《Food & Function》(IF：6.1,Q1）是一本国际一流期刊，主要刊载生物化学与分子生物学、食品科学技术化学与分子生物学、食品科学技术等相关领域研究成果与实践，旨在打造一种学术水平高、可读性强、具有全球影响力的学术期刊。
导读
果糖是一种膳食单糖，可以通过多元醇途径由内源性葡萄糖合成，但果糖的摄入主要来自饮食。在体内，果糖被高活性酮己糖激酶C (KHK-C)磷酸化生成果糖1-磷酸，并继续被醛缩酶B分解为磷酸二羟丙酮和甘油醛，进入糖酵解过程或参与糖异生。糖异生是生物体内以非葡萄糖物质(包括果糖、乳酸、丙酮酸、甘油和某些氨基酸)为原料，将非葡萄糖物质转化为草酰乙酸，经磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)催化生成磷酸烯醇丙酮酸(PEP)，再经过复杂反应最终生成葡萄糖的过程.
脂肪酸合成发生在细胞质基质中，以乙酰辅酶A 为原料，由乙酰辅酶A羧化酶(ACC)催化，这一催化过程是脂肪酸合成的限速不可逆步骤。活化的乙酰辅酶a产生16碳脂肪酸、棕榈酸和由脂肪酸合成酶(FASN)介导的其他脂肪酸。1 FASN的表达受多种转录因子控制，如甾醇调节元件结合蛋白-1 (SREBP-1)和碳水化合物反应元件结合蛋白(ChREBP)。
脂肪酸氧化发生在线粒体中，始于羧基末端β-位置的碳原子，称为β-氧化。长链脂肪酸酰基辅酶A被肉碱棕榈酰转移酶1 (CPT1)催化转化为酰基肉碱是脂肪酸β-氧化的限速步骤。CPT1是β-氧化的限速酶，包含三个同工型(CPT1α、CPT1β和CPT1c)。CPT1α主要表达于肝脏，在转录水平上受过氧化物酶体增殖激活受体α (PPARα)的调控。同位素示踪实验显示，小剂量的果糖在小肠上皮细胞中转化为葡萄糖和有机酸，过量的果糖溢出到肝脏和结肠微生物群中，因此大部分膳食果糖在小肠中代谢，激活转录因子ChREBP和SREBP-1c，进而导致肝脏脂质积累和代谢性疾病。此外，尿酸的积累已被认为是果糖诱导代谢紊乱的主要机制之一。因此，饮用高果糖饮料是代谢性疾病的主要诱因。
根据世界卫生组织的数据，早在2016年，全球已经有超过19亿超重成年人，其中超过6.5亿人为肥胖。代谢功能障碍相关脂肪变性肝病(MASLD)的患病率持续上升，在普通人群中已达到29.38%，成为世界上主要的慢性肝病之一。长期以来，葡萄酒一直被认为是一种健康的酒精饮料，并被广泛推广为地中海饮食的一部分。冰酒作为葡萄酒中含糖量较高(残糖≥125 g/L)的甜葡萄酒，其适口性较好，公众接受度较高。中国作为新兴的冰酒生产国，市场在不断扩大;然而，目前尚不清楚冰酒中高水平的果糖是否会对糖脂代谢产生负面影响。因此，本研究旨在观察短期冰酒摄入是否会对糖脂代谢产生不利影响，为冰酒的健康消费提供理论依据，帮助消费者更科学地享用葡萄酒，有利于冰酒行业的高质量发展。
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冰酒的化学成分
为了验证冰酒的作用，排除酒精的影响，动物实验各处理组中果糖和酒精的浓度与冰酒中的浓度保持一致，分别为130g/L和11% v/v。表中其他指标的测量结果可以帮助我们理解短期冰酒对小鼠的影响不同于其他组的原因。
冰酒对小鼠生长性能的影响
生长性能的改变更直观地体现了冰酒对小鼠的影响，其中冰酒组小鼠(L和H)的体重有所增加，但差异不显著。同时，果糖、酒精和冰酒均增加小鼠肝脏重量，H组肝脏重量显著高于对照组，提示高剂量冰酒可增加小鼠肝脏重量。附睾白色脂肪组织(eWAT)是雄性小鼠中最大的白色脂肪组织，是一个高度动态的组织，通过在营养负荷时表达扩张和在能量需求时释放脂质来协调代谢稳态。因此，eWAT的大小在一定程度上可以反映小鼠的生长状况。如图所示，果糖、酒精和低剂量冰酒均增加了eWAT的重量，高剂量冰酒反而降低了eW AT的重量，但各处理组间eWAT的重量无显著差异。此外，健康动物各器官与体重的比值是相对恒定的，器官异常系数是动物器官损伤较为敏感的指标。
