（1.吉林医药学院公共卫生学院，吉林吉林132000；2.吉林医药学院慢病防治科研实验中心，吉林吉林132000）
摘要：为评估紫苏籽多糖对高脂饮食（high-fatdiet，HF）导致的小鼠脂代谢异常和氧化应激的改善作用。选取150只健康的昆明小鼠，随机分为对照组、高脂日粮组、低剂量紫苏籽多糖组、中剂量紫苏籽多糖组和高剂量紫苏籽多糖组，试验共8周。结果表明：试验结束后，高脂日粮组小鼠体质量显著高于对照组小鼠。日粮中紫苏籽多糖的添加显著降低了HF饮食小鼠肝脏指数以及血清中谷草转氨酶和谷丙转氨酶、甘油三酯（triglyceride，TG）、总胆固醇（totalcholesterol，TC）、低密度脂蛋白和血糖水平，以及显著提高了小鼠血清中高密度脂蛋白水平。此外，紫苏籽多糖的添加也显著降低了小鼠肝脏中TC和TG的含量，提高了肝脏和肠道中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，肝脏和肠道中丙二醛水平也显著降低。mRNA和蛋白免疫印记结果表明紫苏籽多糖显著降低了HF饮食小鼠肝脏脂肪酸合成酶的mRNA和蛋白表达水平，显著提高了肉碱棕榈酰转移酶和脂肪组织甘油三酯水解酶的mRNA和蛋白表达水平。综上所述，紫苏籽多糖缓解了HF饮食导致的小鼠氧化应激和脂代谢异常。
关键词：紫苏籽多糖；高脂饮食；抗氧化；脂代谢；小鼠
世界卫生组织最新报告指出，全球超过13%的成年人患有肥胖症；到2030年，全球估计有30%的成年人肥胖[1]。肥胖不仅是形象问题，它已经被定义为一种慢性疾病，其会导致个体易患多种疾病，例如非酒精性脂肪性肝病、血脂异常、高血压等[2-4]。目前，通过生活方式干预和药物治疗是减肥的常见选择，但生活方式干预易受其他因素干扰而导致效果一般，而药物治疗则有不可避免的副作用。因此，近年来人们致力于开发更有效的抗肥胖生物活性物质。
紫苏籽：亳州市康本堂药业有限公司；200只3周龄SPF级雄性昆明种健康小鼠（体质量10g～12g）：吉林省实验动物中心。紫苏籽多糖（Perillafrutescensseedspolysaccharide，PFSP）由长春大学食品科学与工程学院自制（紫苏籽粕中紫苏籽多糖得率为6.85%，纯度＞94%）。
目的基因上下游引物：生工生物工程（上海）有限公司；植物BCA蛋白试剂盒：上海酶联生物科技有限公司；RNA提取试剂盒、SYBRGreenRT-PCR试剂盒：宝生物工程（大连）有限公司；生化指标、氧化还原指标等测定使用的试剂盒：南京建成生物工程研究所，测定过程按照相应试剂盒说明书进行操作。
BLHH-6N数显电热恒温水浴锅：上海森信仪器有限公司；Uvmini-1240紫外可见分光光度计：日本岛津公司；TS-2脱色摇床：海门市其林贝尔仪器制造有限公司；TGL-21高速冷冻离心机：长春市智能仪器设备有限公司；ABILife7500荧光定量PCR仪：长春市一向科技有限公司。
1.3.1试验设计与饲养管理
首先将SPF级雄性昆明种健康小鼠放置在温度为20℃～24℃和相对湿度为55%～65%饲养室内，循环光照12h。经1周适应性饲养后，将150只小鼠随机分为对照组（controlgroup，CK组）、高脂日粮组（high-fatdietgroup，HF组）、低剂量紫苏籽多糖组（low-dosePerillafrutescensseedspolysaccharidegroup，L-PFSP组）、中剂量紫苏籽多糖组（middle-dosePerillafrutescenspolysaccharidegroup，M-PFSP组）和高剂量紫苏籽多糖组（high-dosePerillafrutescensseedspolysaccharidegroup，H-PFSP组）（n=30）。在8周试验期间，CK组饲喂普通日粮，而其他组饲喂高脂饮食。L-PFSP组、M-PFSP组和H-PFSP组分别口服紫苏籽多糖50、100mg/（kg·d）和200mg/（kg·d）。每周记录小鼠的体质量和采食量。
1.3.2样品采集
在第8周时，各组小鼠处死前12h禁食不禁水。各组小鼠按2.0g/kg体质量注射氨基甲酸乙酯进行麻醉，眼眶静脉窦取血至抗凝管中，并测定小鼠空腹血糖；抗凝管中的血液样品（4℃，3000r/min，离心15min），取血浆于-20℃保存。随后断颈处死小鼠，收集小鼠肝脏和肠道组织用于后续试验。本研究中的所有实验方案均经吉林医药学院实验动物福利伦理审查委员会批准。
1.3.3指标测定
1.3.3.1小鼠肝脏指数的测定
在处死小鼠之前对每只小鼠进行称重并记录体质量，处死小鼠后取出肝脏进行称重并计算肝脏指数。计算公式：肝脏指数=肝脏质量（g）/体质量（g）×100。
1.3.3.2血清生化指标的测定
