（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.蒙牛高科乳制品（北京）有限責(zé)任公司，北京 101107；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083）

摘 要：目的：探究魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘發(fā)肥胖小鼠的抗肥胖和抗慢性炎癥作用及分子機(jī)制。方法：將10 周齡雄性C57BL/6J小鼠隨機(jī)分成7 組，連續(xù)喂養(yǎng)12 周后，檢測其體質(zhì)量、體脂、血脂及氧化應(yīng)激指標(biāo)水平，分析脂肪和肝臟組織脂質(zhì)代謝相關(guān)指標(biāo)和基因表達(dá)情況。結(jié)果：魔芋甘露寡糖能夠有效降低高脂膳食小鼠體質(zhì)量（約36.36%）、總體脂質(zhì)量（約52.13%）和減輕血脂水平異常；顯著降低炎癥因子水平和增加抗氧化物酶活力（P＜0.05）；顯著減少脂肪細(xì)胞體積，抑制肝臟和脂肪組織脂代謝相關(guān)指標(biāo)和基因的表達(dá)（P＜0.05）。結(jié)論：魔芋甘露寡糖對高脂膳食小鼠有抗肥胖作用，且能夠抑制由肥胖誘發(fā)的慢性炎癥和氧化應(yīng)激，為其開發(fā)成為減肥和防控慢性疾病的功能性食品提供科學(xué)依據(jù)。

肥胖是一種常見慢性代謝疾病，受到環(huán)境、飲食不均衡以及遺傳等多種因素影響，這些因素導(dǎo)致能量攝入和吸收利用的不平衡[1]。體質(zhì)量增加、高脂血癥、高血糖癥和慢性炎癥等，已成為肥胖患者核心表現(xiàn)[2]。肥胖不但影響生活品質(zhì)，也會(huì)誘發(fā)多種慢性疾病，包括癌癥、心腦血管病、內(nèi)分泌失調(diào)和二型糖尿病[3]，每年直接或者間接導(dǎo)致全世界數(shù)千萬人死亡。目前，全球約13%成年人屬于肥胖人群[4]。因此，防治和緩解肥胖及其并發(fā)癥是亟待解決的公共健康問題。目前，藥物是治療肥胖的常用且有效手段。功能性寡糖是由2～10 個(gè)單糖通過糖苷鍵連接的低度聚合糖，來源廣泛，不易被消化道吸收，具有多種生物活性，包括抗菌、抗氧化、抗糖尿病、抗高血壓、抗炎、抗癌、免疫刺激劑和促進(jìn)礦物質(zhì)吸收等[5]，可開發(fā)為抗肥胖膳食補(bǔ)充劑。研究表明，甘露寡糖可以通過調(diào)節(jié)腸道微生物，改善宿主代謝，減少肝脂肪變性，改善葡萄糖耐受性，防治飲食誘導(dǎo)的肥胖[6]。

魔芋甘露寡糖（konjac mannooligosaccharides，KMOS）是由β-D-甘露糖和β-D-葡萄糖殘基組成的一種可溶性功能性寡糖，通過魔芋葡甘露聚糖水解獲得[7]。目前研究認(rèn)為，魔芋甘露寡糖具有緩解2,4,6-三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的結(jié)腸炎作用[8]、增加老年BALB/c小鼠的免疫活性[9]、通過調(diào)節(jié)腸道菌群增效二甲雙胍的降血糖作用以及緩解高脂膳食誘發(fā)的體質(zhì)量增加的作用[7,10]、通過調(diào)節(jié)糖原代謝通路和胰島素分泌等緩解高糖水平誘發(fā)的大鼠代謝綜合征[11]，通過調(diào)節(jié)腸道菌群干預(yù)機(jī)體脂代謝過程的作用[12]等。但關(guān)于魔芋甘露寡糖抗肥胖及其誘發(fā)的氧化應(yīng)激反應(yīng)的作用及機(jī)理尚鮮見報(bào)道。

本研究以高脂膳食誘導(dǎo)的C57BL/6J小鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，通過膳食干預(yù)作用，探究魔芋甘露寡糖對小鼠體質(zhì)量及脂代謝的調(diào)控作用及分子機(jī)制，以期為功能性寡糖可能的抗肥胖機(jī)制的深入研究以及為開發(fā)具有抗肥胖特性的膳食補(bǔ)充劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物、材料與試劑

