攝食海參皂苷對肥胖小鼠血壓的影響

張鈴玉，宋姍姍，徐 杰，董 平，薛長湖，王玉明

（中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島 266003）

攝食海參皂苷對肥胖小鼠血壓的影響

張鈴玉，宋姍姍，徐 杰，董 平，薛長湖，王玉明

（中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島 266003）

中國圖書分類號：R-332；R282．74；R284．1；R544．1；R589．2；R972．4

摘要：目的 研究海參皂苷對db／db肥胖小鼠血壓的影響。方法 將C57BL／KsJ（db／db）小鼠隨機分為3組：模型組、海參皂苷低、高劑量組，并以C57BL／KsJ小鼠作正常對照組。海參皂苷低劑量組小鼠攝入飼料中添加0.02%的海參皂苷，高劑量組飼料中添加0.04%的海參皂苷。連續飼喂6周，于第3周和第6周測定小鼠尾動脈血壓，并分別測定腎臟血管緊張素轉換酶（ACE）、血管緊張素轉換酶2（ACE2）以及天冬氨酰蛋白酶（REN）基因的mRNA表達量。結果模型組小鼠血壓高于正常組（P＜0.01），海參皂苷低劑量組血壓低于模型組，但差異無顯著性，海參皂苷高劑量組低于模型組（P＜0.05），且與正常組相近；海參皂苷的攝食對ACE、REN mRNA表達量無影響，海參皂苷高劑量組ACE2 mRNA表達水平升高（P＜0.05）。結論 海參皂苷可改善肥胖進展過程中的血壓升高，其機制可能與腎素－血管緊張素系統（RAS）的調節作用有關。

關鍵詞：海參；皂苷；肥胖；高血壓；RAS；ACE；ACE2

網絡出版時間：2015－7－22 10：42 網絡出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／34．1086．R．20150727．0901．031．html

海參是我國著名的海珍品，也是傳統的藥食同源的海洋食品，位居海八珍之首，具有多種營養保健功效。海參皂苷（saponin of sea cucumber，SSC）是棘皮動物海參的主要特征性代謝產物，有抗真菌、抗病毒、細胞毒活性、免疫調節等廣泛的藥理活性［1］。近年來對海參皂苷的研究逐漸增多，海參皂苷的多種藥理學作用得到證實［2］。目前，國內外關于皂苷降血壓的研究主要集中于植物來源的皂苷，如陳明等［3］對SHR大鼠灌胃低、中高濃度的無患子皂苷，發現中、高濃度皂苷具有持續降壓效果；陸益紅等［4］發現人參總皂苷灌胃SHR大鼠能產生稍遜于相同劑量卡托普利的降壓效果；Turova等［5］報道靜脈注射高純度人參皂苷能夠降低家兔血壓。海參皂苷結構明顯不同于人參等植物源性皂苷，而關于海參皂苷的報道鮮有。

高血壓是一種常見的心血管系統疾病。目前我國高血壓患病人數已超過1億，并以每年500萬人的速度增加。體重超重、膳食高鹽、中度以上飲酒是高血壓病發病的三大危險因素［6］。其中，絕大多數為原因不明的原發性高血壓，體重超重和肥胖作為原發性高血壓的第一危險因素，日益引起人們的關注。

目前，人們已在動物身上建立了多種動物高血壓模型，常用的模型一般有兩類，一類是通過對腎臟進行手術，造成腎源性高血壓；另一類是自發性SHR大鼠，其更接近于家族性高血壓的人群。本實驗中采用的db／db小鼠是一類瘦素受體突變的自發性肥胖小鼠，食欲旺盛、極度肥胖［7］，且伴隨肥胖血壓升高，其特征更接近于肥胖的高血壓人群。本實驗通過觀察海參皂苷對db／db小鼠血壓的影響，初步探討海參皂苷對肥胖小鼠的降壓機制，為其作為海洋藥物原料提供科學依據。

1　材料與方法

1．1材料、試劑與儀器 海參皂苷以菲律賓刺參為原料，按照董平等［8］的方法制備，其純度經HPLC法測定達91%。

C57BL／KsJ（db／db）小鼠合計24只，SPF級，♂，體質量20～25 g；C57BL／KsJ作為正常對照，共5只，SPF級，♂，體質量15～20 g，購自南京青紫蘭科技有限公司。

