不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠降血脂功能的研究

張 晉，楊新建，田 璐，肖海峻

(北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京 102442)

心血管疾?。╟ardiovascular disease，CVD）是全球人類死亡的首要原因，每年心血管疾病約導(dǎo)致1 770萬例死亡，血脂代謝紊亂尤其是膽固醇代謝紊亂是心血管疾病最主要的危險因素[1]。高膽固醇血癥可通過處方他汀類藥物治療，但這種治療同時伴行各種副作用，因此，采用能夠降低血清膽固醇水平的飲食方案是預(yù)防CVD和其他代謝性疾病的關(guān)鍵策略[2]。歐洲血脂異常管理指南[3]和美國國家膽固醇教育計劃（National Cholesterol Education Program，NCEP）指南[4]均建議，采用健康的生活方式，可以每天從燕麥產(chǎn)品中攝取一定量的可溶性纖維。

燕麥?zhǔn)称肪哂薪笛?、降血壓、調(diào)節(jié)血糖、預(yù)防心血管疾病等多種保健功能[5-7]。心血管健康飲食領(lǐng)域市場需求巨大，燕麥作為保健食品具有廣闊的開發(fā)利用前景。燕麥作為可食用的幾種谷物之一，與其他主要作物如小麥、玉米、大米和大麥相比，其全球產(chǎn)量和消費量都要低[8]，但燕麥與其他作物相比，卻具有更全面的營養(yǎng)價值，燕麥功能性食品的開發(fā)有非常大的市場。目前大量的研究集中在燕麥與其他糧食作物的營養(yǎng)成分方面的比較，但針對不同來源燕麥之間的功能比較的研究還不多見。本研究主要通過對不同來源的3種燕麥對ApoE-/-小鼠膽固醇代謝的調(diào)節(jié)功能進行評價，為燕麥功能性食品的研發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

購買市售3種不同產(chǎn)地當(dāng)年收獲的燕麥產(chǎn)品，燕麥1組（OAT-1）為產(chǎn)于張家口的燕麥米，燕麥2組（OAT-2）為產(chǎn)于廊坊的燕麥片，燕麥3組（OAT-3）為產(chǎn)于內(nèi)蒙古的燕麥米，粉碎后得到燕麥粉末備用。3種市售燕麥產(chǎn)品說明書中標(biāo)明的營養(yǎng)成分信息如表1所示。

表1 不同燕麥產(chǎn)品的營養(yǎng)成分信息

1.2 動物實驗

1.2.1 動物分組與造模

健康雄性7周齡ApoE-/-小鼠，購買于北京維通利華實驗動物科技有限責(zé)任公司，實驗動物生產(chǎn)許可證號：SCXK (京) 2016-0006；實驗動物使用許可證號：SYXK (京) 2017-0033。動物實驗通過北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院動物實驗倫理委員會審核。小鼠均分籠飼養(yǎng)，預(yù)飼養(yǎng)1 w后按照平均體重隨機分為5組，分別為常規(guī)飲食（Chow）組、高脂飲食（HFD）組、OAT-1組、OAT-2組以及OAT-3組，每組8只。HFD組用含0.15%膽固醇和21%豬油的高脂飼料喂養(yǎng)，不同燕麥組所用飼料為在高脂飼料中分別添加10%相應(yīng)組燕麥粉末制備而成。試驗期間小鼠自由飲水，室溫（22±2）℃，濕度55%～65%，光照/黑暗12 h循環(huán)，試驗進行12 w。

1.2.2 樣品采集

各實驗小鼠每周稱量1次體質(zhì)量。實驗0 w、4 w、8 w、12 w時，分別靜脈取血檢測血脂指標(biāo)。實驗12 w時，小鼠禁食12 h后行安樂死，解剖時用生理鹽水心臟灌流，取肝臟組織，生理鹽水清洗后稱重，記為肝濕重（hepatic wet weight，HWW），并計算肝指數(shù)（liver index，LI）。在肝葉邊緣處切一塊肝組織進行HE染色。

1.2.3 血脂檢測

實驗0 w、4 w、8 w、12 w時，分別測定小鼠血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、LDL膽固醇（LDL cholesterol，LDL-c）、甘油三酯（triglycerides，TG）、HDL膽固醇（HDL cholesterol，HDL-c）和VLDL膽固醇（VLDL cholesterol，VLDL-c）含量。

