，还为心血管疾病防治提供了潜在天然药物候选物。未来研究可进一步优化提取工艺，并探索多糖与其他活性成分的协同效应，以推动蓝莓果渣在医药和食品工业中的高值化应用。