2 月齡SPF級健康雄性C57BL/6J小鼠購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量合格證明編號：No. 11002900036533，生產(chǎn)許可證號：SCXK（京）2014-0010。飼料購自北京科奧協(xié)力飼料有限公司，包括標(biāo)準(zhǔn)飼料（D12450B）和高脂飼料（D12492，60%熱量來自脂肪）。

魔芋甘露寡糖（平均分子質(zhì)量約342.3～1 639.44 Da，甘露糖與葡萄糖的物質(zhì)的量比1.45∶1，聚合度2～10）西安源森生物科技有限公司；總膽固醇（total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、游離脂肪酸（non-esterified fatty acid，NEFA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、還原型谷胱甘肽（glutathione，GSH）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、過氧化物酶（peroxidase，POD）、活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS）及載脂蛋白E（apolipoprotein E，APOE）檢測試劑盒 南京建成生物工程研究所；腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1，MCP-1）的酶聯(lián)免疫吸附檢測（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）試劑盒 上海鑫樂生物科技有限公司；mRNA提取試劑盒、mRNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒 日本Takara公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CFX系列實(shí)時(shí)熒光定量（quantitative real-time polymerase chain reaction，qPCR）儀 伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品（上海）有限公司；BS-420自動(dòng)分析儀 深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司；BX60光學(xué)顯微鏡 日本奧林巴斯公司。

1.3 方法

1.3.1 動(dòng)物飼養(yǎng)、模型構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)分組及樣品采集

選取10 周齡的雄性C57BL/6J小鼠在標(biāo)準(zhǔn)條件（12 h/12 h光暗循環(huán)、相對濕度（55±5）%、溫度（25±2）℃）下飼養(yǎng)。1 周適應(yīng)性喂養(yǎng)后，將小鼠隨機(jī)分成7 組，每組12 只：對照組（Control組，飼喂標(biāo)準(zhǔn)飼料），魔芋甘露寡糖對照組（KMOS-H組，飼喂標(biāo)準(zhǔn)飼料+1 200 mg/（kg mb·d）魔芋甘露寡糖），模型組（HFD組，飼喂60%高脂飼料），魔芋甘露寡糖高、中、低劑量處理組（HFD+KMOS-H、HFD+KMOS-M、HFD+KMOS-L組，分別飼喂高脂飼料+400、800、1 200 mg/（kg mb·d）魔芋甘露寡糖），二甲雙胍處理組（HFD+Met組，飼喂高脂飼料+400 mg/（kg mb·d）二甲雙胍）。高脂膳食小鼠體質(zhì)量比對照組高20%，即認(rèn)定為肥胖小鼠[13]。同時(shí)給予高熱量高脂食物與受試樣品，考察待測樣品預(yù)防肥胖和降脂的效果。實(shí)驗(yàn)周期為12 周，實(shí)驗(yàn)期間動(dòng)物自由攝食和自由飲水。動(dòng)物方案經(jīng)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)構(gòu)動(dòng)物倫理委員會(huì)原則批準(zhǔn)。

小鼠禁食16 h后，在頸脫位之前，通過從C57BL/6J小鼠摘出眼球來收集血液樣品，3 500 r/min和4 ℃下離心15 min后，分離血清，并進(jìn)行分裝，保存于-80 ℃冰箱中?？焖俜蛛x肝臟和脂肪等組織，用生理鹽水清洗組織，除去組織殘留的血液。用濾紙吸干后，稱質(zhì)量。部分樣品固定于體積分?jǐn)?shù)10%福爾馬林溶液中，保存在4 ℃冰箱，用于形態(tài)觀察；部分樣品凍存于-80 ℃冰箱，用于后續(xù)指標(biāo)分析。

1.3.2 小鼠體質(zhì)量、飲水量及攝食量檢測

實(shí)驗(yàn)期間，每周進(jìn)行體質(zhì)量、飲水量和攝食量的監(jiān)測，按照下式進(jìn)行能量攝入計(jì)算。

攝入能量/kJ＝食物攝入量/g×飼料能量/（kJ/g）

1.3.3 血清生化指標(biāo)檢測

取小鼠血清，按照試劑盒檢測操作要求，檢測血清中TC、LDL-C、HDL-C、NEFA的濃度，以及SOD、CAT、POD的活力和ROS、GSH的表達(dá)水平。按照ELISA試劑盒的操作要求進(jìn)行血液中TNF-α、IL-6和MCP-1水平檢測。