1.2.4 肝臟組織病理學(xué)檢測

在肝葉邊緣處切一塊肝組織，用10%甲醛溶液固定，進行常規(guī)石蠟包埋、切片、HE染色，光鏡下觀察各組肝組織病理結(jié)構(gòu)情況。

1.3 儀器和試劑

組織學(xué)工作使用：脫水機（Leica ASP300 S）、包埋機（熱臺Leica EG1150 H、冷臺Leica EG1150 C）、切片機（Leica RM2255）、攤片機（Leica HI 1210）、烘片機（Leica HI 1220）、染色機（Leica ST5020）、玻璃蓋片機（Leica CV5030）、顯微鏡（OLYMPUS BX43）。血脂檢測使用全自動生化分析儀（Beckman Coulter DXC 800），血脂檢測所用試劑（包括校準(zhǔn)品、質(zhì)控品）均為該設(shè)備配套試劑，血脂檢測使用方法為甘油激酶（glycerolkinase，GK）法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

各計量實驗數(shù)據(jù)以mean ± SEM表示，采用Student’s t-test和one-way ANOVA 進行統(tǒng)計學(xué)分析，P＜0.05被認(rèn)為有顯著性差異。數(shù)據(jù)分析及作圖均采用GraphPad Prism 5軟件。

2 結(jié)果

2.1 實驗4 w血脂測量結(jié)果顯示高脂模型建模成功

實驗4 w血脂測量結(jié)果如表2所示，HFD組小鼠血漿TC、LDL-c、TG和VLDL-c含量與Chow組相比分別增高了25.58%、88.52%、28.57%和15.07%，均顯著增高，表明高脂模型建模成功。

表2 實驗4 w后小鼠血漿中TC、LDL-c、TG和VLDL-c含量的變化

2.2 不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠生長參數(shù)的影響

本研究測定了不同來源燕麥對小鼠生長參數(shù)的影響。各組實驗小鼠每周稱量1次體質(zhì)量，將每組動物每周平均體質(zhì)量繪制成體質(zhì)量變化曲線，結(jié)果如圖1所示。

圖1 實驗ApoE-/-小鼠體質(zhì)量變化曲線

數(shù)據(jù)分析顯示，實驗開始時，各組小鼠初始體質(zhì)量無差異，實驗期間每組實驗小鼠體質(zhì)量均呈增長趨勢，見圖1。如表3所示，12 w實驗結(jié)束時，HFD組與Chow組相比，體質(zhì)量無顯著性差異，3組燕麥組與HFD組相比體質(zhì)量分別減輕了6.31%、4.42%、5.68%，均顯著性減輕，說明燕麥具有一定的抑制小鼠體質(zhì)量增長的作用。

表3 不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠體質(zhì)量的影響（±s，n=8）

表3 不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠體質(zhì)量的影響（±s，n=8）

注：*表示不同處理之間差異顯著（P＜0.05）；**表示不同處理之間差異極顯著（P＜0.01）。

組別 初始體質(zhì)量/g 最終體質(zhì)量/g Chow 22.9±1.6 32.8±1.2 HFD 22.9±1.5 31.7±1.1 OAT-1 22.9±1.3 29.7±2.1*（-6.31%）OAT-2 23.0±1.4 30.3±0.9*（-4.42%）OAT-3 23.0±1.3 29.9±0.9**（-5.68%）

2.3 ApoE-/-小鼠血脂的影響

本研究考察了食用不同來源燕麥第0 w、4 w、8 w、12 w后對ApoE-/-小鼠血清中脂質(zhì)水平的影響。結(jié)果如表4—表8所示，試驗0 w時，各組小鼠血清中TC、LDL-c、TG、HDL-c和VLDL-c的含量組間無顯著性差異。如表4、表5所示，4 w后，OAT-2與OAT-3組小鼠血清中TC的水平顯著降低，而3組燕麥組均顯著降低了小鼠血清中LDL-c的含量。隨著試驗的進行，3組燕麥組8 w、12 w 時均能夠顯著減少ApoE-/-小鼠血清中TC及LDL-c的含量。如表6—表8所示，試驗第4 w時，OAT-3組即可顯著降低小鼠血清中VLDL-c的含量，并升高HDL-c的水平。第8 w時，3組燕麥組均能夠顯著升高HDL-c的血清水平。OAT-3組降低小鼠血清中LDL-c水平的效果比OAT-1組和OAT-2組均更加明顯；OAT-3組降低小鼠血清中TG和VLDL-c水平的能力，以 及升高HDL-c含量的作用較OAT-1組更明顯。

表4 第0 w、4 w、8 w、12 w不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠血清TC水平變化

表5 第0 w、4 w、8 w、12 w不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠血清LDL-c水平變化

表6 第0 w、4 w、8 w、12 w不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠血清TG水平變化

表7 第0 w、4 w、8 w、12 w不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠血清HDL-c水平變化

表8 第0 w、4 w、8 w、12 w不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠血清VLDL-c水平變化

