紫サツマイモのタンパク質結合型アントシアニン化合物が高脂肪食/ストレプトゾトシン誘発糖尿病マウスの肝グルコース代謝を制御して高血糖を改善することを明らかにした

Protein-Bound Anthocyanin Compounds of Purple Sweet Potato Ameliorate Hyperglycemia by Regulating Hepatic Glucose Metabolism in High-Fat Diet/Streptozotocin-Induced Diabetic Mice.

• Tian Jiang
• Xiaoyan Shuai
• Jia Li
• Ning Yang
• Li Deng
• Shuyi Li
• Yi He
• Heng Guo
• Yubao Li
• Jingren He

抄録

紫芋は、タンパク質とアントシアニンの豊富な供給源として知られています。アントシアニンは、食品中に存在するタンパク質と、加工、輸送、保存中に非共有結合や共有結合を介して複合体を形成し、タンパク質と親和性を持つことが知られています。我々は、高脂肪食／ストレプトゾトシン誘発糖尿病マウスを用いて、紫芋のタンパク質結合型アントシアニン化合物（p-BAC-PSP）と紫芋の遊離型アントシアニン化合物（FAC-PSP）の血糖降下作用を評価した。その結果、p-BAC-PSPとFAC-PSPの両方を投与することで、耐糖能や脂質代謝が改善され、酸化ストレスや肝障害が減少するなど、糖尿病状態が改善されることが明らかになった。メカニズム研究では、p-BAC-PSPとFAC-PSPが肝臓でAMP活性化プロテインキナーゼの発現を誘導することを明らかにした。p-BAC-PSPまたはFAC-PSP投与により、グルコーストランスポーター2型、グルコキナーゼ、インスリン受容体αの蛋白質レベルが有意に改善されることが確認された（<0.05）。また，解糖に関わる遺伝子であるホスホフルクトキナーゼとピルビン酸キナーゼは2群で増加し，グルコース-6-ホスファターゼとホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼは減少していた。以上の結果から、p-BAC-PSPは、一般、糖尿病前、糖尿病患者の血糖降下作用を有する栄養補助食品として大きな可能性を秘めていることが示唆された。

Purple sweet potato is known as a rich source of protein and anthocyanins. Anthocyanins can form complexes with protein present in food products through non-covalent forces or covalent bonds during processing, transportation, and storage as their protein affinity. We evaluated the hypoglycemic effects of protein-bound anthocyanin compounds of purple sweet potato (p-BAC-PSP) and free anthocyanin compounds of purple sweet potato (FAC-PSP) in high-fat diet/streptozotocin-induced diabetic mice. The results showed that administration of both p-BAC-PSP and FAC-PSP improved diabetic condition, as evidenced by the improvement of glucose tolerance and lipid metabolism, and the decrease of oxidative stress and liver damage. For the mechanism study, we have found that p-BAC-PSP and FAC-PSP induced the expression of AMP-activated protein kinase in liver. With p-BAC-PSP or FAC-PSP treatment, glucose transporter type 2, the protein levels of glucokinase, and insulin receptor α were found to be improved significantly ( < 0.05). Glycolysis key genes, phosphofructokinase and pyruvate kinase, were upregulated in two treatment groups, while gluconeogenic genes, glucose-6-phosphatase and phosphoenolpyruvate carboxykinase, were downregulated. Our findings suggested that p-BAC-PSP has great potential as a dietary supplement with hypoglycemic activity for general, pre-diabetic, and diabetic population.