重組油酸對高脂小鼠血脂代謝的影響

王子豪，趙麗瑩，孟 鑫

(錦州醫科大學食品科學與工程學院，遼寧 錦州 121000)

隨著日常飲食水平的提高，人類患高脂血癥的概率也愈發增高[1]。高脂血癥會引發一系列危害人類健康生活的疾病，例如冠心病、高血壓、動脈粥樣硬化等[2]。據統計，在世界范圍內約有40%的致死病和這類疾病有關，是嚴重威脅人類健康的殺手[3]。研究表明，食用富含單不飽和脂肪酸的食物，能夠降低高脂血癥患者的血脂含量[4]。研究單不飽和脂肪酸對血脂代謝的影響，通過控制飲食中脂肪酸的比值，使人體血脂含量保持較低的水平具有十分重要的意義[5-8]。油酸屬于一類化學性質穩定的單不飽和脂肪酸[9]，課題組前期已經構建了產油酸的重組大腸桿菌，然而重組油酸對于血脂代謝的影響還處于探索階段。為此，本實驗以重組油酸飼喂高脂血癥模型小鼠，通過血清指標檢測，考察重組油酸對小鼠血脂代謝的影響，以期開發一種優質單不飽和脂肪酸資源，進一步為改善和研發人類健康膳食奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

5周左右，體重為23～26 g的雄性昆明小鼠(SPF級)25只，購于錦州醫科大學動物實驗中心，飼養在溫度控制為20～22℃，通風、光照的鼠房中。

血清指標檢測試劑盒(TC、TG、LDL-C、HDL-C檢測試劑盒)，均購自南京建成生物科技有限公司；IPTG、M9基本培養基購于上海美迪西生物醫藥公司；血糖儀購于通化海恩達高科技股份有限公司；甲醇、氯仿購于北京全式金生物有限公司；蛋黃粉、膽固醇、膽酸鈉、豬油購于恒盛化工有限公司；基礎飼料購買于錦州醫科大學；高脂飼料由70%基礎飼料15%豬油、8%蛋黃粉、5%膽固醇和2%膽酸鈉組成；重組菌CYJ1為實驗室前期構建。

1.2 實驗儀器

SJ-CJ-1FD超凈工作臺、PLATILAB340(STD)低溫冰箱，上海安亭科學儀器廠；TG16A高速離心機、WD2098B酶標儀、UV系列分光光度計，常州市科學儀器有限公司；TS-100B恒溫搖床，常州中北儀器有限公司；LK系列電子天平，朗科電子儀器有限公司。

1.3 重組菌的培養

采用M9基本培養基搖瓶發酵培養重組大腸桿菌CYJ1，在37℃溫度下，振蕩培養6～8 h后，用分光光度計測得OD600約為0.4，然后加入異丙基-β-D-硫代半乳糖(IPTG)直至終濃度為0.1 mM，誘導重組菌內目的基因fabA、fabB的表達。利用氯仿-甲醇(2∶1)抽提法，離心收集提取大腸桿菌細胞內的總脂后，經GC-MS檢測，油酸約占總脂肪酸含量的40%～60%，用來灌胃小鼠。

1.4 實驗動物的設計

25只昆明小鼠(SPF級)飼養在光照、通風，溫度為20℃左右的環境中，隨機分為5組，每組5只：(空白對照組、高脂模型組、低劑量油酸組、中劑量油酸組、高劑量油酸組)。飼喂基礎飼料1周后，空白對照組：喂養基礎飼料+每天灌胃5 g/kg蒸餾水；高脂模型組：喂養高脂飼料+每天灌胃5 g/kg豬油；低劑量油酸組：喂養高脂飼料+每天灌胃2.5 g/kg油酸；中劑量油酸組：喂養高脂飼料+每天灌胃5 g/kg油酸；高劑量油酸組：喂養高脂飼料+每天灌胃10 g/kg油酸。各組小鼠自由飲食飲水直至灌胃結束。

1.5 測定方法

1.5.1小鼠糞便和外形的觀察

每天觀察各組小鼠的毛發狀況，并觀察每組小鼠所產生糞便的形狀。

1.5.2體重的稱量

在實驗前后分別稱量各組小鼠體重，記下數據。

1.5.3血清指標

飼喂35 d后所有小鼠禁食不禁水12 h斷剪尾部取血，用血糖儀測定空腹血糖值(FBG)的大小。隨后摘眼球取血放入裝有抗凝劑的EP管中靜置一段時間，以3 000 r/min離心15 min，收集小鼠血清并參照試劑盒上的方法檢測其中TC、TG、LDL-C、HDL-C各指標。