小鼠血清中总胆固醇（totalcholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白（lowdensitylipoprotein，LDL-C）、高密度脂蛋白（high-densitylipoprotein，HDL-C）、谷草转氨酶（aspartateaminotransferase，AST）、谷丙转氨酶（alanineaminotransferase，ALT）和血糖（bloodglucose，GLU）均使用试剂盒进行测定。
1.3.3.3肝脏中TC和TG的测定
小鼠肝脏中TC和TG的水平使用试剂盒进行检测。取小鼠肝脏组织，按照试剂盒说明书将肝脏匀浆离心以获得上清液（3500r/min，15min，4℃），随后按照试剂盒说明书操作步骤进行检测。
1.3.3.4肝脏和肠道氧化还原指标的测定
小鼠肝脏和肠道中超氧化物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathioneperoxidase，GSH-Px）、过氧化物酶（catalase，CAT）活性和丙二醛（malondialdehyde，MDA）水平使用试剂盒进行测定，具体操作步骤按照相应的说明书进行。
使用RNA提取试剂盒提取肝脏中总RNA并逆转录成cDNA。以β-actin为内参基因，设计和合成目的基因上下游引物。使用试剂盒进行相对基因表达量的测定。使用2-ΔΔCt方法计算目标基因mRNA的相对表达量。各基因引物序列如表1。
表1引物信息Table1PrimerInformation
基因名称基因描述引物因序列（5'-3'）β-actin内参基因F：ACGTCGACATCCGCAAAGACCTCR：TGATCTCCTTCTGCATCCGGTCAFAS（fattyacidsynthetase）脂肪酸合成酶F：GCTTGCTGGCTCACAGTTAAGR：AGGTTGGTGTACCCCCATTCCPT-1（carnitinepalmitoyltransferaseI）肉碱棕榈酰转移酶F：GGACTCCGCTCGCTCATTR：GAGATCGATGCCATCAGGGGATGL（adiposetriglyceridelipase）脂肪组织甘油三酯水解酶F：TCACCAACACCAGCATCCAR：GCACATCTCTCGAAGCACCA
将小鼠处死后立即收取肝脏组织，并切成等重的样品，放入含有蛋白酶抑制剂的裂解缓冲液中。将肝脏组织裂解后，测定总蛋白浓度。然后，将蛋白质样品进行凝胶电泳并将蛋白转移至聚偏二氟乙烯膜（polyvinylidenefluoride，PVDF）上，将膜封闭，与一抗和二抗孵育，使用成像系统进行蛋白显影。利用QualityOne软件进行蛋白灰度值测定分析，蛋白相对表达水平用“目的蛋白灰度值/内参蛋白灰度值”表示。
所有实验数据以平均值±标准差表示，使用SPSS20.0对数据进行单因素方差分析（one-wayANOVA）。并采用Duncan检验进行多重比较。使用GraphPadPrism7.0制图。当P＜0.05表示差异显著。
试验期间小鼠的体重的数据如图1所示。
图1紫苏籽多糖对小鼠体重和采食量的影响Fig.1EffectsofPerillafrutescensseedpolysaccharidesonbodyweightandfeedintakeofmice
不同字母表示组间存在显著性差异，P＜0.05。
在试验结束时，CK组小鼠的平均体质量为（39.32±1.62）g，而HF组小鼠平均体质量为（49.70±1.71）g，HF组小鼠平均体质量明显高于CK组（P＜0.05）。L-PFSP组、M-PFSP组和H-PFSP组小鼠平均体质量分别为（46.47±1.57）g、（43.46±1.52）g和（42.94±1.33）g，紫苏籽多糖添加组小鼠平均体质量均明显低于HF组小鼠（P＜0.05）；并且M-PFSP组和H-PFSP组小鼠平均体质量显著低于L-PFSP组小鼠（P＜0.05）。采食量数据表明，试验小鼠的采食量为3.3g～6.2g。
紫苏籽多糖对小鼠肝脏指数和血清生化指标的影响见表2。
表2紫苏籽多糖对小鼠肝脏指数和血清生化指标的影响Table2EffectsofPerillafrutescensseedpolysaccharidesonliverindexandserumbiochemicalindexesinmice
注：同行数据肩标小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