1.3.4 肝臟組織生化分析

肝臟組織于液氮中研磨并稱取一定質(zhì)量，于生理鹽水中進(jìn)行勻漿。用試劑盒檢測APOE和NEFA的表達(dá)水平。

1.3.5 脂肪組織HE染色

采用蘇木精-伊紅（hematoxylin-eosin，HE）染色法，取已固定的皮下脂肪、附睪脂肪、腎周脂肪和肩胛脂肪進(jìn)行脫水、石蠟包埋、常規(guī)切片、HE染色等操作。以200 倍放大率，在光學(xué)顯微鏡下觀察組織形態(tài)并拍照，進(jìn)行病理學(xué)分析。

1.3.6 肝臟組織免疫組化分析

取肝臟組織進(jìn)行脫水、石蠟包埋、常規(guī)切片、過氧化氫消融、室溫封閉、脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)酶/白細(xì)胞分化抗原36（cluster of differentiation，CD36）抗體孵育、對應(yīng)的二抗孵育、3,3-二氨基聯(lián)苯胺著色和脫水干燥等操作。以200 倍放大率，在光學(xué)顯微鏡觀察CD36表達(dá)量并拍照分析。

1.3.7 逆轉(zhuǎn)錄qPCR檢測

使用mRNA提取試劑盒，從脂肪組織和肝臟組織中提取總RNA。使用PrimeScriptTM RT Master Mix RR036A試劑盒對1 μg總RNA進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。使用POWER SYBR Green master mix試劑盒，以cDNA作為模板，分析mRNA表達(dá)水平。qPCR程序如下：初始保持步驟，在95 ℃ 30 s；95 ℃ 5 s、60 ℃ 30 s，40 個(gè)循環(huán)；72 ℃ 30 s。55～95 ℃逐步獲得熔解曲線。在通過基因GAPDH標(biāo)準(zhǔn)化后，使用（2-ΔΔCt）比較方法，分析靶基因的表達(dá)量。靶基因的引物見表1。

表 1 qPCR分析的引物序列
Table 1 Primer sequences used for quantitative real-time polymerase chain reaction

基因 正向引物（5’-3’） 反向引物（5’-3’）Srebp1c AAGCAAATCACTGAAGGACCTGG AAAGACAAGGGGCTACTCTGGGAG Pparγ TGCTGTTATGGGTGAAACTCTG CTGTGTCAACCATGGTAATTTCTT Acaca CCGATTCATAATTGGGTCTGTGT CCATCCTGTAAGCCAGAGATCC Fasn AGGTGGTGATAGCCGGTATGT TGGGTAATCCATAGAGCCCAG Hmgcr ATCCAGGAGCGAACCAAGAGAG CAGAAGCCCCAAGCACAAAC LXR CGACTCCAGGACAAGAAGC TCAAGAAGACACCACCAAGG GAPDH TGGAGAAACCTGCCAAGTATGA TGGAGAAACCTGCCAAGTATGA

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)表示為3 次或更多次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。數(shù)據(jù)的差異顯著性通過單因素方差分析進(jìn)行比較，采用SPSS 19.0軟件中的Tukey多范圍檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘導(dǎo)的小鼠體質(zhì)量和器官質(zhì)量的影響

表 2 魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘導(dǎo)小鼠的體質(zhì)量和器官質(zhì)量的影響Table 2 Effect of KMOS on body mass and organ mass of HFD-induced mice

注：**.與對照組相比，差異極顯著（P＜0.01）。##.與HFD組相比，差異極顯著（P＜0.01）。下同。

皮下脂肪質(zhì)量/g對照 27.9±0.1 6.86±0.68 1.07±0.08 0.327±0.012 0.011 1±0.007 6 0.032 2±0.017 3 0.131±0.048 0.188±0.047 KMOS-H 28.4±0.1 6.87±0.49 1.14±0.10 0.328±0.022 0.035 2±0.009 4 0.053 0±0.070 8 0.180±0.051 0.205±0.056 HFD 33.8±0.2** 11.80±1.50**2.21±0.05**0.453±0.020**0.192 0±0.063 0**0.168 0±0.044 0**0.940±0.251**0.601±0.164**HFD+KMOS-L 30.8±0.2## 8.18±0.68## 1.97±0.13## 0.406±0.016## 0.075 5±0.028 4## 0.118 0±0.012 0## 0.710±0.109## 0.411±0.080##HFD+KMOS-M 30.7±0.2## 7.82±0.28## 1.70±0.23## 0.385±0.007## 0.075 0±0.026 7## 0.087 5±0.030 1## 0.603±0.143## 0.366±0.083##HFD+KMOS-H 30.5±0.2## 7.51±1.48## 1.57±0.24## 0.349±0.006## 0.073 8±0.018 5## 0.061 1±0.017 5## 0.500±0.094## 0.275±0.032##HFD+Met 27.9±0.2## 6.30±0.90## 1.17±0.04## 0.335±0.015## 0.072 0±0.044 0## 0.051 3±0.019 6## 0.471±0.141## 0.271±0.056##組別 最終體質(zhì)量/g體質(zhì)量增加量/g肝臟組織質(zhì)量/g腎臟組織質(zhì)量/g腎周脂肪質(zhì)量/g肩胛脂肪質(zhì)量/g附睪脂肪質(zhì)量/g

