《Unraveling the parahormetic mechanism underlying the health-protecting effects of grapeseed procyanidins》
影响因子：10.7/Q1
《Redox Biology》是一本在生物化学与分子生物学领域具有重要影响力的学术期刊，是一个专注于氧化还原生物学在健康和疾病领域的新研究、方法和评论文章的论坛。它涵盖的研究领域包括营养、多酚类、癌症、新陈代谢、心血管、糖尿病等。
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通过体外发酵研究确认，VL是GSE在结肠微生物群作用下分解代谢产生的主要原花青素代谢物（图A、B）。为了验证其在健康志愿者中的生物利用度，我们设计了一套HPLC-ESI-MS/MS检测方法。研究表明，参与者在接受GSE补充（每天300毫克）后，尿液中检测到VL的硫酸盐和葡萄糖醛酸结合物，分别平均排泄量为20.8 ± 7.2 μmol和16.0 ± 5.0 μmol，显著高于安慰剂组的3.7 ± 1.1 μmoles和4.0 ± 1.0 μmoles。尽管存在个体差异，但数据支持VL的生物利用度概念，并揭示了结肠微生物群在GSE代谢中的关键作用。VL作为GSE的主要活性成分，其生物利用度的验证为其在健康促进中的潜在作用提供了重要依据。假设在各个阶段（包括吸收、结合、排泄和看似氧化）存在适度但一致的 VL 血浆浓度，则该分子实体将在 GSE 的健康促进作用中发挥显着的作用。
酚类抗氧化剂不仅作为自由基清除剂，还能通过氧化成醌形式激活Nrf2，作为氧化还原反馈回路的关键参与者，维护细胞稳态。这一现象挑战了传统认知，将酚类抗氧化剂的作用提升至新的高度。聚焦于VL（一种重要酚类）与Keap1（Nrf2的主要调控者）的相互作用，我们利用分子对接技术揭示了其结合机制。
在氧化/炎症应激下，VL的儿茶酚部分易转化为活性醌形式，这一过程对Nrf2的激活至关重要。Keap1的BTB结构域，特别是Cys151位点，因其高反应性和周围碱性残基的作用，成为VL及其氧化形式的主要结合点。对接结果显示（图1A、1B），VL的儿茶酚和醌环均能与Cys151形成稳定的π-硫相互作用及氢键，且内酯环在结合过程中起到定向配体的作用，有助于亲电弹头接近Cys151。
QM计算进一步支持了对接结果，确认了醌环在6'位置（1,4-迈克尔加成）的加合物最为稳定，且Arg135的正电荷作用显著增强了这一稳定性。这一发现不仅揭示了VL与Keap1结合的分子细节，还强调了Arg135在促进亲核攻击和加合物稳定性中的关键作用（图2A、2B、2C、2D）。
综上所述，酚类抗氧化剂如VL通过其独特的氧化还原转换机制，激活Nrf2，参与细胞氧化还原稳态的调节。VL与Keap1的结合涉及复杂的分子间相互作用，特别是儿茶酚至醌的转化及与Cys151的特异性结合，这一过程受到Arg135的正电荷效应的显著影响。这些发现为开发基于酚类抗氧化剂的抗炎药物提供了重要理论依据，并深化了我们对抗氧化剂作用机制的理解。
在深入研究微生物群产生的VL的生物利用及NFκB与Nrf2相互作用后，我们采用无标记LC-MS（LFQ分析）在Caco-2细胞中进行了定量蛋白质组学研究，以深化对这一复杂过程的理解。该方法有效鉴定并定量了3828种蛋白质，通过比较TNFα激活的不同条件（TNFα vs CTR, VL vs CTR, TNFα-VL vs TNFα），揭示了炎症调控的分子机制（图A、B）。
实验结果显示，数据重复性和技术稳健性高，确保了结果的可靠性。TNFα暴露后，与对照组相比，差异表达蛋白显著，尤其是与炎症相关的蛋白质，如整合素介导的细胞粘附途径内的蛋白质子集上调，以及前列腺素途径中的PTGS2（COX-2）和ABCC4上调，同时抗炎蛋白IL-4下调，表明炎症反应的激活。此外，TNFα处理还导致线粒体功能相关蛋白表达减少，暗示细胞能量代谢可能受损。
另一方面，VL处理则表现出对线粒体氧化磷酸化蛋白的促进作用，这些蛋白受Nrf2调控的抗氧化反应元件(ARE)介导，如CAT、HMOX和TXN，表明VL在维持细胞氧化还原稳态中的积极作用。这一发现不仅支持了VL作为Nrf2激活剂的角色，还揭示了其在调节线粒体功能和能量代谢方面的新作用。
综上所述，我们的研究通过定量蛋白质组学方法，系统地分析了TNFα和VL对Caco-2细胞蛋白质表达的影响，揭示了它们在炎症调控和线粒体功能中的关键作用。TNFα激活了促炎途径并影响了线粒体功能，而VL则通过上调抗氧化和线粒体氧化磷酸化相关蛋白，表现出对细胞稳态的维护作用。这些发现为理解微生物群代谢产物在宿主健康中的作用提供了新的视角，并为开发基于天然产物的抗炎策略提供了科学依据。
总
通过综合分析，本研究明确证实了胃肠介导的中分子量到高分子量聚合 PAC 的转化，从而确定了主要分解代谢物 5-(3',4'-二羟基苯基)-γ-戊内酯 (VL ）。值得注意的是，我们的研究结果涵盖细胞生物学、化学和蛋白质组学，集中于 VL 在氧化成相应醌后激活核因子 E2 相关因子 2 (Nrf2) 途径的能力这一概念，这是一条复杂的途径 激发细胞防御并减轻压力引起的反应（例如 TNFα 带来的挑战）的过程。这种机械范式与副毒物兴奋作用的概念无缝结合，最终协调对压力的恢复力以及细胞氧化还原平衡和稳态的保存，作为健康的基准。