由此可见，短时间连续饮用冰酒对小鼠没有造成明显的脂肪堆积和器官损伤。
冰酒对小鼠血浆及肝脏生化指标的影响
图中为糖代谢相关生化指标。其中，低剂量冰酒组空腹血糖显著低于高剂量冰酒组，但均与对照组无显著差异，说明不同剂量冰酒对空腹血糖有显著影响。HOMA-IR变化趋势与空腹血糖基本一致。HOMA-IR模型基于空腹循环的葡萄糖和胰岛素水平，这是由肝脏和胰腺之间的串扰决定的，它可以用来响应胰岛素敏感性的外周胰岛素敏感性变化，通常被认为是胰岛素抵抗的标志。同时，高剂量冰酒组血浆胰岛素水平明显高于果糖组，而两组血浆胰岛素水平与酒精组无显著差异，说明与相同浓度的纯果糖溶液相比，冰酒促进了胰岛素的分泌。也就是说，冰酒中除了酒精以外的其他成分干扰了胰岛素的分泌。因此，连续摄入130g/L果糖溶液4周后，小鼠的空腹血糖、胰岛素水平和HOMA-IR指数均无显著升高。与饮用低剂量冰酒的小鼠相比，饮用高剂量冰酒的小鼠的空腹血糖水平明显更高，血浆胰岛素水平也呈现出类似的趋势，这表明冰酒对小鼠的空腹血糖和胰岛素抵抗有显著的剂量依赖性影响。
值得注意的是，H组小鼠的血浆尿酸水平明显高于C组，这表明高剂量冰酒摄入会导致小鼠血浆尿酸水平升高，而相同剂量的纯果糖溶液不会引起这一结果。然而，所有治疗组的血浆尿酸水平都高于对照组，这表明果糖和酒精的共同摄入更有可能导致尿酸水平升高。虽然血浆尿酸水平不是评估代谢综合征的标准，但纵向研究表明，尿酸与代谢综合征的发展密切相关，呈正相关关系。同时，高尿酸水平是脂肪肝疾病更有效和有效的风险标志，可用于识别肥胖高风险人群。
从图中可以看出，各组间只有血浆LDL-C含量有显著性差异，且高剂量冰酒与单独的果糖和酒精组相比，显著降低了小鼠血浆LDL-C含量，而其他各项指标均无统计学意义，这可能暗示高剂量冰酒通过降低血浆LDL-C含量促进了小鼠血管中的脂质转运。其中，冰酒组血浆TG含量较果糖组略有降低，ALT和AST水平仍低于果糖组和酒精组。由此可见，冰酒对小鼠血脂积累无显著影响，但对肝功能有一定的负面影响。摄入纯果糖导致肝脏甘油三酯和TC水平明显升高，酒精组和冰酒组的水平略高于对照组，但冰酒组与纯果糖组相比相对健康。这可能是由于冰酒中酚类物质等活性成分的作用，也可能是由于冰酒中低浓度的酒精抑制了血浆脂质的积累。果糖摄入显著增加肝脏脂质积累，但对血浆脂质积累没有显著影响，这可能是因为脂质在分泌到血液之前迅速合成并储存在肝脏中。
冰酒对小鼠肝脏病理形态学的影响
为了确定短期连续摄入冰酒是否对小鼠肝脏病理形态有影响，采用肝组织H&E染色，对照组肝组织结构良好，肝小叶边界清晰，细胞核圆润清晰，细胞质饱满。肝索排列整齐，肝窦正常，组织无明显炎症、坏死、纤维化，整体结构正常。与肝脏脂质含量的结果一致，果糖组肝脏组织中观察到微小的脂肪空泡，证实轻度脂肪变性。肝窦内可见双核肝细胞，库普弗细胞;应激条件下双核肝细胞的形成可能与肝损伤有关。同时，Kupffer细胞(一种自我更新的静止巨噬细胞)的增加意味着炎症。然而，由于干预时间较短，组织病理学较轻。与果糖组相比，酒精组双核肝细胞和库普弗细胞增加，肝细胞索排列更混乱。此外，酒精组的炎症浸润与果糖组相似。与果糖组和酒精组相比，冰酒组肝细胞整体结构正常，未见明显脂滴，但可见少量双核细胞，高剂量冰酒组有Kupffer细胞增殖。这证实了冰酒中除果糖和酒精以外的其他成分可能会改善果糖和酒精对肝脏脂质代谢的负面影响。
冰酒对肝糖脂代谢相关基因相对表达水平的影响
ChREBP响应糖消耗来调节代谢基因表达程序，并调节肝脏中大约50%的脂肪新合成，是肝脏脂肪新合成的主要转录因子之一。研究表明，果糖介导的ChREBP激活可能导致肝脏脂肪变性、高甘油三酯血症以及肝脏和外周胰岛素抵抗。SREBP-1c是另一个参与脂肪形成的关键转录因子，它被SREBP裂解激活蛋白(SCAP)调动，SREBP-1c的慢性激活导致肝脏脂肪变性并进展为肝硬化和肝功能衰竭。对于ChREBP-β和SREBP-1c mRNA的表达，结果显示，短期连续摄入130g/L纯果糖溶液可显著提高C57BL/6J小鼠肝脏中ChREBP-β和SREBP-1c mRNA的表达，这与以往的研究结果一致。这可能导致肝脏产生影响胰岛素敏感性的脂质中间体，并增加含有甘油三酯的极低密度脂蛋白的产生，从而可能发展为代谢紊乱。此外，冰酒组ChREBP-β和SREBP-1c mRNA的表达也显著低于果糖组，甚至SREBP-1c的表达也略低于对照组。
