楊興文,姚詩(shī)煒,盧紅伶,蔣陳凱,胡文君,馮永才,陳振濱,沈國(guó)新,相興偉1,,陳 琳,
(1.浙江工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,浙江湖州 313200;2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑與茶葉研究所,浙江杭州 310021;3.諸暨綠康生物科技有限公司,浙江紹興 311800)
肥胖是人類目前最緊迫的公共健康問(wèn)題之一[1],主要是由能量攝入、消耗以及儲(chǔ)存之間的不平衡所造成[2]。據(jù)報(bào)道,截止到2019 年,青少年肥胖率和成人肥胖率分別增長(zhǎng)至11.5%和16.4%[3],在全球范圍內(nèi)肥胖和超重作為導(dǎo)致人類死亡的危險(xiǎn)因素位居第五,肥胖每年導(dǎo)致的成人死亡人數(shù)超過(guò)340 萬(wàn)[4]。同時(shí),肥胖是造成一系列慢性疾病的因素之一,包括心血管疾病[5]、糖尿病[6]、慢性腎病[7]、非酒精性脂肪肝[8]、代謝綜合征[9]和許多癌癥[10],以及其他并發(fā)癥。改善肥胖途徑主要包括節(jié)食、服藥和外科手術(shù)等,然而每種方法都存在一定的弊端,如節(jié)食難以長(zhǎng)期堅(jiān)持,且可能會(huì)對(duì)大腦造成不良影響。而藥物的副作用較為明顯,手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)也更大[11]。因此尋求安全高效預(yù)防肥胖的活性物質(zhì)非常必要。
香榧(Torreya grandis),是我國(guó)的藥食同源食物[12],具有一定的降脂功效[13]。香榧起源于中國(guó),是一種常綠樹種,主要分布于中國(guó)亞熱帶丘陵地區(qū),以其可食用且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富的種子而聞名[14]。香榧籽油脂含量豐富,約為40%~65%[15],且富含角鯊烯、生育酚、甾醇等天然生物活性物質(zhì)[16],具有抗炎[17]、抗腫瘤[18]、降脂[13]等諸多生理作用。
香榧仁油是多不飽和脂肪酸的良好來(lái)源[19],其含量約為52.58%~56.50%[20],其中以非亞甲基間斷多不飽和脂肪酸和具有順-5 乙烯鍵的多不飽和脂肪酸為主。非亞甲基間斷多不飽和脂肪酸包含一種特殊脂肪酸—順5,11,14-二十碳三烯酸,即金松酸(sciadonic acid,SA),含量為6.68%~11.20%[21-22]。有研究表明,SA 能通過(guò)減少體內(nèi)自由基的產(chǎn)生達(dá)到減輕氧化應(yīng)激的效果,并可抑制肝臟和血清中涉及脂肪酸合成酶的活性、提高肉毒堿棕櫚?;D(zhuǎn)移酶和?;o酶A 氧化酶的活性,進(jìn)而調(diào)節(jié)小鼠的血脂水平,改善肥胖[1]。碳水化合物引起的高甘油三酯血癥與肥胖密切相關(guān)[23],研究表明SA 作為肝臟Δ9-不飽和酶SCD1 的抑制劑,能夠降低血漿中甘油三酯含量,調(diào)節(jié)高甘油三酯血癥[24],進(jìn)而改善肥胖。雖然當(dāng)前研究已證明SA 具有一定的減肥作用,但對(duì)香榧籽油中SA 改善肥胖的降脂機(jī)制研究甚少。
本文在已有研究的基礎(chǔ)上,以高脂高糖飼料飼喂C57BL/6J 小鼠,建立肥胖模型,并在造模的同時(shí)使用低、中、高三種劑量的SA 進(jìn)行干預(yù),16 周后檢測(cè)小鼠與肥胖和脂質(zhì)代謝相關(guān)的生理生化指標(biāo),旨在更加深入地揭示SA 調(diào)節(jié)高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠肝臟脂質(zhì)代謝紊亂的作用機(jī)制,以期為金松酸降脂減重功能食品的開發(fā)提供理論依據(jù)。
