我國是花生生產大國，每年產生的莖葉大于100萬噸（干重），其綜合利用備受關注。花生莖葉作為一種傳統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（J Mass Spectrometry, 2016, 51（12）： 1157-1167），且發現PSL與戊巴比妥鈉協同具有明顯的鎮靜作用（Journal of the Science of Food and Agriculture, 2018, 98 （13）： 4885-4894），但單獨使用PSL的調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測（EEG）、細胞電生理（Cell Patch Clamp）、轉錄組分析（RNA-seq）及分子模擬（Molecular Docking）等“從表型到基因”研究策略系統揭示了花生莖葉提取物調節小鼠自然睡眠的分子機制。研究發現：7天或14天的PSL灌胃干預（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構的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行RNA-seq分析，發現受到這兩種黃酮類物質顯著調控的基因（DEGs）富集在神經活動配體受體相互作用通路和細胞成分的突觸部分上。對這些與神經元活性相關的DEGs進一步研究發現，有29.54%的基因與電壓門控型鈉、鉀、鈣離子通道相關。關鍵驅動基因預測顯示，通道編碼基因在這些DEGs中處于高驅動力地位，且表達趨勢相似。此外，通過對體外培養13~15天的原代皮層神經元進行膜片鉗實驗，發現：經50 μM DMN或50 μM MIL孵育的神經元，與對照組相比，其內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均抑制了誘發型動作電位的發放。這與分子對接模擬的結果一致，即MIL和DMN都可以與Nav1.2結合。結果表明：PSL提取物可以延長自然睡眠，DMN和MIL作為其中關鍵的活性黃酮類成分，可能是通過調節Nav和Kv通道，抑制神經元興奮性，干預機體的自然睡眠。
該工作以封面文章形式（Back Cover）發表于Molecular Nutrition & Food Research（IF：5.82）上，王強研究員和首都醫科大學張晨教授為共同通訊作者，郭瑞博士、石愛民副研究員、鄧磊博士為共同第一作者。研究得到了中國農業科學院科技創新工程重點任務（CAAS-ASTIP- 2021-IFST）及國家自然科學基金（32172149）的資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mnfr.202100210
日期：2021-12-15
本研究通過動物腦電監測（EEG）、細胞電生理（Cell Patch Clamp）、轉錄組分析（RNA-seq）及分子模擬（Molecular Docking）等“從表型到基因”研究策略系統揭示了花生莖葉提取物調節小鼠自然睡眠的分子機制。研究發現：7天或14天的PSL灌胃干預（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構的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行RNA-seq分析，發現受到這兩種黃酮類物質顯著調控的基因（DEGs）富集在神經活動配體受體相互作用通路和細胞成分的突觸部分上。對這些與神經元活性相關的DEGs進一步研究發現，有29.54%的基因與電壓門控型鈉、鉀、鈣離子通道相關。關鍵驅動基因預測顯示，通道編碼基因在這些DEGs中處于高驅動力地位，且表達趨勢相似。此外，通過對體外培養13~15天的原代皮層神經元進行膜片鉗實驗，發現：經50 μM DMN或50 μM MIL孵育的神經元，與對照組相比，其內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均抑制了誘發型動作電位的發放。這與分子對接模擬的結果一致，即MIL和DMN都可以與Nav1.2結合。結果表明：PSL提取物可以延長自然睡眠，DMN和MIL作為其中關鍵的活性黃酮類成分，可能是通過調節Nav和Kv通道，抑制神經元興奮性，干預機體的自然睡眠。
該工作以封面文章形式（Back Cover）發表于Molecular Nutrition & Food Research（IF：5.82）上，王強研究員和首都醫科大學張晨教授為共同通訊作者，郭瑞博士、石愛民副研究員、鄧磊博士為共同第一作者。研究得到了中國農業科學院科技創新工程重點任務（CAAS-ASTIP- 2021-IFST）及國家自然科學基金（32172149）的資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mnfr.202100210
日期：2021-12-15