小動物無創血壓測定系統，CODA 2-Channels型，美國Kent Scientific公司；Ultra Trurrax T18 Basic型高速勻漿機，德國Ika公司；iQ5型Realtime PCR儀，美國Bio-Rad公司。

1．2方法

1．2．1動物分組及飼料配制 24只C57BL／KsJ （db／db）小鼠經適應性喂養1周后，按體質量隨機分為模型組、海參皂苷低劑量組和海參皂苷高劑量組，每組8只；并以5只C57BL／KsJ作為正常對照組。其中，對照組和模型組均喂食基礎飼料，海參皂苷低、高劑量組在基礎飼料的基礎上分別添加0.2 g ·kg－1的海參皂苷和0.4 g·kg－1的海參皂苷。各組飼料具體成分如Tab 1所示。

Tab 1 Compositions of experimental diets

1．2．2動物實驗 動物放入鋼絲籠內單只飼喂，室溫（23±2）℃，12∶12 h明暗交替，自由攝食和飲水，連續喂養6周。分別于第3周和第6周進行血壓測定。末次喂食后，禁食不禁水10 h，眼球取血處死，取腎臟于－80℃保存，用于提取RNA。

1．2．3血壓測定 參照小動物無創血壓儀說明書，使用尾袖套法無創血壓系統測量小鼠尾動脈血壓，測定前1周，每日使小鼠進入套筒適應15 min，模擬測試3 min，實際測定時于測定前5 min進入套筒，適應后連續測定，取5次成功測定值的平均值為其實際血壓值。

1．2．4腎臟相關基因mRNA表達量的測定 使用TRIzol法提取腎臟組織總RNA，依照M-MLV說明書進行逆轉錄步驟得到cDNA，并參照SYBR Green I Master Mix說明書進行RT-qPCR，檢測各目的基因mRNA表達量。PCR擴增程序為：95℃預變性10 min；95℃變性15 s，57℃退火20 s，72℃延伸30 s，重復45個循環。目的基因mRNA表達量以18s為內參進行校正。實驗中使用引物序列如Tab 2所示。

Tab 2 Primer sequences of RT-qPCR amplification

2　結果

2．1海參皂苷對小鼠生長指標的影響 由Tab 3可以看出，與正常組相比，模型組小鼠在飼養前后體重明顯大于正常組，這也是C57BL／KsJ（db／db）小鼠的典型特征。在日平均攝入能量相近的情況下，海參皂苷低、高劑量組小鼠體重增加均受到抑制。而由Fig 1可知，模型組與海參皂苷組小鼠的身體各部分脂肪重量較正常組小鼠均明顯升高（P＜0.01）；與模型組相比，身體各部分脂肪重量海參皂苷組均明顯下降，其中，海參皂苷高劑量組腎周脂肪、皮下脂肪、生殖腺周圍脂肪、腸系膜脂肪的重量分別下降0.21（P＜0.05）、0.25（P＜0.01）、0.28（P ＜0.01）和0.46（P＜0.01）。說明皂苷有抑制體重增長和抑制體脂肪蓄積的效果。

Tab 3 Effects of sea cucumber saponin on the growth of mice（±s，n＝8）

Tab 3 Effects of sea cucumber saponin on the growth of mice（±s，n＝8）

**P＜0.01 vs model

Group　Food intake／g·d－1Body weight gain／g Normal　2．45±0．43　6．6±0．4 Model　2．93±0．79　13．7±0．3 SSC 0．2 g·kg－1　3．09±1．24　10．4±0．1**SSC 0．4 g·kg－1　2．93±0．98　10．6±0．2**

Fig 1 Effects of sea cucumber saponin on adipose tissue weight in mice（n＝8）

2．2海參皂苷對小鼠血壓的影響 Fig 2、3分別為小鼠血壓第3周和第6周的測量值。由Fig 2所示，第3周時模型組、海參皂苷組血壓水平較正常組均明顯升高（P＜0.01），海參皂苷組與模型組相比，血壓有降低趨勢，但兩者差異無統計學意義。Fig 3示第6周數據中可以看出，與正常組相比，模型組的舒張壓和收縮壓水平均升高（P＜0.01），分別升高了0.22和0.19。相較于模型組，海參皂苷低劑量組的收縮壓降低0.09（P＜0.05），高劑量組的血壓降低更為明顯，特別是收縮壓降低0.15（P＜0.01），更接近于正常組。

