
导读:藤茶当中富含的二氢杨梅素是一种天然黄酮类物质,在降糖、抗炎等方面展现出不错的生物活性,不过该物质本身水溶性不佳,口服后人体吸收效率偏低,长期使用还容易对胃部产生刺激,这极大限制了它在健康领域的落地应用。为改善这些短板,研究人员选用安全无毒的海藻酸钠作为包埋载体,借助乳化工艺制备出二氢杨梅素微胶囊,并通过一系列实验确定了最优制备配比。研究人员以 2 型糖尿病模型小鼠为实验对象,对比了游离二氢杨梅素与微胶囊制剂的作用效果。实验结果显示,经过微胶囊包埋处理后,二氢杨梅素的口服吸收效率得到大幅提升,同时制剂依旧保留了调节血糖血脂、保护肾脏组织的核心功效。尤为关键的是,微胶囊剂型能够有效规避原料带来的胃部不良反应,从基因和蛋白层面抑制胃酸相关通路的异常激活。该探索不仅优化了二氢杨梅素的应用剂型,也为天然活性成分用于糖尿病辅助干预、功能性食品开发提供了新的实践思路。
研究背景 
在当代社会,受饮食结构、生活作息、遗传等多重因素影响,2 型糖尿病的患病群体持续扩大,已然成为全球性的慢性公共卫生难题。这类疾病并非单纯的血糖异常问题,随着病程不断推进,患者往往会伴随血脂紊乱、代谢失衡等并发症,肾脏损伤也是糖尿病患者十分高发的继发问题。肾脏作为人体重要的代谢与排泄器官,长期处于高糖环境中,组织形态和生理功能会逐步遭到破坏,进一步加重患者的身体负担。目前临床用于控糖的化学药物虽效果明确,但长期服用存在一定副作用,因此挖掘来源天然、安全性更高的食药同源活性物质,成为糖尿病辅助调理领域的主流发展方向。
藤茶是我国传统食两用植物,在民间有着长期饮用的历史,现代研究证实其内部含有的多种活性成分能够参与人体糖脂代谢调节。二氢杨梅素是藤茶中含量最高、活性最突出的黄酮类化合物,过往体外实验和动物试验都验证了它具备改善胰岛素抵抗、减轻炎症反应、保护脏器的能力。但天然活性成分普遍存在应用痛点,二氢杨梅也不例外。该物质在水中溶解能力差,进入人体后很难被胃肠道充分吸收,直接造成口服利用效率大打折扣。即便加大服用剂量,也难以充分发挥其生物作用,这也是众多天然植物活性成分走向产业化应用时普遍遇到的技术瓶颈。
除了吸收效率低的问题之外,科研人员还发现了二氢杨梅素的另一项隐患。结合传统中医药理论与现代实验数据来看,长期摄入该物质容易引发胃部不适。相关研究推测,高浓度的二氢杨梅素会对胃黏膜细胞产生刺激,影响胃酸分泌相关的生理通路,长期干预下会逐步扰乱胃部正常生理状态。对于需要长期进行血糖管理的糖尿病患者而言,胃肠道本身状态偏弱,若活性成分带来额外胃部负担,会严重影响产品的使用体验与安全性。基于以上现实问题,行业内开始探索剂型改良技术,希望通过制剂手段扬长避短,在保留二氢杨梅素药理活性的同时,提升吸收效率、降低胃部刺激性,而微胶囊技术就是极具潜力的改良方向之一。

核心内容 
(一)整体研究思路与实验设计
该研究围绕剂型改良与药效验证两大核心板块展开工作。在剂型研发阶段,研究团队选用生物相容性好、可自然降解的海藻酸钠作为主要包埋材料,采用乳化法制备二氢杨梅素微胶囊。为得到性能最优的制剂配方,团队运用专业试验设计方法,先筛选出影响微胶囊包埋效果的关键因素,再通过响应面模型完成参数优化,最终确定各原料的最佳使用比例。完成制剂制备后,研究人员先开展体外模拟实验,分别模拟人体胃液、肠液的环境,对比游离二氢杨梅素与微胶囊样品的稳定性与释放规律,初步判断包埋工艺带来的改变。
