表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)對哺乳動物生殖影響的研究進展

林煦東，李運生，張運海

(安徽農業大學 動物科技學院，安徽 合肥 230036)

中國有著悠久的飲茶歷史，喝茶已經成為老百姓生活的重要部分，茶的保健功能已被人們認可。近年來，茶葉中有效成分已經逐步被分離，并對其中的一些主要成分進行了研究。茶葉里最主要成分是茶多酚(TP)，又名茶單寧、茶轎質，是茶葉中含有一類多羥基酚類化合物的總稱，含量約占茶葉干重的20%～30%。茶多酚為白色無定形粉末，易溶于水、乙醇、乙酸乙酯以及微溶于油脂，不溶于苯及氯仿等有機溶劑；在pH2～7時十分穩定，光照或pH＞8時不穩定，易氧化褐變，具有耐熱性、耐酸性和吸濕性[1]。按化學結構茶多酚可分為黃烷醇類、黃酮(或類黃酮醇類)、花色素類和酚酸(縮酚酸類)4類。黃烷醇類的多種兒茶素(C)是茶多酚中最重要的成分，占TP總量的60%～80%。兒茶素由表兒茶素(EC)、沒食子兒(GC)、表沒食子兒茶素(EGC)、兒茶素沒食子酸酯(CG)、表兒茶素沒食子酸(ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)等幾種單體組成[2]。其中含量最高的為EGCG，分子量458.38，分子式為C22H18O11，在室溫和水中穩定，并且pH值越低，穩定性越好[3]。近年來，國內外學者對EGCG的抗氧化、抗突變、抗腫瘤以及抗紫外線等[4,6]生物活性進行了大量研究，但針對其在動物生殖影響方面的研究較為少見。本文將近幾年EGCG對動物生殖影響的研究進行了綜述，以期為EGCG在動物生殖方面的開發和利用提供理論依據。

1 研究現狀

EGCG是茶多酚中主要的水溶性活性物質[7]，因其特殊的立體化學結構，使其具有較強的抗氧化性和清除自由基功能，能夠對細胞起到保護作用，并阻礙DNA受到損害。目前，國內外對EGCG的研究報道主要體現在抗氧化、清除有害自由基、防癌抗癌等生物活性方面。

1.1 EGCG抗氧化性及清除自由基作用

EGCG的基本結構為2-連(或鄰)苯酚基苯并吡喃衍生物，具有較多的羥基，與尚不成對的氧原子單電子相互作用，發生共軛效應，使不成對的單電子靠向苯環，導致氫氧鍵減弱，競爭性地與不飽和脂肪酸爭奪活性氧，相互結合形成穩定的二聚體，終止氧化反應。因此，EGCG作為抗氧化劑的活性強于一般的非酚類或單酚羥基類抗氧化劑。此外，EGCG是一類氧化還原電位很低的還原劑，具有供氫能力，氫與自由基結合，使之還原為惰性化合物或較穩定的自由基，從而清除機體內過多的有害自由基，因而具有很強的清除自由基的作用[8]。馬森等[9]對武夷巖茶中茶多酚對油脂的抗氧化效果進行了研究，實驗中在豬油中分別添加0.4%的VC、VE和武夷巖茶TP，進行抗氧化試驗14 d，隔日取樣測定油脂的過氧化值(POV)和酸價(AV)。結果表明，VC和VE分別使油脂的AV升高280%和274%，而TP使油脂AV降低27%。說明TP對油脂有顯著的抗氧化效果，作用優于VC和VE。同時，Maeda K等[10]研究發現茶多酚及其單體對氧自由基的清除率可達98%以上，在一定濃度范圍內呈量效關系，且抗氧化性高于VC和VE等。Devika P T等[11]研究證實，EGCG可以顯著增強對機體的抗氧化能力，減少體內過氧化物的生成。此外，Yin S T等[12]研究發現EGCG能夠逆轉由鉛引起的海馬細胞過氧化損傷，保持體內氧化與抗氧化平衡狀態。因此，可以作為一種潛在的重金屬慢性中毒的輔助治療劑。羅一帆等[13]應用化學發光方法研究了4種兒茶素及其組合物對超氧陰離子自由基(O·2-)和羥自由基(OH·)的清除能力，并對其之間的清除能力進行了比較。結果表明，4種兒茶素的濃度相同時，其O·2-和OH·清除率的大小順序為：EGCG＞ECG＞EGC＞EC。可見,EGCG對自由基清除率影響是最顯著的。