1.5.4肝臟指標

1.5.5數據處理

2 結果與分析

2.1 油酸對小鼠毛發和糞便的影響

空白組小鼠毛發柔順，糞便干硬較小，結構比較完整；其他組小鼠毛發比較直立、出油，糞便較粗、軟且稀。其中高脂模型組小鼠毛發出油率最明顯。說明油酸對于高脂飼料攝入引起的毛發出油有輕微的抑制作用。但是從外觀上無法確認哪種劑量的油酸作用最顯著。

2.2 油酸對小鼠體重變化的影響

由表1可知，在實驗前，每組小鼠體重沒有明顯的差異(P>0.05)，說明選購的各小鼠生活良好，無不良反應。各組小鼠在實驗前后的體重變化表明，高脂模型組>高劑量油酸組>中劑量油酸組>低劑量油酸組>空白對照組，其中高脂模型組小鼠體重變化相較于空白對照組，均有顯著性差異(P<0.05)，油酸組小鼠的體重變化與高脂模型組相比，均有顯著性降低(P<0.05)。分析其原因有兩點，一是油酸在一定程度上能夠降低由于高脂飲食而導致的體重增加；二是由于每天對小鼠灌胃油酸可能對小鼠正常飲食產生了抑制的作用。然而，高劑量油酸組體重變化明顯高于其他兩個劑量組，說明油酸攝入過多并不利于體重的減少。

表1 實驗前后小鼠體重的變化

2.3 油酸對小鼠的FBG的影響

由圖1可知，與空白組小鼠相比，其他4組小鼠FBG含量都有顯著上升(P<0.05)；與高脂組相比，油酸組FBG含量均有所下降，其中，高劑量油酸組下降最明顯。說明重組油酸可能通過干預小鼠飲食或其他途徑降低由于高脂飲食而引起的血糖升高。

圖1 小鼠的FBG含量

2.4 油酸對小鼠血清中血脂的影響

由表2可知，高脂模型組相較于空白對照組，小鼠血清中TC、TG、LDL-C含量均有明顯升高，而HDL-C明顯下降(P<0.05)，表明高脂血癥模型建立成功。油酸組相較于高脂模型組，小鼠血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C含量均有顯著性差異(P<0.05)，說明油酸可以改變由于飲食而引起的血清指標。其中，中劑量油酸組小鼠較高脂組，血清中TC、TG、LDL-C含量較高脂組均顯著性降低，HDL-C顯著性升高(P<0.05)；低劑量油酸組TG、LDL-C、HDL-C沒有明顯差異(P>0.05)，高劑量油酸組LDL-C、HDL-C無明顯差異(P>0.05)，所以，中劑量油酸組對高血脂癥作用效果最明顯。說明重組菌CYJ1提取的油酸，能夠改善血清中的各項指標，從而降低高脂血癥的發生。油酸作為一類單不飽和脂肪酸，其降血脂的機制可能是通過調節相關脂代謝基因(如PPAR、HMG-COA)從而抑制膽固醇的合成，也可能直接作用于肝細胞，抑制肝細胞合成脂質。關于油酸降血脂的機制還處于發展階段，需要進一步從分子水平或細胞水平上準確解析出降血脂的機制。

表2 油酸對小鼠血脂水平的影響

2.5 油酸對小鼠肝臟指標的影響

由表3可知，與空白對照組相比較，其它幾組的肝臟體積比均有顯著性增加，說明長期攝入高脂飼料會使肝臟脂肪沉積導致肝臟體重增加。與高脂模型組相比，中劑量和高劑量油酸組的肝臟體積比顯著降低，說明適量的油酸會減少脂肪肝的沉積，從而降低高脂血癥的發生。

表3 油酸對小鼠肝臟體積比的變化

3 討論

由此可見，重組菌CYJ1誘導產生的油酸能夠有效降低小鼠血脂血糖水平，改善由于飲食而導致的高脂血癥和肥胖，對高脂血癥和動脈硬化具有較好的預防作用。因此，可以作為一種優質的油酸來源，添加到食品工業或飼料工業中，作為改善由于飲食而引起的高脂血癥的功能性食品或輔料，具有重要的科學價值和前景。

4 結論

高脂血癥是由于血清中甘油三酯和膽固醇等指標的升高，從而引發的血脂異常疾病[10]。本研究通過對重組大腸桿菌誘導，產生油酸，然后對小鼠喂食高脂飲食建立高脂模型。建模成功后，對小鼠分組并利用重組菌產生的油酸灌胃進行飲食干預。經對比發現相較于高脂模型組，油酸組小鼠的體重顯著性降低，且油酸能明顯降低小鼠血清中TC、TG、LDL-C含量，以及血糖水平和肝臟體積比，增加HDL-C含量，其中中劑量油酸組(5 g/kg)效果最明顯。