香榧(細(xì)榧)于2022 年購(gòu)自浙江省諸暨市浙江旭璟健康科技有限公司,在干燥陰涼處堆漚至假種皮柔軟,剝離假種皮后晾曬種子,蒸餾水沖洗后再次晾曬,得到香榧籽;雄性C57BL/6 小鼠(質(zhì)量合格證編號(hào)20170005070777)四周齡,體重18~22 g,杭州杭斯生物科技有限公司;小鼠高脂糧(45%)、小鼠普通糧、小鼠墊料 蘇州雙獅實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼料科技有限公司;總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、游離脂肪酸(NEFA)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、谷丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過(guò)氧化酶(GSH-Px)試劑盒南京建成生物工程研究所;白介素6(IL-6)、白介素1β(IL-1β)試劑盒 武漢博士德有限公司;總RNA提取試劑盒 翌圣生物科技股份有限公司;反轉(zhuǎn)錄試劑盒、實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 試劑盒 北京天根有限公司。
LDO-101-5 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海龍躍儀器設(shè)備有限公司;ZYJ-9028 型榨油機(jī) 德國(guó)Bestday 有限公司;FA1004N 型分析天平 上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司;5425R 型低溫高速冷凍離心機(jī) 德國(guó)Eppendorf 有限公司;JX-24 型樣品快速研磨儀 上海凈信公司;Multiskan SkyHigh 多功能酶標(biāo)儀 賽默飛世爾科技公司;TC-EA-B-48DA 型PCR 擴(kuò)增儀 杭州博日科技有限公司;StepOne 實(shí)時(shí)熒光定量PCR 儀 美國(guó)Applied Biosystems 公司。
1.2.1 香榧籽油的制備 將香榧籽樣品放置于45 ℃烘箱中干燥一段時(shí)間,控制其水分含量在5%以下,然后剝離種殼、種衣,將種仁切碎,采用螺旋壓榨得到香榧籽原油,靜置分層后,過(guò)濾,于10000 r/min 離心15 min,取上清,即得香榧籽油。
1.2.2 SA 的提取 參照溫思思等[25]制備SA 的方法,并在其基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)驗(yàn)條件加以優(yōu)化。即將制備脂肪酸乙酯的攪拌時(shí)間延長(zhǎng)至6 h,并調(diào)整包埋時(shí)間為20 h。
1.2.3 模型制備及分組 將48 只四周齡C57BL/6雄性小鼠在動(dòng)物房?jī)?nèi)適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周,在此期間內(nèi)觀察每只小鼠的外觀、精神狀態(tài)、自主活動(dòng)、進(jìn)食飲水和排泄情況,一周后將小鼠隨機(jī)分為6 組,分別為正常對(duì)照組(C 組)、肥胖造模組(M 組)、奧利司他陽(yáng)性對(duì)照組(S,60 mg/kg)、低劑量SA 干預(yù)組(LSA,250 mg/kg/d)、中劑量SA 干預(yù)組(MSA,500 mg/kg/d)和高劑量SA 干預(yù)組(HAS,750 mg/kg/d),每組8 只,實(shí)驗(yàn)周期為16 周。C 組小鼠飼喂基礎(chǔ)飼料,其余5 組均飼喂高脂飼料(飼料配方見表1),同時(shí)對(duì)SA 干預(yù)組小鼠每日上午9 時(shí)按0.1 mL/10 g/d 的劑量灌胃SA 溶液,C 組和M 組小鼠灌胃相同劑量生理鹽水。
表1 高脂飼料配方Table 1 Formula of high-fat feed
所有實(shí)驗(yàn)大鼠均飼養(yǎng)于浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心SPF 級(jí)動(dòng)物房?jī)?nèi),環(huán)境溫度22±2 ℃、相對(duì)濕度60%±5%、明暗交替12 h/12 h,每周記錄小鼠體重及各組小鼠總攝食量,并定期更換小鼠籠具內(nèi)的墊料及飲水,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程小鼠皆可自由飲水、飲食,遵循“3R”原則給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物人道主義關(guān)懷,動(dòng)物福利倫理審查批文號(hào)2022ZAASLA86。16 周后,確定肥胖造模組相對(duì)于正常對(duì)照組是否肥胖模型造模成功,以及SA 干預(yù)組是否有減肥的功效。