1.2 對EGCG在防癌抗癌方面的研究

癌癥是人類的第一殺手，如何預防和治療癌癥已經成為現在人類亟待解決的問題。有學者研究證明EGCG能抑制癌細胞生存所需的信號傳遞[14,15]，降低多種酶的活性，與一些抗氧化劑相互作用降低某些致癌物質的活性、清除有害自由基[16]、減輕對心臟的毒性[17]。此外，由于EGCG是腫瘤耐藥性的逆轉劑，能夠提高癌細胞對化療的敏感性[18]。近幾年對EGCG抗結腸癌的影響研究比較深入，Larsen C A等[19]研究發現EGCG能夠抑制結腸癌細胞進行磷酸化過程，從而抑制腫瘤組織血管再生以及腫瘤細胞在體內發生轉移。Masahito S等[20]研究表明EGCG能夠抑制腫瘤細胞的生長，主要是通過抑制結腸癌細胞生長因子及受體，增強該受體結合蛋白的表達。此外,EGCG對乳腺癌、肝癌、肺癌等都有較強的抑制作用。Dale GN等[21]研究了綠茶多酚對人乳頭狀瘤病毒的治療作用。在接受EGCG單體或去咖啡因綠茶兒茶素混合物制劑治療的病人，50%左右的病人有顯著的反應，而且幾乎沒有副作用，起到預防和治療癌癥的作用。Nishikawa等[22]研究發現EGCG能夠誘導肝癌細胞凋亡，對肝癌起到抑制作用。同時Rieko Y等[23]研究證實EGCG也能夠誘導肺癌細胞凋亡，對肺癌起到抑制作用。魯藜[24]研究表明EGCG與化學藥品苯甲基-α-N-乙酰半乳糖胺類似的去糖基化作用和抗腫瘤侵襲轉移效應，進一步證實了其抗腫瘤作用。

2 EGCG對哺乳動物生殖的影響

目前，國內外對EGCG的研究報道多集中在醫學領域，尤其是在抗氧化、清除自由基、防癌抗癌中的作用，但甚少報道其在哺乳動物生殖方面的影響。EGCG作為天然、無毒性抗氧化劑，如何提高卵母細胞的成熟率和受精率是一個值得探討的問題。

2.1 EGCG對哺乳動物生殖細胞體外發育的影響

由于卵母細胞或胚胎的體外成熟培養時，其抗氧化性比體內低，因此卵母細胞或胚胎離開供體后不能得到母體抗氧化劑的保護，所以在體外培養時添加抗氧化劑以提高體外培養的效果。Wang等[25]研究了綠茶多酚對牛卵母細胞體外成熟(IVM)、體外受精(IVF)、細胞內的谷光甘肽(GSH)濃度和胚胎發育的影響。添加15、20、25μmoL的綠茶多酚，在添加量為15μmoL時成熟卵母細胞內的GSH分泌量最高(P＜0.05)，而在添加量為20或25μmoL時較低(P＜0.05)。結果表明，在體外成熟時添加適當濃度的綠茶多酚(15μmoL)對后期的胚胎發育有益，而且與牛卵母細胞內的谷胱甘肽濃度相關，過高或過低均不利于卵母細胞成熟和胚胎的發育。谷亞輕等[26]研究了EGCG對小鼠卵母細胞成熟的影響。在裸卵(DO)和包裹顆粒細胞3層及以上的小鼠卵母細胞成熟培養體系中分別添加0、10、15、20、25μmoL濃度的EGCG，培養16 h后觀察結果，10μmoL和15μmoL濃度添加組與不添加組之間結果差異不顯著，20μmoL添加組與各組間差異顯著，效果最好。25μmol添加組與各組間也表現為差異顯著，但效果最差。結果表明在小鼠卵母細胞成熟培養液(TCM-199體系)中，培養卵丘卵母細胞復合體(COCs)時EGCG的最佳添加量20μmoL，可以顯著提高卵母細胞的成熟率。ZRoth等[27]研究了體外注射EGCG后，熱應激對小鼠胚胎體內發育的影響，結果表明EGCG對母體熱應激引起的卵母細胞破壞具有一定的保護作用，對小鼠胚胎體內發育有促進作用。鄒恒等[28]研究對EGCG用于小鼠卵母細胞體外成熟的試驗，在COCs和DO的小鼠卵母細胞成熟培養體系中分別添加0、10、15、20、25μmoL濃度的EGCG，結果表明在小鼠卵母細胞培養體系中添加濃度為20μmol的EGCG時對卵母細胞的成熟有顯著促進作用，添加濃度為25μmol的EGCG時則有顯著抑制作用。尚麗青等[29]研究了添加15μmol/L的EGCG時對山羊卵母細胞成熟表現出了明顯的促進作用，降低了卵母細胞中谷光甘肽氧化速度。Mor teza Yavar i等[30]研究了添加EGCG對豬的卵母細胞發育的影響，在豬胚胎的體外培養環境中添加0、1、5、10、50μmol/L濃度的EGCG，研究表明添加量為0μmol/L和1μmol/L時，豬的卵裂率、囊胚率、DNA片段化、凋亡均無差異，添加量為10μmol/L和50μmol/L時，影響了豬卵母細胞的發育，導致胚胎死亡。同時Spinaci等[31]也證實了在添加0、5、10、15、20、25μg/mL的EGCG，對豬卵母細胞IVM和IVF的發育均無影響，在25μg/mL的劑量下，孤雌激活后發育到囊胚的數量顯著下降，其他無差異。