指标肝脏指数TC/（mmol/L）TG/（mmol/L）LDL-C/（mmol/L）HDL-C/（mmol/L）ALT/（U/L）AST/（U/L）GLU/（mmol/L）CK组3.93±0.34c3.53±0.22c0.53±0.12c1.07±0.19c2.13±0.29c32.77±3.19c79.65±4.76c5.39±0.26cHF组5.84±0.29a5.69±0.24a1.23±0.13a1.97±0.15a1.33±0.10c53.85±4.39a104.79±5.11a7.27±0.35aL-PFSP组5.62±0.31a5.48±0.12a1.19±0.12a1.90±0.09ab1.34±0.13c52.28±2.89a101.87±3.98a6.97±0.28aM-PFSP组5.14±0.18b4.74±0.26b0.84±0.09b1.70±0.13b1.67±0.09b45.10±1.94b92.81±3.73b6.27±0.17bH-PFSP组4.74±0.30b4.66±0.16b0.81±0.11b1.60±0.18b1.70±0.16b43.35±2.08b89.51±4.26b6.18±0.25b
由表2可知，与CK组相比，饲喂高脂日粮的小鼠肝脏指数以及血清中TC、TG、LDL-C、ALT、AST和GLU水平显著升高（P＜0.05），而HDL-C水平显著降低（P＜0.05）。与HF组相比，M-PFSP组和H-PFSP组小鼠肝脏指数以及血清中TC、TG、LDL-C、ALT、AST和GLU水平显著降低（P＜0.05），而HDL-C水平显著升高（P＜0.05）。而L-PFSP组小鼠的肝脏指数以及血清生化指标与HF组之间差异不显著（P＞0.05）。
紫苏籽多糖对小鼠肝脏中TC和TG水平的影响见图2。
图2紫苏籽多糖对小鼠肝脏中TC和TG水平的影响Fig.2TheeffectofPerillafrutescensseedpolysaccharideonthelevelsofTCandTGintheliverofmice
不同小写字母表示差异显著，P＜0.05。
由图2可知，与CK组相比，HF组小鼠肝脏中TC和TG水平显著升高（P＜0.05）。与HF组相比，H-PFSP组小鼠肝脏TC和TG水平显著降低（P＜0.05）；而L-PFSP组和M-PFSP组小鼠肝脏中TC和TG水平与HF组之间差异不显著（P＞0.05）。
紫苏籽多糖对小鼠肝脏和肠道抗氧化功能的影响见表3。
表3紫苏籽多糖对小鼠肝脏和肠道抗氧化功能的影响Table3TheeffectofPerillafrutescensseedpolysaccharideontheantioxidantfunctionofliverandintestineinmice
肝脏GSH-Px活性/（U/mgprot）CK组318.24±24.44a186.52±15.81a0.43±0.09c88.15±7.38a31.76±4.68a3.89±0.47c198.28±12.13aHF组181.82±17.76c100.79±10.32c0.95±0.07a42.77±4.67c13.55±2.84c8.21±0.79a105.50±6.97dL-PFSP组232.63±19.69b120.62±11.21c0.87±0.06a48.87±7.86c16.31±2.01c7.46±0.52a135.12±13.35cM-PFSP组288.50±25.76a156.43±12.90b0.66±0.08b71.41±9.16b22.07±2.96b5.66±0.49b163.05±12.13bH-PFSP组297.45±21.26a170.51±21.04ab0.62±0.09b73.12±8.76b24.86±3.14b5.23±0.44b169.89±10.97b指标肠道SOD活性/（U/mgprot）CAT活性/（U/mgprot）MDA含量/（nmol/mgprot）GSH-Px活性/（U/mgprot）575.23±23.06a312.61±23.95d376.01±23.22c479.63±30.60b533.81±22.11aSOD活性/（U/mgprot）CAT活性/（U/mgprot）MDA含量/（nmol/mgprot）
由表3可知，与CK组相比，HF饮食显著降低了小鼠肝脏和肠道中SOD、CAT和GSH-Px抗氧化酶的活性（P＜0.05），显著提高了MDA水平（P＜0.05）。与HF组相比，日粮中PFSP的添加（M-PFSP组和H-PFSP组）显著提高了小鼠肝脏和肠道中SOD、CAT和GSHPx的活性，显著降低了MDA水平（P＜0.05）。此外，与HF组相比，L-PFSP组小鼠肝脏中GSH-Px活性和肠道中SOD和GSH-Px活性显著升高（P＜0.05）。
由图3可知，HF组小鼠肝脏中FASmRNA表达水平显著升高，CPT-1和ATGLmRNA表达水平显著降低（P＜0.05）。与HF组相比，紫苏籽多糖添加组（LPFSP组、M-PFSP组和H-PFSP组）小鼠肝脏中FASmRNA表达水平显著降低，CPT-1和ATGLmRNA表达水平显著升高（P＜0.05）。
由图4可知，与CK组相比，HF组小鼠肝脏中FAS蛋白表达量显著升高（P＜0.05），而CPT-1和ATGL蛋白表达水平显著降低（P＜0.05）。与HF组相比，日粮中添加紫苏籽多糖（M-PFSP组和H-PFSP组）显著降低了小鼠肝脏中FAS蛋白表达水平（P＜0.05），显著提高了CPT-1和ATGL蛋白表达水平（P＜0.05）。与HF组相比，L-PFSP组小鼠肝脏中FAS、CPT-1和ATGL蛋白表达无显著性差异（P＞0.05）。