1.2.4 血清和組織樣本的收集 造模給藥結(jié)束后,小鼠均在不禁止飲水的情況下禁食12 h(9:30 pm 至9:30 am),并在處死小鼠前對(duì)其體重進(jìn)行記錄,后腹腔注射10%體重的水合氯醛將其麻醉,進(jìn)行腹腔靜脈采血,并將血樣置于無(wú)菌離心管,于提前預(yù)冷至4 ℃的離心機(jī)中12000 r/min 離心15 min,分離出血清并保存在-80 ℃冰箱,用于血清生化指標(biāo)檢測(cè)。
血取凈后,將小鼠脫頸處死,用75%酒精進(jìn)行全身消毒后進(jìn)行解剖,分離肝臟等主要臟器,剝離附睪周圍脂肪組織墊,經(jīng)無(wú)菌PBS 漂洗后用濾紙吸干殘留溶液,并依次稱重,記錄。另因需制作肝臟切片,稱重后對(duì)肝臟進(jìn)行切割,分裝,制片部分置于盛有4%多聚甲醛溶液的離心管中固定。將所有實(shí)驗(yàn)樣本置于液氮冷卻,儲(chǔ)存于-80 ℃冰箱備用。
1.2.5 脂肪及肝臟指數(shù)測(cè)定 根據(jù)1.2.4 中稱量得到的肝臟和附睪脂肪重量計(jì)算肝臟系數(shù)與附睪脂肪系數(shù)。
1.2.6 血清生化指標(biāo)測(cè)定 使用相應(yīng)的檢測(cè)試劑盒,并根據(jù)生產(chǎn)廠家說(shuō)明書推薦的操作方法及計(jì)算公式測(cè)定小鼠血清中TC、TG、HDL-C、LDL-C 的含量。
1.2.7 肝臟病理組織切片觀察 對(duì)固定狀態(tài)良好的肝臟進(jìn)行剪切,經(jīng)梯度濃度無(wú)水乙醇脫水后,采用二甲苯進(jìn)行透明處理,浸沒(méi)石蠟進(jìn)行包埋,后組織切片4 μm,切片經(jīng)二甲苯脫蠟、分級(jí)酒精脫色脫蠟后,進(jìn)行HE 染色(具體方法參照林寧等[26]肝臟病理組織檢測(cè)過(guò)程),然后再經(jīng)脫水、透明處理,即可在光學(xué)顯微鏡下觀測(cè)組織形態(tài)并拍照。
1.2.8 肝臟生化指標(biāo)測(cè)定 分別稱取1 g 小鼠肝臟,于組織勻漿器中勻漿,加入9 倍體積生理鹽水,制成10%(m/V)肝組織勻漿,并于4 ℃預(yù)冷的離心機(jī)中,12000 r/min 離心10 min,收集上清液,按照試劑盒說(shuō)明書測(cè)定肝臟TC、TG、NEFA、SOD、MDA 和GSH-Px 水平。
1.2.9 肝臟相關(guān)因子 mRNA 表達(dá)水平測(cè)定 切取100 mg 肝臟組織于無(wú)酶管中,加入1 mL 組織裂解液研磨,將制備的勻漿液按照試劑盒說(shuō)明書提取RNA。通過(guò)TGem Plus 全波長(zhǎng)分光光度計(jì)計(jì)算RNA 樣本的濃度。根據(jù)反轉(zhuǎn)錄試劑盒的說(shuō)明將RNA 反轉(zhuǎn)錄成cDNA,再進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。肝臟組織擴(kuò)增腺苷酸激活蛋白激酶-α(AMPK-α)、乙酰輔酶A 羧化酶1(ACC-1)、脂肪酸合成酶(FAS),固醇元件調(diào)節(jié)結(jié)合蛋白-1c(SREBP-1c)、過(guò)氧化物增殖激活受體-α(PPAR-α)、羥甲基戊二酸單酰輔酶還原酶(HMGCR)的基因表達(dá),引物由上海生物工程公司合成,引物序列詳見表2。擴(kuò)增反應(yīng)條件為:95 ℃預(yù)變性30 s,95 ℃變性5 s,不同退火溫度34 s,65 ℃延伸1 min,反應(yīng)循環(huán)40 次,65℃延伸10 min。數(shù)據(jù)處理采用2-ΔΔCt法對(duì)目的基因(β-actin)進(jìn)行相對(duì)定量分析。
表2 目的基因引物序列Table 2 Primer sequence of target gene
