燕麥葡聚糖抗炎與降脂功能的評估及其分子機理研究.pdf

1、燕麥(Avena sativa)是禾本科燕麥屬草本植物，一年生，是一種古老的糧食作物，已經被人類種植了近兩千年之久，一般被直接作為食物或者作為飼料給動物使用。燕麥分為皮燕麥和裸燕麥兩種，裸燕麥在我國種植歷史悠久，《本草綱目》中稱之為雀麥、野麥子。燕麥性味甘平。能益脾養(yǎng)心、斂汗。有較高的營養(yǎng)價值。古代醫(yī)書《救荒本草》中提到，燕麥可用于體虛自汗、盜汗或肺結核病人。煎湯服，或“舂去皮作面蒸食及作餅食”。燕麥能促進腸胃蠕動，利于排便，熱量低，具

2、有升糖指數(shù)低，降脂降糖的功效。早期人們對燕麥的研究較少，認為燕麥具有增加飽腹感和降低營養(yǎng)物質吸收的能力，近年來，燕麥有益于健康的生理功能，使得燕麥成為了食療與健康新的研究熱點，研究發(fā)現(xiàn)，燕麥具有非常廣泛的生理功能，包括降低膽固醇的作用，降低血糖水平的能力，調節(jié)免疫，降低腸癌風險等。研究還發(fā)現(xiàn)，燕麥的這些營養(yǎng)作用主要來源于燕麥麩皮中的一種營養(yǎng)組分—燕麥葡聚糖，燕麥葡聚糖主要存在于燕麥胚乳和糊粉層細胞壁中，主要是由許多單糖按照β-(1，3)

3、和β-(1，4)糖苷鍵連接形成一種不可消化的β-D-葡聚糖，而這一特殊結構也使得燕麥葡聚糖具有特殊的有益健康生理功能。1997年美國食物與藥物監(jiān)督管理局(FDA)建議每天食用3克以上含燕麥葡聚糖的食品，并允許在食品上明確標識。
　　1.燕麥葡聚糖對DSS誘導小鼠潰瘍性結腸炎的抑制作用
　　小鼠自由飲用3％硫酸葡聚糖鈉(DSS)連續(xù)7天構建小鼠潰瘍性腸炎模型，在實驗開始前3天于保護組灌胃500mg/kg.bw和1000mg/k

4、g.bw燕麥葡聚糖直至實驗結束。結果發(fā)現(xiàn)DSS損傷組小鼠逐漸出現(xiàn)活動力減弱、厭食、腹瀉、毛色凌亂等情況。并出現(xiàn)體重下降、腹瀉、便血等癥狀，燕麥葡聚糖保護組DAI評分明顯降低(P＜0.01)
　　處死小鼠后發(fā)現(xiàn)，DSS損傷組小鼠腸道長度顯著低于正常組小鼠，腸道腫脹，變粗，腸腔中未見成型糞便。而正常小鼠腸道長而緊致，腸腔中可見顆粒狀成型糞便。燕麥葡聚糖保護組小鼠的平均腸道長度介于正常組與損傷組之間，腸炎小鼠脾臟體積和重量均大于正常組，

5、而葡聚糖保護組小鼠脾臟有所改善。蘇木素伊紅(H&E)染色結果發(fā)現(xiàn)，正常組小鼠腸道結構完整，腸道壁厚度均勻，腸絨毛及隱窩結構清晰，而DSS損傷組小鼠腸道橫切面則顯示出強烈的炎癥反應，如腸道壁增厚，結腸上皮粘膜糜爛、隱窩結構被破壞、粘膜下水腫、淋巴及中性粒細胞浸潤、腸道內壁不規(guī)則增生等。燕麥葡聚糖保護組小鼠腸道鏡下觀測效果優(yōu)于損傷組。
　　小鼠腸道研磨后檢測髓過氧化物酶(MPO)，丙二醛(MDA)以及一氧化氮(NO)的量，損傷組小鼠都

6、顯著高于正常組，葡聚糖保護組的這些指數(shù)顯著低于損傷組。
　　提取腸道RNA和蛋白質分別進行熒光定量PCR和Western blot實驗，結果損傷組炎癥因子腫瘤壞死因子α（TNF-α），白細胞介素1和6（IL-1β、IL-6）以及誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的mRNA以及蛋白表達量顯著上調，保護組炎癥因子表達量顯著低于損傷組。且基本呈現(xiàn)濃度依賴性。從免疫組織化學(IHC)圖中可以看出炎癥因子表達量較高，且在腸道中大量聚集，但保護組