日粮脂肪摄入已被证明是机体脂肪沉积的重要因素，但同时高脂肪日粮可增加哺乳动物的氧化应激反应[8]。近年来，从天然产物中提取的生物活性化合物包括多糖、多酚、萜类化合物和生物碱已被证实可有改善高脂饮食导致的肥胖以及氧化应激的发生[9-10]。在本研究中，PFSP的补充显著改善了饲喂HF的小鼠的体重。此外，饮食中PFSP补充减少了胆固醇的合成，促进了血清中脂质的消除，并阻止了代谢异常的发展，这对降低HF饮食引起的高脂血症风险具有有益作用。
参考文献：
[1]WorldHealthOrganization.ObesityandOverweight:ReportofWHOScientificGroup[R].Geneva:WHO,2022.
[2]KOPELMANPG.Obesityasamedicalproblem[J].Nature,2000,404(6778):635-643.
[3]FAZAKERLEYDJ,KRYCERJR,KEARNEYAL,etal.Muscleandadiposetissueinsulinresistance:Maladywithoutmechanism[J].JournalofLipidResearch,2019,60(10):1720-1732.
[4]MIAHP,MOHONASBS,RAHMANMM,etal.Supplementationofcuminseedpowderpreventsoxidativestress,hyperlipidemiaandnon-alcoholicfattyliverinhighfatdietfedrats[J].Biomedicine&Pharmacotherapy,2021,141:111908.
[5]李会珍,张雲龙,张红娇,等.紫苏籽营养及产品加工研究进展
[J].中国油脂,2021,46(9):120-124.LIHuizhen,ZHANGYunlong,ZHANGHongjiao,etal.ProgressonnutritionandproductprocessingofPerillaseed[J].ChinaOilsandFats,2021,46(9):120-124.
[6]单琴.油茶籽粕多糖的降血脂功效及其对肠道菌群的影响[D].合肥:合肥工业大学,2021.SHANQin.ThehypolipidemiceffectofCamelliaseedmealpolysaccharideanditsinfluenceonintestinalflora[D].Hefei:HefeiUniversityofTechnology,2021.
[7]刘子坤,尹贺,杨安皓,等.紫苏籽多糖分离纯化及抗肿瘤活性[J].食品科学:2022,4(11):1-13.LIUZikun,YINHe,YANGAnhao,etal.Isolation,purificationandantitumoractivityofpolysaccharidesfromperillaseeds[J].FoodScience:2022,4(11):1-13.
[8]MURSUJ,VOUTILAINENS,NURMIT,etal.DarkchocolateconsumptionincreasesHDLcholesterolconcentrationandchocolatefattyacidsmayinhibitlipidperoxidationinhealthyhumans[J].FreeRadicalBiologyandMedicine,2004,37(9):1351-1359.
[9]胡文兵,赵静,陈婷婷,等.青钱柳多糖对高脂血症小鼠的降血脂作用及机制初探[J].现代食品科技,2015,31(11):39-44.HUWenbing,ZHAOJing,CHENTingting,etal.PreliminarystudiesonthehypolipidemiceffectandmechanismofCyclocaryapaliuruspolysaccharidesinhyperlipidemicmice[J].ModernFoodScienceandTechnology,2015,31(11):39-44.
[10]LIJJ,PANGB,SHAODY,etal.ArtemisiasphaerocephalaKraschpolysaccharidemediateslipidmetabolismandmetabolicendotoxaemiainassociatedwiththemodulationofgutmicrobiotaindietinducedobesemice[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2020,147:1008-1017.