同时，ACC是调节脂肪酸代谢的主要酶。冰酒处理组的ACC1 mRNA表达明显低于对照组，而果糖组的ACC1 mRNA表达趋势与冰酒处理组相同，但仍略高于冰酒处理组。
PPARα和CPT-1α是脂肪酸β-氧化过程中重要的转录因子和酶，与对照组相比，果糖和冰酒处理组PPARα和CPT-1α mRNA的相对表达量显著降低，提示小鼠肝脏中脂肪酸β-氧化在转录水平受到抑制，可能导致脂肪堆积。PEPCK的表达也呈现类似的趋势，果糖、乙醇和冰酒的摄入均显著降低了mRNA的相对表达量。PEPCK是糖异生的关键酶，对果糖代谢至关重要;因此，果糖、乙醇和冰酒可能抑制糖异生。
总之，短期连续摄入冰酒对C57BL/6J小鼠ChREBP-β和SREBP-1c mRNA表达无显著影响，但显著降低肝脏ACC1、PPARα、CPT-1α和PEPCK mRNA表达。由此可见，在转录水平上，冰酒可能通过影响PPARα和CPT-1α降低脂肪酸氧化速率，从而促进糖脂代谢，并可能抑制糖异生过程，但对脂质合成无显著影响。
冰酒对肝脏糖脂代谢相关蛋白相对表达的影响
我们进一步研究了冰酒对肝脏糖脂代谢相关蛋白表达的影响，与对照组相比，果糖处理组和冰酒处理组ChREBP-β蛋白表达较低，但差异不显著。同样，各组间SREBP-1c、ACC1和PPARα的相对蛋白表达量无显著差异，但各治疗组SREBP-1c和ACC1的相对蛋白表达量略高于对照组，而PPARα蛋白的相对表达量略低于对照组。
此外，低剂量冰酒组小鼠肝脏中CPT-1α蛋白的相对表达量显著低于对照组，提示低剂量冰酒可在蛋白水平下调CPT-1α的表达，从而抑制脂质代谢水平，降低脂肪酸氧化速率。果糖组、酒精组和高剂量冰酒组治疗后CPT-1α蛋白的相对表达量也低于对照组，但差异不显著。与mRNA相对表达水平趋势相似，乙醇组和冰酒组PEPCK蛋白的相对表达水平显著低于对照组，果糖组PEPCK蛋白的相对表达水平也不显著低于对照组，说明果糖、乙醇和冰酒的摄入也在蛋白水平下调了PEPCK的表达，这可能直接抑制了糖异生过程。
与相同浓度的纯果糖溶液相比，短期饮用冰酒可以抑制LDL-C水平的升高，并且不会引起肝脏脂质积累，这可能是由于存在生物活性成分，如酚类物质和有机酸。考虑到所用样品中冰酒的总酚含量仅约35 mg/L，我们假设是有机酸(如苹果酸)含量较高在起作用。然后进行有机酸实验，验证冰酒中抑制果糖对糖脂代谢破坏的活性物质。同时，由于实验周期较短，只能得出短期饮用冰酒对C57BL/6J小鼠肝脏糖脂代谢影响不显著的结论，进一步的研究也可以延长灌胃时间，以了解长期持续适度饮用冰酒的影响。
结果
连续4周短期冰酒干预6周龄雄性C57BL/6J小鼠的结果支持冰酒治疗不会引起小鼠血浆和肝脂的显著积累和器官损伤，但确实对肝功能有一定的负面影响。冰酒处理小鼠肝重量增加，肝细胞整体结构正常，无明显脂滴，但双核细胞和库普弗细胞有微量增殖。冰酒可影响PPARα或CPT-1α降低脂肪酸氧化速率，促进糖脂代谢，抑制糖异生，但对脂质合成无显著影响。值得注意的是，冰酒以剂量依赖的方式干扰空腹血糖和胰岛素抵抗指标的升高，并导致血浆尿酸水平升高，这可能提示糖脂代谢紊乱的风险与干预时间延长有关。但在某些方面，冰酒仍然比直接摄入果糖更健康，例如，与果糖组相比，短期饮用冰酒可以抑制血浆LDL胆固醇、肝脏甘油三酯和总胆固醇含量的升高以及ChREBP-β和SREBP-1c mRNA的表达。由此可见，短期连续饮用冰酒对C57BL/6J小鼠肝脏糖脂代谢影响不显著。