由表2可知，相比對照組，HFD組小鼠最終體質(zhì)量增加21.15%（P＜0.01）。魔芋甘露寡糖處理組小鼠最終體質(zhì)量和體質(zhì)量增加量均極顯著低于HFD組（P＜0.01），分別減少了9.76%和36.36%。由此可見，魔芋甘露寡糖有顯著下調(diào)小鼠體質(zhì)量的作用。相比對照組，HFD組肝臟、腎臟、腎周脂肪、肩胛脂肪、附睪脂肪和皮下脂肪組織的質(zhì)量極顯著增加（P＜0.01）。與HFD組相比，魔芋甘露寡糖處理組和二甲雙胍處理組肝臟、腎臟及脂肪組織的質(zhì)量均極顯著降低（P＜0.01）。魔芋甘露寡糖高劑量處理后，肝臟、腎臟、腎周脂肪、肩胛脂肪、附睪脂肪和皮下脂肪的質(zhì)量分別減少28.96%、22.96%、61.56%、63.63%、46.81%和54.24%，說明魔芋甘露寡糖能夠顯著改善肝臟和腎臟組織脂肪聚積，緩解脂肪組織堆積，從而抑制高脂膳食誘導(dǎo)的小鼠體質(zhì)量增加趨勢。此外，魔芋甘露寡糖對正常小鼠各組織器官質(zhì)量均無顯著性的影響（P＞0.05）。

2.2 魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘導(dǎo)的小鼠血脂指標(biāo)的影響

表 3 魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘導(dǎo)小鼠血脂水平的影響
Table 3 Effect of KMOS on blood lipid levels of HFD-induced mice

NEFA濃度/（mmol/L）對照 2.15±0.21 0.675±0.074 1.770±0.090 0.312±0.022 KMOS-H 2.81±0.20 0.836±0.042 1.670±0.020 0.380±0.006 HFD 4.71±0.33** 1.670±0.160** 0.794±0.119** 0.651±0.012**HFD+KMOS-L 4.36±0.04## 1.310±0.040## 1.230±0.040## 0.638±0.009##HFD+KMOS-M 3.89±0.05## 1.160±0.010## 1.500±0.050## 0.514±0.007##HFD+KMOS-H 3.62±0.06## 1.070±0.070## 1.590±0.010## 0.448±0.010##HFD+Met 3.13±0.16## 0.929±0.030## 1.630±0.020## 0.421±0.019##組別 TC濃度/（mmol/L）LDL-C濃度/（mmol/L）HDL-C濃度/（mmol/L）

由表3可知，與對照組相比，高脂膳食極顯著增加小鼠血清中TC、LDL-C和NEFA水平（P＜0.01），并下調(diào)HDL-C水平。相比HFD組，魔芋甘露寡糖處理組極顯著改善小鼠血脂異常情況（P＜0.01），且呈劑量依賴性。其中，高濃度魔芋甘露寡糖極顯著降低小鼠TC、LDL-C和NEFA水平（P＜0.01），抑制率分別為23.14%、35.93%和31.18%，HDL-C水平提高約1.0 倍。表明魔芋甘露寡糖具有顯著調(diào)節(jié)小鼠血脂代謝的作用。

2.3 魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘導(dǎo)的小鼠血液氧化應(yīng)激指標(biāo)的影響