采用SPSS 23.0 軟件對(duì)本章數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和t檢驗(yàn),結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。另使用GraphPad Prism 8.0.2 軟件進(jìn)行繪圖。
小鼠的體重可直觀的反映出它是否處于肥胖狀態(tài)[27],進(jìn)而判斷SA 對(duì)高脂飲食小鼠肥胖的干預(yù)效果。如圖1a 所示,在灌胃實(shí)驗(yàn)之前,6 組小鼠的初始體重之間無(wú)明顯差別,這說(shuō)明分組是合理的。經(jīng)過(guò)16 周的灌胃,各組小鼠體重均呈上升趨勢(shì),灌胃期間健康狀況良好,毛發(fā)有光澤,證實(shí)了小鼠飲食結(jié)構(gòu)的合理性。
圖1 金松酸對(duì)飼喂高脂飲食小鼠體重和攝食量的影響Fig.1 Effect of sciadonic acid on body weight and food intake of mice fed high-fat diet
對(duì)16 周以來(lái)小鼠的體重變化進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),M 組小鼠體重(41.20±1.15)g 始終顯著高于C 組(29.07±0.62)g(P<0.05),且兩組間體重差異隨飼喂時(shí)間的增加而增加,說(shuō)明該肥胖模型建立成功[28]。灌胃低、中、高三個(gè)劑量SA 對(duì)小鼠體重的增加均有一定的抑制作用(體重分別為39.86±0.63、38.67±0.55、32.80±1.33 g),且作用效果呈現(xiàn)較為明顯的劑量依賴性,同時(shí)S 組小鼠體重(35.6±0.62)g 與造模組相比也有明顯的降低,證明藥物治療和SA 干預(yù)可抑制高脂飲食小鼠體重的增加,具有預(yù)防肥胖的效果。
同時(shí),通過(guò)比較各組小鼠每周的飲食攝入量(圖1b)發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)初期,各組小鼠攝食量的增加和降低交替出現(xiàn),分析原因可能是初期的灌胃操作使小鼠產(chǎn)生了應(yīng)急反應(yīng)[29]。但在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中C 組小鼠的飲食攝入量(118.15 g)高于其他各組,LSA 組、MSA 組和HSA 組小鼠相較于C 組周均飲食量分別降低了7.68%、12.79%和15.83%,說(shuō)明SA 對(duì)小鼠的飲食攝入量有較為明顯的抑制作用,且作用效果呈現(xiàn)劑量依賴性。以上結(jié)果表明SA 酸可能通過(guò)抑制小鼠食欲減少其飲食攝入量,從而減少了高脂飲食引起的體重增加,這可能是SA 抑制小鼠肥胖的重要原因之一。
小鼠體內(nèi)肝臟和附睪脂肪質(zhì)量,肝臟和附睪脂肪系數(shù)也是體現(xiàn)其肥胖程度的重要指標(biāo)[30]。經(jīng)奧利司他和低、中、高三種劑量SA 溶液灌胃治療16 周后,肝臟和附睪脂肪的重量變化如圖2a 和圖2b 所示,與C 組相比M 組小鼠肝臟重量和附睪脂肪重量均顯著升高(P<0.05),約為C 組的4.64 倍和4.10倍,這與高脂高糖食物的攝入有密不可分的聯(lián)系。而與M 組相比,奧利司他治療和SA 干預(yù)顯著降低了高脂飲食小鼠肝臟和附睪脂肪組織重量(P<0.05),其中HSA 組效果最為顯著(P<0.05),分別降低了39.11%和48.86%。LSA 組和MSA 組小鼠肝臟和附睪脂肪重量與S 組相比有顯著差異(P<0.05),而HSA 組肝臟重量與S 組相比無(wú)顯著差異(P>0.05),推測(cè)原因可能是SA 與辛伐他調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝,減緩體重增加的機(jī)制相似,且高劑量SA 作用效果與辛伐他汀更相近。
圖2 金松酸對(duì)飼喂高脂飲食小鼠肝臟和附睪脂肪重量及其系數(shù)的影響Fig.2 Effect of sciadonic acid on the weight and coefficient of liver and epididymal fat in mice fed high-fat diet
