医学界振奋！广东药科大学发布：冬瓜皮提取物激活PI3K/AKT通路，改善胃溃疡、修复胃黏膜！

胃溃疡（GU）是一种常见的消化系统疾病，具有反复发作、病程长的特点，全球约有 10% 的人口受其影响。酗酒是诱发胃溃疡的重要因素之一，酒精通过破坏胃黏膜保护屏障，使胃黏膜暴露在胃酸和胃蛋白酶的侵蚀之下，进而引发炎症、溃疡形成，甚至导致出血和穿孔等并发症。目前，临床治疗胃溃疡主要依赖抑制胃酸分泌的药物，如奥美拉唑、雷尼替丁和硫糖铝等，但长期使用这些药物可能引发骨质疏松、食欲减退和低镁血症等不良反应。因此，寻找具有较少毒副作用的胃溃疡治疗药物成为医学界的重要课题。

冬瓜皮是中医临床中常用的一味中药，具有清热、利水、消肿的功效。近年来，一些研究发现多种冬瓜皮富含多糖等生物活性成分，具有如抗菌、抗炎、利尿消肿和抗氧化等多种药理活性。

一项发表于《International Journal of Biological Macromolecules》的研究揭示了冬瓜皮中提取的果胶多糖（WGPP-1a）对乙醇诱导的小鼠胃溃疡的显著保护作用，为冬瓜皮的药用价值提供了新的科学依据。

图1 论文首页

冬瓜皮多糖的提取与纯化

科研人员从冬瓜皮中提取并纯化出一种名为 WGPP-1a 的多糖，其分子量为 46.8 kDa。提取过程如下：首先将干燥的冬瓜皮粉末与 10 倍体积的蒸馏水混合浸泡 30 分钟，然后在 100°C 下提取 2 小时（前 0.5 小时以 500 W 加热，后 1.5 小时以 200 W 加热）。提取液经 200 目滤布过滤后合并，减压浓缩，再加入 80% 乙醇至最终浓度，4°C 下沉淀过夜。沉淀物经离心收集后，用 Sevage 试剂（CHCl3:n-BuOH，4:1，v/v）去除蛋白质，再溶解于蒸馏水，经截留分子量为 3500 Da 的透析袋透析 72 小时，最后冷冻干燥得到粗多糖 WGPP（112.4 g）。将 WGPP 溶解于去离子水中，浓度为 40 mg/mL，经过 0.45 μm 滤膜过滤后，采用 DEAE-cellulose 52 柱（Φ2.5×60 cm）进行分离，以 0、0.1、0.5 M NaCl 和 0.5 M NaOH 进行梯度洗脱，流速为 3 mL/min。收集洗脱液，通过苯酚 - 硫酸法监测，透析后冷冻干燥得到精制多糖 WGPP-1（56.55 g）和 WGPP-2（6.20 g）。进一步将 WGPP-1 溶液通过 G-75 sephadex 柱（Φ2.5 cm×60 cm）纯化，以 0.1 M NaCl 作为洗脱液，得到均质多糖 WGPP-1a（12.30 g）和 WGPP-1b（5.59 g）。

图2 冬瓜皮多糖的提取与纯化

WGPP-1a 的扫描电子显微镜图像

扫描电子显微镜（SEM）图像显示，WGPP-1a 在 100× 放大倍数下呈不规则的块状结构，在 1000× 放大倍数下呈现出明显的分层条带状结构。这种形态特征可能与 RG-I 域中葡萄糖侧链之间的非共价相互作用有关。WGPP-1a 的均匀分布表明其具有良好的均质性，这种结构使其在水中溶解时易于形成薄膜，覆盖在表面，从而发挥保护作用。

图3 WGPP-1a的扫描电子显微镜图像

WGPP-1a 对小鼠乙醇诱导胃溃疡损伤的保护作用

实验中，4 周龄的 SPF 级昆明小鼠被随机分为对照组、模型组、奥美拉唑阳性药物组（OME，20 mg/kg）、WGPP-1a 低剂量组（25 mg/kg）和高剂量组（50 mg/kg），每组 12 只小鼠。除对照组外，其余各组小鼠均通过胃管给予绝对乙醇（0.2 mL/10 g）建立乙醇诱导的胃溃疡模型，对照组则给予等量的 0.5%CMC-Na 溶液。1 小时后，所有小鼠均被处死。研究表明，与模型组相比，WGPP-1a 能显著减少小鼠胃组织的出血面积，且呈剂量依赖性。具体而言，模型组的胃溃疡面积（GUA）为 13442±2284 mm²，而 OME 组、WGPP-1a 低剂量组和高剂量组的 GUA 分别为 8260±3892 mm²、5410±2005 mm² 和 3814±1399 mm²。溃疡指数（UI）和胃溃疡抑制率（GUI）的计算结果也表明，WGPP-1a 对乙醇诱导的胃溃疡具有显著的保护作用，且高剂量组的保护效果优于低剂量组和奥美拉唑组。

图4 WGPP-1a对小鼠乙醇诱导胃溃疡损伤的保护作用

WGPP-1a 改善乙醇诱导的胃溃疡小鼠的胃组织病理损伤

对小鼠胃组织进行苏木精 - 伊红（H&E）染色和过碘酸希夫（PAS）染色结果显示，对照组小鼠的胃黏膜腺体排列整齐，黏膜、黏膜下层和肌层完整。而模型组小鼠的胃组织则表现出严重的损伤，包括胃黏膜的糜烂和出血、炎症细胞的浸润以及黏膜下层的水肿。相比之下，经 OME 和 WGPP-1a 处理的小鼠，其胃组织的病理损伤得到了显著改善，炎症细胞浸润减少，黏膜下层水肿缓解。PAS 染色用于评估胃黏膜表面糖蛋白的情况，对照组小鼠的胃黏膜保持完整，呈现出广泛的阳性染色，表明糖蛋白损失较少；而模型组小鼠的胃黏膜上皮细胞大量脱落，PAS 染色率显著降低。经 WGPP-1a 处理后，PAS 染色率明显提高，表明 WGPP-1a 能保护胃黏膜，减少表面糖蛋白的丢失。