2.2 EGCG對哺乳動物精子的影響

EGCG能消除體內自由基，對超氧陰離子自由基的清除率達98%，對自由羥基的清除率達99.3%～99.97%[32]。因此其能夠提高體內自由基消除酶的活性，進而減少了由此所致的DNA損傷。Spinaci等[31]在體外進行研究發現,在豬體外受精過程中添加EGCG可以減少精子產生過氧化氫，其添加量為10μg/mL時可以明顯增加受精率，但添加量為25μg/mL時顯著降低受精率。Higdon等[33]認為EGCG在體外能有效地減少活性氧簇，但在體內可能通過影響轉錄因子或者酶的活性來間接地發揮抗氧化劑的作用。Hi rokazu Kusakabe等[34]研究了添加EGCG對精子的影響，結果表明其對于活動的精子，ICSI(卵胞漿內單精子注射技術)后在第1次卵裂時，染色體結構畸形并未增加；對于不活動的精子，添加10μmoL的EGCG處理的卵發生染色體結構畸形。Val loraniC等[35]研究了添加EGCG對精子儲藏的影響，結果表明其對精子儲藏時染色和排序變化起到抑制作用。

卵母細胞受精的關鍵是卵母細胞的成熟培養。動物卵母細胞在體外成熟培養時，會接觸比體內更多的氧，產生的氧自由基對卵母細胞的成熟起到抑制作用，可能是因為添加EGCG以后降低了卵母細胞中谷光甘肽氧化速度[36]，減緩了細胞內部的氧化過程，后期對受精的影響也可能是因為在卵母細胞前期成熟培養中添加的EGCG延緩了卵母細胞內部的氧化過程[37]，從而使其能夠相比其他細胞有更長的生存時間。因此添加適宜EGCG對哺乳動物卵母細胞在體外發育時起到抗氧化保護作用，有效地促進卵母細胞的成熟以及卵母細胞受精和胚胎的發育，受精率顯著增加，并對精子的儲藏、發生、染色和排序變化起到抑制作用。

3 發展前景

EGCG為天然無毒性抗氧化劑，除具有很強的醫學應用前景外，根據其自身的特征，將來還應用于體外生殖細胞的培養、后期胚胎發育。特別是近年來，由于空氣污染、職業接觸、生活習慣等環境變化，影響精液質量[38]，降低了男性精液質量和生育能力。有學者研究證實，每日適當飲茶即可以補充一定量的EGCG。一杯200mL的普通綠茶中大約含有140mg的EGCG、65mg的EGC、28mg的ECG和17mg的EC[39]。我們可以推測在日常飲食中攝入適當EGCG，可以降低精子畸形率，對雄性生殖系統的保護具有一定的積極意義。因此，隨著研究的更加深入，EGCG在體外生殖細胞的培養、后期胚胎發育以及對精子的影響等方面將應用更加廣泛，具有良好的研究價值和發展前景。

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