[11]ZHANGWL,ZHUL,JIANGJG.Activeingredientsfromnaturalbotanicalsinthetreatmentofobesity[J].ObesityReviews,2014,15(12):957-967.
[12]KIMHM,KIMY,LEEES,etal.CaffeicacidameliorateshepaticsteatosisandreducesERstressinhighfatdiet-inducedobesemicebyregulatingautophagy[J].Nutrition,2018,55-56:63-70.
[13]张利娜,吴琼.多糖对饲喂高脂饲料小鼠脂肪代谢及氧化应激的改善作用[J].中国饲料,2020(18):43-46.ZHANGLina,WUQiong.Effectsofpolysaccharidesonlipidmetabolismandoxidativestressinmicefedwithhigh-fatdiet[J].ChinaFeed,2020(18):43-46.
[14]GUOW,ZHUSQ,LISY,etal.Microalgaepolysaccharidesamelioratesobesityinassociationwithmodulationoflipidmetabolismandgutmicrobiotainhigh-fat-dietfedC57BL/6mice[J].InternationalJournalofBiologicalMacromolecules,2021,182:1371-1383.
[16]丁孟汝,王国栋,袁平川,等.多糖调控糖脂代谢的作用及其机制研究进展[J].南方医科大学学报,2021,41(3):471-475.DINGMengru,WANGGuodong,YUANPingchuan,etal.Researchprogressintheroleandmechanismofpolysaccharidesinregulatingglucoseandlipidmetabolism[J].JournalofSouthernMedicalUniversity,2021,41(3):471-475.
[17]YANGRL,LEGW,LIAL,etal.Effectofantioxidantcapacityonbloodlipidmetabolismandlipoproteinlipaseactivityofratsfedahigh-fatdiet[J].Nutrition,2006,22(11/12):1185-1191.
[18]OJETOLAAA,ADEYEMIWJ,DAVIDUE,etal.D-ribose-L-cysteinepreventsoxidativestressandcardiometabolicsyndromeinhighfructosehighfatdietfedrats[J].Biomedicine&Pharmacotherapy,2021,142:112017.
[19]夏淑芳.高脂诱导的氧化应激对甲状腺激素稳态的影响及槲皮素的调节作用[D].无锡:江南大学,2015.XIAShufang.Effectsofoxidativestressinducedbyhigh-fatdietonthyroidhormonehomeostasisandmodulationbyquercetin[D].Wuxi:JiangnanUniversity,2015.
[20]何微,喻陆,高德禄,等.辛伐他汀和非诺贝特对非酒精性脂肪肝大鼠血清ATGL酶活性和TNF-α水平的影响[J].解放军医学院学报,2013,34(3):279-282.HEWei,YULu,GAODelu,etal.EffectofsimvastatinandfenofibrateonserumadiposetriglyceridelipaseandTNF-αlevelsinratswithnon-alcoholicfattyacidliverdisease[J].AcademicJournalofChinesePLAMedicalSchool,2013,34(3):279-282.
[21]张艳芳.CPT1基因对猪脂肪沉积的影响及其调控机制的研究[D].杭州:浙江大学,2010.ZHANGYanfang.EffectofCPT1geneonporcinefatdepositionanditsmolecularmechanism[D].Hangzhou:ZhejiangUniversity,2010.
EffectsofPerillaFrutescensSeedsPolysaccharideonLipidMetabolismandAntioxidantsinMiceFedHigh-fatDiet
LIUMin1，ZHANGLan1，WANGDan1，WANGChang-wen1，2*（1.SchoolofPublicHealth，JilinMedicalCollege，Jilin132000，Jilin，China；2.ExperimentalCenterforChronicDiseaseControl，JilinMedicalCollege，Jilin132000，Jilin，China）
Keywords：Perillafrutescensseedspolysaccharide；high-fatdiet；antioxidant；lipidmetabolism；mice
DOI：10.12161/j.issn.1005-6521.2022.18.010
作者简介：刘敏（1984—），女（汉），实验师，硕士，研究方向：食品资源开发与利用。
*通信作者：王长文（1966—），教授，博士，研究方向：食品资源开发与利用。
引文格式：
刘敏，张岚，王丹，等.紫苏籽多糖对高脂饮食小鼠脂代谢和抗氧化作用的影响[J].食品研究与开发，2022，43（18）：70-77.
LIUMin，ZHANGLan，WANGDan，etal.EffectsofPerillaFrutescensSeedsPolysaccharideonLipidMetabolismandAntioxidantsinMiceFedHigh-fatDiet[J].FoodResearchandDevelopment，2022，43（18）：70-77.