图5 WGPP-1a改善乙醇诱导的胃溃疡小鼠的胃组织病理损伤

WGPP-1a 对乙醇诱导的 GES-1 细胞损伤的保护作用

为了进一步探究 WGPP-1a 对胃黏膜上皮细胞的保护作用，研究人员建立了乙醇诱导的 GES-1 细胞损伤模型。实验发现，当乙醇浓度为 4% 时，GES-1 细胞的存活率降至 59.36±6.66%，满足实验模型的要求。在评估 WGPP-1a 的细胞毒性时发现，高浓度的 WGPP-1a 对 GES-1 细胞具有显著的细胞毒性，因此在后续实验中选择了低于 500 μg/mL 的浓度进行研究。实验结果显示，不同浓度的 WGPP-1a 能显著提高乙醇诱导的 GES-1 细胞的存活率，且呈浓度依赖性。与对照组相比，模型组的细胞存活率仅为 33.74±0.71%；而经 200 μg/mL 和 100 μg/mL 的 WGPP-1a 处理后，细胞保护率分别达到 45.35±2.73% 和 42.43±3.35%。此外，通过流式细胞术和 Calcein-AM/PI 荧光染色实验观察到，WGPP-1a 能改善乙醇诱导的 GES-1 细胞的形态，减少细胞凋亡，且呈浓度依赖性。

图6 WGPP-1a对乙醇诱导的GES-1细胞损伤的保护作用

鼠胃组织的非靶向 LC-MS 代谢组学分析

为了深入探究 WGPP-1a 对乙醇诱导的胃溃疡小鼠的保护机制，研究人员采用非靶向 LC-MS 代谢组学技术对小鼠胃组织的代谢物进行了分析。主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）结果显示，模型组与对照组之间存在显著的代谢差异，表明乙醇诱导的胃溃疡显著改变了小鼠胃组织的代谢物。而经 WGPP-1a 处理后，小鼠胃组织的代谢物变化趋势向对照组靠拢，说明 WGPP-1a 能够缓解乙醇诱导的胃溃疡所致的胃组织代谢物变化。研究发现，在对照组与模型组之间共有 322 种差异代谢物，而在模型组与 WGPP-1a 组之间有 120 种差异代谢物。通过 KEGG 通路富集分析，发现这些差异代谢物主要涉及 PI3K/AKT 信号通路、亚油酸代谢、mTOR/FoxO 信号通路等 8 条核心通路，这为揭示 WGPP-1a 的作用机制提供了重要线索。

图7 鼠胃组织的非靶向 LC-MS 代谢组学分析

WGPP-1a 通过调节 PI3K/AKT 信号通路减轻小鼠胃溃疡损伤引起的胃细胞凋亡

基于代谢组学分析结果，研究人员进一步聚焦于 PI3K/AKT 信号通路，探讨 WGPP-1a 对胃溃疡损伤小鼠胃细胞凋亡的影响。通过西方印迹法检测发现，与对照组相比，模型组小鼠胃组织中 PI3K 和 AKT 蛋白的表达显著下调，而经 WGPP-1a 处理后，这两种蛋白的表达显著上调。此外，WGPP-1a 还能逆转模型组中凋亡相关蛋白 Bax、Bcl-2 和 Caspase3 的表达水平。具体而言，模型组中 Bax 和 Caspase3 蛋白的表达显著上调，而 Bcl-2 蛋白的表达显著下调，导致 Bcl-2/Bax 比值降低，促进细胞凋亡。而经 WGPP-1a 处理后，Bax 和 Caspase3 蛋白的表达显著下调，Bcl-2 蛋白的表达显著上调，Bcl-2/Bax 比值升高，抑制了细胞凋亡。这些结果表明，WGPP-1a 可能通过调节 PI3K/AKT 信号通路，影响下游凋亡相关蛋白的表达，从而减少乙醇诱导的胃溃疡损伤小鼠的胃细胞凋亡。

图8 WGPP-1a通过调节PI3K/AKT信号通路减轻小鼠胃溃疡损伤引起的胃细胞凋亡

小结

综上所述，本研究成功提取并纯化了冬瓜皮中的均质多糖 WGPP-1a，并对其结构特征进行了详细表征。研究表明，WGPP-1a 对乙醇诱导的胃溃疡损伤具有显著的保护作用，其机制可能与调节 PI3K/AKT 信号通路、减少胃细胞凋亡有关。这一发现不仅为冬瓜皮的资源化利用提供了新的途径，也为开发新型胃溃疡治疗药物提供了潜在的候选物质，有望为胃溃疡的防治带来新的曙光。

参考文献：Luo B, Cai M, Huang H, Zhang Y, Chen P, Ji R, Wang F, Liao P, Xian M. A pectic polysaccharide from wax gourd peel improves ethanol-induced gastric ulcer injury in mice via the PI3K/AKT signaling pathway. Int J Biol Macromol. 2025 Jun;316(Pt 2):144755. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2025.144755. Epub 2025 May 27. PMID: 40441554.