Fig 2 Effects of sea cucumber saponin on blood pressures in mice（n＝8）

2．3海參皂苷對小鼠腎臟基因mRNA表達量的影響

2．3．1海參皂苷對小鼠腎臟ACE和ACE2 mRNA表達量的影響 ACE是腎素－血管緊張素系統（RAS）的重要組件，是上皮細胞和內皮細胞表面的膜結合蛋白。ACE2即血管緊張素轉化酶2，其與ACE表達失衡導致RAS系統過度激活，是高血壓形成與發展的重要原因。對腎臟中ACE和ACE2 mR-NA表達量進行測定，結果如Fig 4所示。與正常組相比，模型組ACE mRNA表達量略有降低，海參皂苷低劑量組和高劑量組均有所上升，但差異均無統計學意義。海參皂苷低劑量組和高劑量組ACE2 mRNA表達量較模型組明顯上升（P＜0.05），海參皂苷高劑量組較低劑量組略高，但兩者差異無統計學意義。

Fig 3 Effects of sea cucumber saponin on blood pressures in mice（n＝8）

Fig 4 Effects of sea cucumber saponin on nephritic ACE and ACE2 level in mice（n＝8）

2．3．2海參皂苷對腎臟基因REN mRNA表達量的影響 對腎臟基因REN mRNA表達量的測定結果如Fig 5所示，與對照組相比，模型組REN mRNA表達水平有升高趨勢；與模型組相比，海參皂苷低劑量組REN mRNA表達量較模型組有所升高，且高劑量組升高幅度較低劑量組小，但差異均無統計學意義。

Fig 5 Effects of sea cucumber saponin on nephritic REN level in mice（n＝8）

3　討論

近年來，人們生活水平日益提高，超重、肥胖人口日益增多，成為高血壓發病的重要因素之一。已有研究顯示，肥胖者與正常體重者相比，患高血壓的可能性增加7倍［9］，而大量實驗與臨床研究表明，高血壓常伴有胰島素抵抗、高胰島素血癥、糖代謝和脂肪代謝異常等，并引起冠心病、心力衰竭、腎功能不全等并發癥［10］，導致人體全身臟器的損害，嚴重影響人的身體健康，甚至危及人們的生命。通過飲食預防和控制高血壓，特別是針對臨界高血壓（邊緣型高血壓）的干預尤為重要。近年來，已有報道表明食物中的皂苷類具有降血壓功效，卞海等［11］等研究表明，無患子皂苷可降低原發性高血壓大鼠的血壓；武聰等［12］研究表明，對于兩腎兩夾法造高血壓大鼠模型，人參皂苷的降壓效果明顯，并適當改善模型組大鼠心臟、腎臟等的形態學損傷程度；而關于海參皂苷的降壓功效研究鮮有報道。本實驗選取伴隨肥胖而血壓升高的C57BL／KsJ（db／db）小鼠，與其他高血壓模型小鼠相比，屬于臨界高血壓模型，其模型特點與因肥胖造成的邊緣型高血壓人群更為接近。

通過對小鼠的血壓進行檢測，可發現模型組小鼠血壓明顯高于正常對照組，即伴隨著肥胖的血壓升高。而海參皂苷高劑量組血壓與模型組相比明顯降低，說明海參皂苷具有較為明顯的降血壓作用。

RAS是心血管功能調節的重要系統，ACE、ACE2和REN均為RAS系統中的成員。肝臟合成的前體蛋白血管緊張素原（AGT）可在腎素（REN）的作用下轉變為無活性的血管緊張素I（Ang I）。ACE全身性表達，作為一種升壓酶在RAS中發揮作用，將血管緊張素I（Ang I）轉化形成血管緊張素Ⅱ（AngⅡ），并且降解具有血管舒張性的Ang（1-7）。ACE2主要在心臟、腎臟及睪丸中表達，最明顯的功能為降解AngⅡ形成Ang（1-7），起到舒緩血壓的作用［13］。ACE2的缺失會促進高血壓病情發展并減弱降壓藥ACE抑制劑的降壓效果［14］。因此，關于RAS的新觀點認為其具有使血管收縮和血管舒張的雙重功能，而功能的實現從根本上取決于ACE-ACE2的平衡［15］。本實驗對小鼠腎臟REN、ACE、ACE2的mRNA表達量的測定結果顯示，海參皂苷可明顯上調ACE2的表達量，使得ACE／ACE2比值降低，這可能是其發揮降血壓作用的機制之一。有研究發現給予Ang（1-7）對血壓有不利影響，過量Ang（1-7）的存在可能造成ACE-ACE2的失衡，進而利于AngⅡ的積累［16］，說明ACE2表達量的升高，以及活性的增加比添加ACE2的產物更利于高血壓疾病的治療［17］。