在体内验证环节,研究人员构建了经典的 2 型糖尿病小鼠动物模型,将实验动物划分为多个组别,分别设置空白对照、糖尿病模型、游离药物干预、微胶囊制剂干预以及阳性药物对照。经过较长周期的持续给药后,从多个维度全面评估作用效果。一方面观测小鼠日常进食、饮水、体重等外在生理表现,检测血液中血糖、血脂、肾功能相关生化指标;另一方面借助组织染色技术观察肾脏、胃黏膜的微观形态变化。同时结合分子生物学检测手段,分析胃部组织中胃酸分泌相关基因与蛋白的表达水平,从分子层面解释不同剂型产生差异化作用的内在原因。
(二)代表性研究成果解读
经过多轮试验优化,团队确定了微胶囊的最佳制备参数,按照该配比制作的样品包埋效果稳定可靠。体外模拟实验可以明显看出,微胶囊结构能够有效抵御酸性胃液的侵蚀,减缓活性成分在胃部的释放速度,让更多有效成分转运至肠道中被吸收。动物药代实验数据表明,“二氢杨梅素微胶囊使口服生物利用度提升 85.77%”,吸收效果提升十分显著。
在糖尿病干预效果上,两种剂型的二氢杨梅素均可以明显改善模型小鼠多食、多饮的典型症状,有效缓解胰岛素抵抗问题,下调血液中总胆固醇、甘油三酯等异常血脂指标。针对糖尿病引发的肾脏损伤,两种制剂都能够减轻肾脏组织的纤维化程度,修复肾小球异常形态,降低血肌酐、尿素氮以及尿微量白蛋白等损伤标志物水平,展现出良好的肾脏保护能力。
两种剂型最核心的差异体现在对胃部的影响上。直接使用游离二氢杨梅素的小鼠,胃壁细胞数量出现异常增多,胃酸分泌相关的关键基因和蛋白表达水平大幅上调,说明原料会持续刺激胃部、扰乱胃酸代谢。而采用微胶囊干预的组别,胃黏膜形态、各类基因与蛋白表达水平都和健康小鼠基本保持一致,没有出现明显的异常变化。这也证实微胶囊剂型成功解决了二氢杨梅素带来的胃部刺激问题,在长期使用场景下安全性更高。
亮点价值 
(一)研究方法与技术层面的突破
过往针对二氢杨梅素的剂型研究,大多只聚焦于提升溶解度和生物利用度,很少同步关注制剂对胃肠道的安全性影响。该研究打破了这一单一的研究思维,将制剂优化、吸收评价、药效验证、安全性评估融为一体,形成了一套完整的天然黄酮类成分剂型评价体系。研究从宏观动物表型、组织形态,延伸到基因、蛋白等分子层面,多层次解析剂型改变带来的效果差异,研究逻辑更加严谨全面。
同时,团队选用海藻酸钠这种食品级包埋原料,整个制备工艺简单易操作,不使用有毒有害试剂,区别于部分需要复杂合成工艺的纳米制剂、脂质体。这种工艺路线不仅适合实验室研究,也为后续工业化规模化生产奠定了基础。另外,该研究还结合中医药 “药性” 理论与现代分子生物学技术,解释了藤茶类寒性物质易刺激肠胃的物质基础,为传统食药材现代化研究提供了新的研究范式。
(二)理论创新与产业应用价值
在学术理论层面,该研究明确了二氢杨梅素引发胃部不适的分子机制,锁定了参与胃酸调控的关键基因与蛋白,填补了该活性成分在胃肠道毒理机制研究中的部分空白。同时也证实,微胶囊的缓释特性与包埋材料的保护作用,是降低胃部刺激的两大核心原因,为同类易刺激肠胃的天然活性成分剂型改良,提供了可参考的理论依据。