肝臟系數(shù)和附睪脂肪系數(shù)的變化趨勢(shì)和質(zhì)量變化趨勢(shì)相同如圖2c 和圖2d 所示,M 組小鼠的肝臟和附睪脂肪系數(shù)顯著高于C 組(P<0.05),且分別比正常組增加了69.45%和65.43%。與M 組相比,S 組、SA 處理組小鼠肝臟和附睪脂肪系數(shù)均顯著下降(P<0.05),且干預(yù)效果呈現(xiàn)劑量依賴性,但LSA 組、MSA 組和HSA 組對(duì)肝臟系數(shù)的影響差異不顯著(P>0.05)。圖2c 中,S 組與HSA 組肝臟系數(shù)無(wú)明顯差異(P>0.05)。圖2d 顯示,S 組與HSA 組小鼠附睪脂肪系數(shù)雖差異顯著(P<0.05)但均向C 組靠近(P<0.05),說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)劑量范圍內(nèi)SA 對(duì)動(dòng)物肝臟和脂肪無(wú)損傷作用。綜上所述,SA 能夠顯著減少高脂飲食小鼠體內(nèi)脂肪蓄積,緩解肝臟重量的增加,有效改善小鼠因高脂飲食引起的機(jī)體肥胖,且劑量越高,效果越好。
長(zhǎng)期高脂飲食可能會(huì)引起小鼠血脂代謝紊亂。研究表明,臨床上通過(guò)對(duì)血脂血清學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)有助于肥胖、高脂血癥等疾病的診斷,對(duì)早篩早診早治具有良好的促進(jìn)作用,血脂指標(biāo)TC、TG、HDL-C、LDL-C 等與肥胖等脂代謝疾病的相關(guān)性已得到證實(shí)[31]。由圖3 可知,與C 組相比,M 組的TC、TG和LDL-C 水平顯著(P<0.05)升高,而HDL-C 水平顯著下降(P<0.05),表明小鼠脂質(zhì)代謝紊亂引起高血脂癥。SA 干預(yù)后,小鼠血脂水平均有不同程度的改善。與M 組相比,SA 處理組在四項(xiàng)指標(biāo)中表現(xiàn)出與S 組相似的趨勢(shì),其中,HSA 組效果最為顯著(P<0.05),與S 組無(wú)明顯差異(P>0.05)。血清中TC 的含量隨SA 濃度的增加而顯著降低(P<0.05),呈現(xiàn)劑量依賴性;而經(jīng)SA 干預(yù)后血清中TG 和LDL-C 含量較M 組顯著降低(P<0.05),HDL-C 含量顯著升高(P<0.05),但MSA 組TG 含量與HSA 組無(wú)顯著差異(P>0.05),LSA 組LDL-C 和HDL-C 的含量與MSA 組無(wú)顯著差異(P>0.05),而LSA 組與HSA 組始終有顯著差異(P<0.05)。綜上所述,辛伐他汀和SA 都能夠降低高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠血清中的TC、TG 和LDL-C 水平,升高HDL-C 水平,對(duì)脂質(zhì)代謝紊亂起到一定程度的改善作用。
圖3 金松酸對(duì)飼喂高脂飲食小鼠血清生化指標(biāo)的影響Fig.3 Effect of sciadonic acid on serum biochemical indexes in mice fed high-fat diet
肝臟是脂肪合成的主要場(chǎng)所,長(zhǎng)期高脂高糖的飲食會(huì)影響肝臟代謝功能,損傷肝臟形態(tài)結(jié)構(gòu)[32]。組織形態(tài)學(xué)檢查是了解臟器受損的程度最直觀清晰的手段,各組小鼠肝臟病理切片見圖4。C 組肝細(xì)胞分界清晰,大小較均一,從中心靜脈放射出來(lái),肝細(xì)胞核圓而清晰,位于細(xì)胞中央,胞質(zhì)豐富,排列規(guī)律有序,肝細(xì)胞形態(tài)正常。而在長(zhǎng)期喂食高脂飼料后,M 組小鼠出現(xiàn)明顯的肝臟病理?yè)p傷,少數(shù)肝細(xì)胞呈氣球狀,細(xì)胞質(zhì)間有許多白色中性脂質(zhì),形成大小不一的脂肪空泡,肝小葉結(jié)構(gòu)模糊,呈現(xiàn)明顯的脂肪變性,存在炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。S 組小鼠肝小葉結(jié)構(gòu)清晰,肝細(xì)胞脂肪變性明顯減少,肝細(xì)胞排列較規(guī)則,接近正常的狀態(tài)。SA 各劑量組由HFD 引起的肝臟病變得到了明顯改善,肝組織內(nèi)小葉結(jié)構(gòu)排列較整齊,脂肪空泡明顯減少,炎癥浸潤(rùn)得到緩解,肝細(xì)胞排列較整齊,細(xì)胞質(zhì)保存良好,細(xì)胞核突出,形態(tài)正常,其中以HSA組改變最為明顯,且與S 組效果較為接近。