2.4 不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠肝臟指數(shù)的影響

食用燕麥12 w后，結(jié)果如表9所示，HFD組與Chow組比較，小鼠肝濕重明顯降低，肝臟指數(shù)顯著下降。各燕麥組與HFD組相比，肝濕重?zé)o明顯差異，OAT-2和OAT-3組與HFD組相比肝臟指數(shù)明顯升高。

表9 不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠肝濕重和肝臟指數(shù)的影響

2.5 不同來源燕麥對ApoE-/-小鼠肝組織病理結(jié)構(gòu)的影響

根據(jù)肝臟病理的NAS積分標(biāo)準(zhǔn)評分[9]，HFD組肝小葉結(jié)構(gòu)模糊不清，部分肝細(xì)胞索結(jié)構(gòu)消失，肝細(xì)胞排列紊亂，肝竇變狹窄；肝細(xì)胞脂肪變正確34%～66%；肝小葉內(nèi)變性和灶性壞死明顯；匯管區(qū)炎癥中度，匯管周圍中度碎屑壞死，見圖2A。3組燕麥組肝小葉結(jié)構(gòu)尚存、組織結(jié)構(gòu)基本正常、部分肝細(xì)胞索排列紊亂，肝竇變狹窄；肝細(xì)胞脂肪變正確5%～33%；肝小葉內(nèi)輕度變性和灶性壞死；匯管區(qū)炎癥輕度，匯管周圍無壞死（碎屑/橋接壞死），見圖2B—2D。按照肝組織病理分析評分比較，3組燕麥組脂肪變、小葉內(nèi)變性和灶狀壞死、匯管區(qū)炎癥及匯管區(qū)周圍壞死程度均較HFD組顯著降低，見表10。OAT-3病理變化程度與OAT-1組和OAT-2組相比，相對較輕，但不具有統(tǒng)計學(xué)差異。

圖2 小鼠肝臟組織病理學(xué)形態(tài)觀察（HE×200）

表10 小鼠肝臟組織病理分析評分比較

3 討論

本研究通過建立高脂小鼠模型，評價不同來源的燕麥對ApoE-/-小鼠生長參數(shù)、血脂、肝臟指數(shù)、肝組織病理結(jié)構(gòu)的影響。HFD飲食小鼠體質(zhì)量顯著增加，而3組燕麥的飼喂均有效控制了小鼠的體質(zhì)量增加，說明燕麥的攝入可以降低體質(zhì)量，這與大量人群的隨機實驗結(jié)果相一致[10]。美國食品和藥物管理局（United States Food and Drug Administration, FDA）指出燕麥飲食可以降低血漿膽固醇水平[11]，3組燕麥組均能夠顯著減少ApoE-/-小鼠血清中TC、LDL-c、TG和VLDL-c的含量，說明3組燕麥均具有良好的降脂作用，這與一項在輕度高膽固醇血癥人群中進行的隨機對照試驗結(jié)果相一致[12]，而OAT-3組降低小鼠血脂水平的能力較OAT-1組更明顯。綜上所述，3種不同來源的燕麥均具有良好的減肥與降血脂功效，而OAT-3組降血脂效果在3組燕麥中最好。

肝臟是維持膽固醇平衡的重要器官，主要通過外源性途徑和分解代謝途徑來清除膽固醇，即LDLR通路以及膽固醇逆轉(zhuǎn)運途徑[13-14]。人體大約50%的內(nèi)源性合成膽固醇和吸收的膳食膽固醇通過轉(zhuǎn)化為糞便膽汁酸從身體排泄[15]。解剖觀察發(fā)現(xiàn)與HFD組相比，3組燕麥飼喂小鼠均可有效減少肝細(xì)胞中脂肪沉積，降低炎性細(xì)胞浸潤，肝臟趨于正常狀態(tài)，這與之前已經(jīng)報道的研究結(jié)果基本一致，表明燕麥對高脂飼喂的ApoE-/-小鼠肝功能具有一定的保護作用[16-17]。

本研究通過對3種市售不同來源的燕麥進行ApoE-/-小鼠降血脂功效的研究，發(fā)現(xiàn)市售3種不同來源的燕麥均有良好的降血脂及肝臟保護作用，其不同性狀即加工成燕麥片或燕麥米對其降血脂作用無統(tǒng)計學(xué)差異。小鼠連續(xù)飼喂4 w即可產(chǎn)生降血脂功效，并且這一功效在飼喂期間（8 w、12 w）均可保持，說明燕麥?zhǔn)橇己玫哪軌蚪档脱降墓δ苄允称?。OAT-3組較OAT-1組降血脂效果更為明顯，提示消費者在購買市售燕麥商品時可以參考不同燕麥產(chǎn)品的營養(yǎng)成分信息輔助選購。本研究通過對3種不同來源的燕麥對ApoE-/-小鼠血脂代謝的影響進行評價，能夠為燕麥功能性食品的研發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)意義。