在实际应用领域,2 型糖尿病群体基数庞大,市场对于天然、温和的辅助调理产品需求持续增长。优化后的二氢杨梅素微胶囊,既保留了原有的降糖、调脂、护肾功效,又解决了吸收差、伤胃两大短板,具备开发成糖尿病辅助调理功能性食品、膳食补充剂的巨大潜力。除此之外,该成果也能反向推动藤茶相关深加工产品的升级,改变传统藤茶饮用形式单一的现状,延伸藤茶产业链,助力特色农林资源的高值化利用。
图文赏析
图 5 二氢杨梅素微胶囊与游离二氢杨梅素对糖尿病小鼠肾损伤的改善作用图 6 二氢杨梅素微胶囊与二氢杨梅素对小鼠胃部组织形态及相关基因表达的影响
结论展望 
(一)研究整体总结
综合全部实验结果来看,借助海藻酸钠微胶囊技术对二氢杨梅素进行剂型改造,是一项行之有效的改良方案。包埋之后的微胶囊制剂,依靠独特的结构实现了胃部缓释、肠道定向释放,一方面极大提升了活性成分的口服吸收效率,让药效得以充分发挥;另一方面隔绝了高浓度活性成分对胃黏膜的直接刺激,维持了胃部正常的生理代谢状态。在针对 2 型糖尿病小鼠的干预实验中,微胶囊完全承袭了二氢杨梅素调节糖脂代谢、保护肾脏组织的核心作用,和传统药物相比具备天然、安全的优势。
客观而言,该研究也存在一些可以完善的地方。整个动物实验仅选用雄性小鼠开展,没有验证性别差异是否会影响制剂效果与安全性;实验干预周期有限,尚未开展超长期给药实验,无法判断制剂长期使用的慢性毒性。同时研究没有将该微胶囊和其他主流改良剂型进行横向对比,也未深入探索制剂对肠道菌群的长期影响,这些都是后续研究需要补足的内容。但瑕不掩瑜,该工作清晰验证了微胶囊技术在二氢杨梅素优化应用中的价值,是天然活性成分制剂研发领域一次有意义的探索。
(二)后续研究方向与应用前景展望
在基础科研方向上,后续科研团队可以基于现有实验体系进行拓展。首先补充不同性别、不同品系的动物实验,排除性别、种属带来的实验偏差,让实验结论更具普适性;其次延长给药周期,开展长期毒性观察,全面评估微胶囊制剂的使用安全性。还可以引入肠道菌群测序技术,探究二氢杨梅素微胶囊对糖尿病小鼠肠道微生态的影响,进一步完善其作用机制链条。同时也可以尝试对比不同包埋材料、不同制备工艺的效果,筛选出综合性能最优的制剂方案。
在产业落地与市场推广层面,相关企业可以依托该研究成果,开展中试生产试验,持续优化生产工艺、控制生产成本,推动二氢杨梅素微胶囊从实验室走向工业化量产。可以针对糖尿病患者、代谢紊乱人群,开发专属的固体饮料、压片糖果等功能性食品。除此之外,也可以结合藤茶本身的饮用属性,开发复合茶饮、固体冲泡产品,兼顾口感与功效。随着大众健康意识不断提升,天然植物来源的功能性产品会拥有更广阔的市场空间,这项研究成果也有望为大健康产业增添一款安全有效的新型原料与产品。
刘志国:武汉轻工大学生命科学与技术学院教授、博士生导师。主要从事脂代谢与营养、健康食品资源开发等研究。
何如怡:武汉轻工大学生命科学与技术学院讲师。主要研究方向:1. 合成生物学方向,基于可编程核酸酶的体外诊断技术;2. 生物信息学方向,高通量转录组数据挖掘和分析。
本研究得到天津市重点科技攻关项目(TSBJKJGG-010)、武汉轻工大学科研创新项目(WHPU2023Y20) 的资助支持。
https://doi.org/10.1016/j.jfutfo.2025.01.011

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