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代谢综合征(Metabolic Syndrome,MS)是机体内多种营养成分发生代谢紊乱的一组疾病症候群。MS与心脑血管疾病、2型糖尿病、癌症等慢性疾病密切相关,是糖尿病、心脑血管疾病等高发病率的基础。MS的发病机理从本质上认为是长期慢性炎症的作用,因此,研究炎症在机体和细胞内的作用机理,抑制炎症的发生和发展,对于预防和改善MS等心脑血管疾病具有积极的理论指导意义。石榴含有多种的营养成分,多酚类和黄酮类化合物的种类和含量都很丰富,而石榴皮中的多酚种类繁多且在石榴各部位中含量最高,这些丰富的植物化学物使得石榴皮提取物具有许多生物活性。研究表明,石榴及其提取物具有抗糖尿病、抗氧化、抗菌、抗肥胖、抗癌、降血脂等功效。在炎症方面,已经有研究发现石榴皮提取物具有抑制某些炎性介质和促炎细胞因子分泌的作用,具有一定的抗炎效果,但是其作用机理和主要活性成分尚不清楚。因此,石榴皮多酚(Pomegranate peel polyphenols,PPPs)及其主要成分对炎症的抑制效果及其作用的分子机制有必要进一步深入研究。本论文从体外试验和体内试验两方面入手,首先用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导RAW264.7小鼠巨噬细胞建立体外细胞炎症模型,研究PPPs及其主要成分安石榴苷(Punicalagin,PC)和鞣花酸(Ellagic acid,EA)对促炎细胞因子和炎性介质的抑制作用,并进一步通过炎症信号通路揭示其抗炎的分子机制和作用靶点;同时,建立高糖高脂诱导SD大鼠MS模型,进一步通过试验动物体内试验,研究PPPs对SD大鼠MS的预防和改善作用。研究结果如下:(1)本试验通过高效液相色谱法(HPLC)对石榴皮提取纯化物的多酚组成进行鉴定,共检测出没食子酸,安石榴苷α和β,儿茶素,绿原酸,表儿茶素和鞣花酸6种化合物。其中,安石榴苷含量最高,为464.48 mg/g;其次为鞣花酸,含量为71.50 mg/g;其它四种成分含量较低,依次为儿茶素45.14 mg/g,没食子酸38.24 mg/g,表儿茶素35.28 mg/g和绿原酸8.85 mg/g。(2)PPPs(1～100μg/mL)、PC和EA(1～50 μM)均能够剂量依赖性地抑制LPS诱导的RAW264.7小鼠巨噬细胞中ROS的升高;显著降低细胞炎症因子TNF-α,IL-1β和IL-6的分泌和基因表达;并且能够通过下调炎性介质iNOS和COX-2的基因表达,来抑制其下游产物NO和PGE2的生成。(3)PPPs(100 μg/mL)、PC和EA(50 μM)均能够显著性地抑制LPS诱导的RAW264.7小鼠巨噬细胞中TLR4的基因和蛋白表达,说明其可以从受体识别阶段调控细胞内的炎症信号传导。此外,PPPs及其主要组分PC和EA,均可通过降低IκB的磷酸化、泛素化和蛋白酶体降解来阻止p65转移入核,从而起到抑制LPS诱导的NF-κB炎症信号通路激活的作用。此外,PPPs和PC、EA还可对MAPK信号通路进行调控,通过抑制ERK、JNK和p38 MAPK的磷酸化,来抑制MAPK通路的激活,从而下调炎性介质iNOS和COX-2的蛋白表达,降低NO和PGE2的分泌。也就是说,石榴多酚降低细胞炎症反应的分子机制,可能是通过抑制TLR4-MAPK/NF-κB炎症通路的激活而实现的。(4)体外细胞抗炎作用显示,PC的抗炎效果明显优于EA,因此,PC可能是PPPs中发挥抗炎作用的主要活性成分。(5)通过高糖高脂喂养建立SD大鼠MS模型,对SD大鼠分别灌胃PPPs(150 mg/kg·bw·d,300 mg/kg·bw·d)和对照药物辛伐他汀(1 mg/kg·bw·d)。经过连续12周的高糖高脂喂养和灌胃处理,结果显示,PPPs能够显著降低MS大鼠的体重和肝重指数,降低血脂(TC、TG、LDL)和肝脂(TC、TG)及空腹血糖水平,说明PPPs具有预防MS的作用;此外,PPPs能够显著性地抑制血清转氨酶(AST和ALT)的活性,降低FFA、CRP和MPO的水平,病理切片观察发现,PPPs能够减少肝脏炎性细胞的浸润,减少肝细胞内脂滴堆积,说明PPPs有一定的肝保护作用。通过对炎症相关因子的测定及分子信号通路的研究,发现PPPs能够降低MS大鼠血清和肝组织中炎症细胞因子和炎性介质的分泌,下调肝组织中细胞炎性介质及炎症因子mRNA的表达,具有明显的抗炎作用;其发挥抗炎作用的分子机制可能是通过抑制MAPK和NF-κB通路的激活来实现的,这与体外细胞试验结果一致。综上,石榴多酚对实验性MS模型大鼠有明显的预防和改善作用,体外细胞模型试验也显示出良好的抗炎效果,体内体外试验研究结果一致,石榴多酚可下调炎症相关因子的基因表达,抑制促炎细胞因子和炎性介质的分泌,从而发挥抗炎作用,其分子机制可能是通过抑制TLR4-MAPK/NF-κB炎症信号通路实现的,其中,包括下调细胞膜TLR4受体表达,抑制ERK、JNK、p38和IκB磷酸化,以及抑制泛素化-蛋白酶体降解、阻止p65核转移等多靶点途径。