7、的表達量較低。
　　2.燕麥葡聚糖抑制LPS誘導巨噬細胞的炎癥及炎癥因子表達
　　巨噬細胞RAW264.7在脂多糖(LPS)刺激下的可以誘導為炎癥因子體外模型，通過使用燕麥葡聚糖觀察其對炎癥狀態(tài)的抑制效果。研究發(fā)現(xiàn)，20μg/mL和40μg/mL的燕麥葡聚糖對巨噬細胞的活力無顯著影響，因而可以適用于該模型的研究。LPS組對比對照組，促炎因子TNFα、IL-6、IL-1β、iNOS和IFN-γ的mRNA表達量和蛋白表達明顯上升

8、，對比LPS組，燕麥葡聚糖組能夠降低這些mRNA和蛋白質表達，且結果呈現(xiàn)出一定量效關系。
　　3.燕麥葡聚糖預防小鼠高脂血癥的發(fā)生及其分子機制
　　通過給小鼠飼喂高脂飼料，建立了高脂血癥小鼠模型，并通過灌胃的方式給小鼠飼喂500mg/kg.bw和1000mg/kg.bw燕麥葡聚糖直至實驗結束。高脂組小鼠體重從第一周開始增加，其后維持穩(wěn)定，而葡聚糖保護組小鼠體重則低于高脂組小鼠，且結果呈濃度依賴性。解剖小鼠后取器官分析，結果發(fā)

9、現(xiàn)，正常組小鼠肝臟呈暗紅色，體積較小，而高脂組小鼠肝臟重量和體積都較大，色澤發(fā)白或者發(fā)黃，表面有厚重的油膩感和顆粒感。低濃度葡聚糖保護組肝臟顏色較高脂組顏色深，且白色顆粒狀較少，體積較小。高濃度葡聚糖保護組小鼠肝臟顏色接近正常組，重量顯著小于高脂組和低濃度葡聚糖保護組。高脂組小鼠脾臟體積和重量顯著高于正常組，而保護組小鼠脾臟相對較小。高脂組的總甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇顯著高于正常組，而葡聚糖保護組的具有顯著降低脂肪與膽固醇

10、、同時還包含有低密度脂蛋白膽固醇的作用。然而，高脂組的高密度脂蛋白膽固醇低于對照組，燕麥葡聚糖在一定程度上具有增加高密度脂蛋白膽固醇的作用，但并未具有顯著性差異。肝臟H&E染色，結果發(fā)現(xiàn)，正常組小鼠肝細胞排列比較整齊，未見脂肪空泡。高脂組小鼠肝細胞排列松散，肝細胞腫大，胞質內可見許多大小不一的脂肪空泡，低保護燕麥葡聚糖組小鼠脂肪有少量脂肪泡，高濃度保護組細胞排列緊密，基本與正常組無區(qū)別。脂肪墊H&E染色結果發(fā)現(xiàn)，正常組小鼠脂肪細胞直徑較

11、小，排列緊密，而高脂組小鼠脂肪細胞直徑顯著大于正常組，直徑約為正常組小鼠脂肪細胞的兩倍。燕麥葡聚糖保護組小鼠脂肪細胞直徑顯著低于高脂組。熒光定量PCR結果發(fā)現(xiàn)，脂肪代謝相關基因過PPARα在高脂組表達量顯著低于正常對照組，而燕麥葡聚糖組的PPARα基因表達量顯著提高，大大高于高脂組，提示燕麥葡聚糖可以通過刺激能量的消耗，減少能量物質堆積于肝臟。PPARγ、脂肪酸合成酶(Fatty acid synthesis，F(xiàn)AS)和膽固醇調節(jié)元件結

12、合蛋白（Sterol-regulatory element binding protein1C，SREBP-1C）都與脂肪和膽固醇的合成有關，高脂組小鼠肝臟中的PPARγ、FAS和SREBP-1C的mRNA表達量都顯著增加，而葡聚糖保護組小鼠的這三個基因都有所下降，提示燕麥葡聚糖能減少脂肪和膽固醇合成，降低其沉積于體內的量，從而達到降脂的目的。同時高脂組小鼠肝臟炎癥因子TNF-α、IL-6和誘導型一氧化氮合酶(inducible nit