自2000年以来,老龄化已成为中国的主要公共卫生问题,预计到2050年老龄人口将占总人口的35%[1]。通过改善饮食来探索延缓衰老的方法,从而提高老龄化人口的寿命和生活质量逐渐成为研究热点。
PB3002-N电子天平,梅特勒托利多公司;DWSMultiskanGO多功能酶标仪,赛默飞公司;PannormicMIDI数字切片扫描仪,3DHISTCH公司;SCIENTZ-48高通量组织研磨器,宁波新芝生物科技股份有限公司;抓力仪,济南益延科技有限公司;QuantumGXMicro-CT,珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司。
环保型GD固定液,赛维尔生物科技有限公司;血清P物质(substanceP,SP)、胃泌素(gastrin,GAS)、胃动素(motilin,MTL)、血管活性肠肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP)、生长抑素(somatostatin,SS)ELISA试剂盒,南京森贝伽生物科技有限公司;乳清蛋白、大豆蛋白,上海创赛有限公司;饲料配方见表1,由江苏省协同医药生物工程有限责任公司提供。
表1不同饲料中主要营养元素和供能比单位:%
Table1Mainnutrientelementsandenergysupplyratioindifferentfeeds
注:-表示无
动物实验方案及实验操作均由江南大学动物伦理委员会批准(JN.No20200430c0500220[17])。本实验将18只C57BL/6J小鼠[雌性,17月龄,体重30g左右,SPF级,斯贝福(北京)生物技术有限公司]饲养在江南大学动物实验中心的屏障内(无特定病原体,20~26℃,40%~70%湿度,12h明暗循环)。
适应1周后,将小鼠随机分为3组(n=6),饲喂供能比相同的混合蛋白或单一蛋白饲料24周,饲料按美国AIN-93M标准添加其他营养元素,所有饲料的热量和脂肪水平相同,详细分组见表2。
表2实验分组情况Table2Experimentalgroups
处死小鼠前,参考FERIDOONI等[10]的方法略作修改,对每只衰老小鼠的脆弱程度进行评分,共包括对27个变量的评估(表3)。根据这些变量计算虚弱指数(frailtyindex,FI)分数:对于每个参数,0分代表无缺陷,0.5分代表轻度缺陷,1分代表严重缺陷。
表3C57BL/6J小鼠衰老的临床体征Table3ClinicalsignsinagingC57BL/6Jmice
注:将27个参数中每个参数的得分相加,再除以测量的参数总数,得出每只动物的FI分数在0~1
处死小鼠前,参考SELDEEN等[11]的方法进行小鼠抓力测试,使用抓力仪重复5次实验并记录最大值。
取小鼠右小腿腓肠肌、比目鱼肌和胫骨前肌称重。取其中的胫骨前肌固定在环保型GD固定液中,石蜡包埋,5μm厚切片,苏木精伊红(hematoxylineosin,HE)染色。使用病理切片扫描仪观察染色切片,随机采集图像。
同时取小鼠右大腿股骨固定在4%多聚甲醛溶液中,骨显微成像(micro-CT)前取出,用生理盐水冲洗3遍,同时测量骨密度。
小肠推进率实验采用LEE等[14]的方法,稍作修改。给每只小鼠灌胃墨汁0.2mL,20min后处死小鼠。解剖取出小肠,测量墨汁推进的长度和整个小肠的长度,计算小肠推进率。
血清中的SP,GAS,MTL,VIP,SS利用ELISA试剂盒进行测定。
本文中数据统计学分析采用LSD和Duncan′s多变量检验对各组平均值的差异进行了分析。
为监测小鼠衰老过程中的基本健康状况,每周采集体重和摄食量的数据。随着年龄增大,每组小鼠体重都有不同程度的降低,其中大豆蛋白组降低幅度较小(图1-a)。从每周食物摄入情况来看,混合蛋白组小鼠摄食量相对高,乳清蛋白组次之,大豆蛋白组最小(图1-b)。小鼠的衰老程度通过脆弱指数进行表征,得分越高代表虚弱程度越高,机体衰老情况越严重。3组中大豆蛋白组得分最低,混合蛋白组最高(图1-c),因此,大豆蛋白组小鼠的衰老程度最低。
蛋白质含量的高低会影响肠道蠕动速度,高蛋白饮食减慢了肠道运输功能[25],但不同种类蛋白质或氨基酸对肠道运输功能的影响未知。本研究中的饲料蛋白质含量正常,不同组别之间的蛋白质仅氨基酸组成有差异,且大豆蛋白和乳清蛋白均易于吸收,因此,这可能是3组蛋白饮食对小鼠肠道转运功能影响无显著性差异的原因。
表4血清中胃肠调节肽的变化单位:ng/L
Table4Alterationsofregulatorypeptidesofthegutinserum
注:实验结果以“均值±标准偏差”表示;同一列中注不同字母的组别表示具有显著性差异(P<0.05),标注相同字母及未标注字母的组别之间不具备显著性差异(P>0.05)