圖4 小鼠脂肪組織病理H&E 染色觀察(20×)Fig.4 Pathological H&E staining of mouse adipose tissue (20×)
高脂飲食會(huì)導(dǎo)致小鼠的肝臟生化指標(biāo)異常,造成小鼠的代謝紊亂,從而引起小鼠肥胖[33]。如圖5a~圖5c 所示,M 組小鼠的肝臟TG、TC 和NEFA 水平與C 組小鼠相比,顯著地(P<0.05)增加了1.80、1.52 和2.99 倍,說(shuō)明高脂飲食可能誘導(dǎo)肝臟脂質(zhì)的積累。經(jīng)奧利司他和SA 干預(yù)后,相比M 組,LSA、MSA、HSA 和S 組小鼠肝臟TC、TG 和NEFA 水平均有不同程度的降低,其中S 組與M 組差異顯著(P<0.05),且HSA 組TC、TG 和NEFA 小鼠含量與S 組小鼠無(wú)顯著差異(P>0.05),說(shuō)明SA 干預(yù)可以改善高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肝臟脂質(zhì)積累,進(jìn)而預(yù)防小鼠肥胖,從改善程度上看,高劑量SA 效果優(yōu)于其他劑量。
圖5 金松酸對(duì)飼喂高脂飲食小鼠肝臟生化指標(biāo)的影響Fig.5 Effect of sciadonic acid on liver biochemical parameters of mice fed high-fat diet
活性氧自由基(ROS)的過(guò)量產(chǎn)生以及抗氧化能力的下降是肥胖氧化應(yīng)激產(chǎn)生的可能機(jī)制之一。機(jī)體的防御系統(tǒng)通??梢云胶怏w內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生和消除,但長(zhǎng)期的高脂飲食會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激使其失衡,從而導(dǎo)致體內(nèi)ROS 的積累,而大量研究表明機(jī)體內(nèi)自由基水平與肥胖呈顯著的正相關(guān)性[34]。SOD 是體內(nèi)主要的氧自由基清除酶,對(duì)于緩解體內(nèi)氧化應(yīng)激起到重要作用;MDA 是體內(nèi)多不飽和脂肪酸過(guò)氧化物的降解產(chǎn)物,具有一定的細(xì)胞毒性,可以反應(yīng)機(jī)體內(nèi)氧化損傷程度的高低[35];GSH-Px 是體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的重要組成部分,具有清除和中和體內(nèi)自由基和過(guò)氧化物的作用[36]。如圖5d~圖5f 所示,M 組小鼠肝臟SOD 和GSH-Px 水平顯著低于C 組小鼠(P<0.05),而其MDA 水平則顯著高于C 組(P<0.05)。經(jīng)奧利司他干預(yù)后,S 組小鼠SOD、GSH-Px 和MDA水平得到明顯改善(P<0.05)。LSA、MSA 和HSA組對(duì)三個(gè)指標(biāo)的影響與S 組趨勢(shì)相同,且呈現(xiàn)劑量依賴性,其中HSA 組與S 組差異不顯著(P>0.05)。綜上,SA 能夠增加小鼠肝臟SOD 和GSH-Px 酶活力,同時(shí)顯著降低MDA 水平,從而清除體內(nèi)自由基,改善氧化應(yīng)激狀態(tài),緩解小鼠肥胖。
機(jī)體脂質(zhì)合成和代謝通路中,ACC-1、FAS、SREBP-1c、PPAR-α、HMGCR是調(diào)控脂類物質(zhì)合成和代謝的關(guān)鍵基因[37]。SREBP-1c可調(diào)控FAS、ACC-1、HGMCR表達(dá)上調(diào),增加脂肪酸生物合成,觸發(fā)肝臟脂肪變性[38];PPAR-α在肝臟組織中高表達(dá),其不但參與肝臟中脂肪酸氧化代謝系統(tǒng)的調(diào)節(jié),并且在脂質(zhì)代謝疾病的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中具有重要作用。而AMPK-1α能抑制脂肪酸代謝途徑,使FAS、ACC-1、SREBP-1c表達(dá)下調(diào),PPAR-α表達(dá)上調(diào),促進(jìn)脂質(zhì)分解代謝[39]。