本實驗結果顯示，在攝入能量相近的情況下，海參皂苷組（低劑量組和高劑量組）體重以及身體各部分脂肪重量均低于模型組小鼠。已有研究表明，海參皂苷能夠抑制高脂肪飲食誘導的肥胖［18］，本實驗結果進一步證明海參皂苷對遺傳性肥胖也有效。

此外，肥胖體脂肪組織增多，脂肪組織作為一種重要的內分泌組織分泌脂肪細胞因子，而瘦素等被認為在伴隨肥胖的高血壓中起中介作用［19］；同時，脂肪組織是體內AngⅡ的重要補充來源，而AngⅡ也可促進機體前脂肪細胞分化和脂肪細胞增殖，誘導脂肪組織形成，形成惡性循環［20］，促使血壓升高。因此，海參皂苷也可能通過改變脂肪組織分泌的升壓性細胞因子而抑制肥胖小鼠血壓升高。

綜上所述，本實驗證實了海參皂苷具有明顯抑制肥胖體脂肪蓄積，以及改善肥胖進程中的血壓升高的作用，其機制與RAS的調節作用有關。而海參皂苷是對RAS中基因直接作用還是通過影響脂肪組織進一步影響RAS以發揮降壓作用，需后續研究進一步驗證。

（致謝：本實驗于中國海洋大學食品學院人類健康實驗室完成，感謝實驗室所提供的幫助與支持。）

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Effects of sea cucumber saponin on blood pressure in obese mice

ZHANG Ling-yu，SONG Shan-shan，XU Jie，DONG Ping，XUE Chang-hu，WANG Yu-ming
（College of Food Science and Engineering，Ocean University of China，Qingdao Shandong 266003，China）

Abstract：Aim To investigate the effects of saponin of sea cucumber（SSC）on the blood pressure in obese mice．Methods C57BL／KsJ（db／db）mice were ran-domized into 3 groups（8 mice each）：model group，low-dose SSC group and high-dose SSC group．Normal C57BL／KsJ mice were used as control．The low and high SSC groups were fed on basal diets incorporated with 0.02%and 0.04%SSC．Different treatments were administered for 6 weeks and arterial pressure was measured in the third and sixth weeks．The abundance of renal ACE，ACE2 and REN mRNA was detected by real time PCR．Results Compared with controlbook=1174,ebook=143group，the blood pressure of model group mice was ob-viously raised（P＜0.01）．Low-dose SSC group mice showed lower blood pressure than model group without statistically significant differences，and the blood pres-sure of high-dose SSC group mice was similar to that of control group and significantly lower than model group．（P＜0.05）There were no remarkable differences a-bout ACE and REN mRNA among the groups，howev- er，ACE2 mRNA level was significantly increased in high-dose SSC group．Conclusion SSC plays a vital role in decreasing blood pressure，which probably re-lates to the regulating function of renin-angiotensin sys-tem（RAS）．

Key words：sea cucumber；saponin；obesity；hyperten-sion；RAS；ACE；ACE2

作者簡介：張鈴玉（1991－），女，碩士生，研究方向：海洋生物活性物質，E-maill：lyuzhang2010＠hotmail．com；王玉明（1973－），男，博士，教授，博士生導師，研究方向：食品活性成分功效，通訊作者，E-mail：wangyuming＠ouc．edu．cn

基金項目：國家自然科學基金資助項目（No U1406402）；教育部“新世紀優秀人才支持計劃”（No NCET-13-0534）；＂泰山學者＂建設工程專項經費

收稿日期：2015－04－18，修回日期：2015－05－25

文獻標志碼：A

文章編號：1001－1978（2015）08－1169－06

doi：10．3969／j．issn．1001－1978．2015．08．028