本實(shí)驗(yàn)采用RT-PCR 檢測(cè)影響肝臟脂質(zhì)積累的重要調(diào)節(jié)因子mRNA 的表達(dá)情況,由圖6a、圖6e 可以看出,與C 組相比,M 組小鼠的肝臟組織中AMPK-1α和脂質(zhì)代謝相關(guān)基因PPAR-α的mRNA 表達(dá)水平顯著降低(P<0.05)。MSA、HSA 組顯著(P<0.05)改善了AMPK-1α和PPAR-α基因的mRNA 表達(dá)水平,相對(duì)于M 組其表達(dá)分別增加了41.85%、57.67%和26.57%、36.60%,改善效果呈現(xiàn)明顯的劑量依賴性,其中HSA 組對(duì)PPAR-αmRNA 表達(dá)水平的影響與S 組無(wú)顯著差異(P>0.05)。而由圖6b~圖6d、圖6f可知,M 組小鼠肝臟中脂質(zhì)合成相關(guān)基因ACC-1、FAS、SREBP-1c、HMGCRmRNA 的表達(dá)水平較C 組顯著升高(P<0.05)。而SA 干預(yù)可不同程度的降低此類基因的mRNA 表達(dá)水平,其中以HSA 組效果最為顯著(P<0.05),且與陽(yáng)性藥物S 組無(wú)顯著差異(P>0.05)。結(jié)果顯示,SA 可通過(guò)抑制脂肪從頭合成,增強(qiáng)能量代謝等來(lái)改善長(zhǎng)期高脂飲食引起的小鼠糖脂代謝異?,F(xiàn)象,進(jìn)而發(fā)揮其抗肥胖的作用。
圖6 金松酸對(duì)高脂飲食小鼠肝組織基因mRNA 表達(dá)水平的影響Fig.6 Effect of sciadonic acid on the mRNA expression levels of liver genes in mice on high-fat diet
諸多研究報(bào)道香榧籽油中的SA 具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)沉積,促進(jìn)脂質(zhì)代謝的作用,進(jìn)而緩解脂代謝引起的肥胖[1,40],但是其作用機(jī)制尚不清楚。本研究證實(shí)低、中、高劑量SA 干預(yù)16 周后均能減緩由HFD 誘導(dǎo)的小鼠體質(zhì)量增加、臟器的擴(kuò)增,并降低血清中脂代謝相關(guān)指標(biāo)TG、TC 和LDL-C 水平,同時(shí)增加HDL-C 水平,其中高劑量組效果最佳。
HFD 同樣會(huì)引起肝臟脂代謝紊亂,而肝臟脂質(zhì)代謝紊亂是引發(fā)高血糖、脂肪肝和肥胖等代謝綜合征的關(guān)鍵原因[41]。因此,本研究探索了SA 影響肝臟脂質(zhì)代謝的作用機(jī)制,結(jié)果表明經(jīng)HFD 誘導(dǎo)的小鼠肝臟中脂質(zhì)大量積累,其組織形態(tài)也發(fā)生了明顯的病變。SA 處理可顯著降低小鼠肝臟脂質(zhì)水平,改善肝臟脂肪變性的程度,同時(shí)增強(qiáng)小鼠肝臟組織中脂質(zhì)代謝基因AMPK-1α、PPAR-α的mRNA 表達(dá),降低脂質(zhì)合成基因ACC-1、FAS、SREBP-1c、HMGCR的mRNA 表達(dá),改善機(jī)體脂質(zhì)代謝紊亂,從而達(dá)到預(yù)防或減輕肥胖的目的。
除體重增加、脂質(zhì)代謝紊亂外,肥胖通常還伴隨著氧化應(yīng)激反應(yīng),其中以肝臟的氧化應(yīng)激最為顯著,SOD、GSH-Px 和MDA 是衡量體內(nèi)氧化應(yīng)激水平的重要指標(biāo)[42]。研究表明,SA 干預(yù)能顯著增加小鼠肝臟中SOD 和GSH-Px 含量,同時(shí)降低氧化應(yīng)激產(chǎn)物MDA 的水平,進(jìn)而減輕肥胖食小鼠氧化應(yīng)激反應(yīng),保護(hù)肝臟組織。
綜上所述,SA 對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肥胖有一定的改善作用,該作用可能與抑制脂質(zhì)合成、促進(jìn)脂質(zhì)代謝、降低氧化應(yīng)激反應(yīng)等機(jī)制有關(guān)。