如圖1A～C所示，高脂膳食極顯著增加血清中炎癥因子水平（P＜0.01），包括TNF-α、IL-6和MCP-1。魔芋甘露寡糖呈現(xiàn)劑量依賴性地降低高脂膳食誘導(dǎo)的小鼠炎癥因子濃度，高劑量的魔芋甘露寡糖對炎癥因子TNF-α、IL-6和MCP-1水平分別降低21.72%、60.97%和66.69%。表明魔芋甘露寡糖能極顯著下調(diào)高脂膳食誘導(dǎo)小鼠炎癥反應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，高脂膳食極顯著增加血清中的ROS水平（圖1D）（P＜0.01），魔芋甘露寡糖高、中、低劑量處理組對ROS水平的抑制率分別為67.78%、31.61%和33.82%。此外，圖1E所示魔芋甘露寡糖極顯著緩解由高脂膳食誘發(fā)的抗氧化物酶（SOD、GSH、CAT和POD）活力降低（P＜0.01）。相比HFD組，魔芋甘露寡糖高劑量處理組的SOD、GSH、CAT和POD的活力極顯著增加了6.09%、45.28%、61.73%和12.58%。以上結(jié)果表明，魔芋甘露寡糖通過激活抗氧化物酶活性緩解高脂膳食誘導(dǎo)小鼠的炎癥反應(yīng)。

圖 1 魔芋甘露寡糖對高脂膳食小鼠血清炎癥因子水平和抗氧化物酶活性的調(diào)節(jié)作用
Fig. 1 Effect of KMOS on inflammatory factor levels and antioxidant enzyme activities in serum of HFD-fed mice

2.4 魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘導(dǎo)的小鼠脂肪組織的影響

如圖2A、B所示，高脂膳食顯著增加腎周脂肪、肩胛脂肪、附睪脂肪和皮下脂肪組織的細(xì)胞面積（P＜0.05）。不同濃度的魔芋甘露寡糖顯著減小脂肪組織細(xì)胞面積，并且在相同視野中，脂肪細(xì)胞數(shù)目極顯著增加（P＜0.01）。魔芋甘露寡糖高劑量處理組極顯著下調(diào)4 種脂肪組織的平均面積（P＜0.01），對于腎周脂肪、肩胛脂肪、附睪脂肪和皮下脂肪組織的細(xì)胞面積分別下調(diào)56.41%、77.71%、75.77%和81.38%。如圖2C所示，HFD組脂肪生成關(guān)鍵基因極顯著升高（P＜0.01），包括氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferators-activated receptors，Pparγ）、膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c（sterol regulatory element-binding protein 1c，Srebp1c）、乙酰輔酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase 1，Acaca）和脂肪酸合酶（fatty acid synthase，F(xiàn)asn）基因。而高濃度的魔芋甘露寡糖則極顯著下調(diào)Pparγ、Srebp1c、Acaca和Fasn的表達(dá)（P＜0.01），分別下調(diào)28.29%、51.48%、29.40%和46.72%。結(jié)果表明，魔芋甘露寡糖正向調(diào)節(jié)脂肪組織脂質(zhì)代謝過程。

圖 2 魔芋甘露寡糖對高脂膳食小鼠脂肪組織分布和脂代謝相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用
Fig. 2 Regulation of KMOS on adipose tissue distribution and lipid metabolism-related gene expressions in HFD-fed mice

2.5 魔芋甘露寡糖對高脂膳食誘導(dǎo)的小鼠肝臟組織的影響

圖 3 魔芋甘露寡糖對高脂膳食小鼠肝臟脂肪積聚和脂代謝相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控作用
Fig. 3 Regulation of KMOS on liver fat accumulation and lipid metabolism-related gene expression in HFD-fed mice

如圖3A所示，高脂膳食顯著增加肝臟中CD36的表達(dá)，而魔芋甘露寡糖抑制CD36的表達(dá)，表明魔芋甘露寡糖能緩解由高脂膳食誘導(dǎo)的肝臟脂質(zhì)聚積。如圖3B所示，魔芋甘露寡糖極顯著抑制由高脂膳食誘發(fā)的NEFA水平升高和APOE水平下調(diào)（P＜0.05），高濃度魔芋甘露寡糖下調(diào)NEFA水平（約61.76%），并上調(diào)APOE的mRNA表達(dá)（約95.17%）。結(jié)果表明，魔芋甘露寡糖對肝臟組織NEFA和APOE具有一定調(diào)控作用。進(jìn)一步探究脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)情況。如圖3C所示，對于高脂膳食小鼠，魔芋甘露寡糖顯著促進(jìn)膽固醇代謝關(guān)鍵基因肝受體（liver X receptors，LXR）的mRNA表達(dá)（P＜0.05）（約提升86.82%）；顯著抑制膽固醇合成限速酶基因羥甲基戊二酰輔酶A還原酶（3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-coenzyme A reductase，Hmgcr）表達(dá)（P＜0.05）（約減少60.45%）。如圖3D所示，高脂膳食處理組脂肪生成相關(guān)基因表達(dá)水平顯著上調(diào)（P＜0.05）。魔芋甘露寡糖濃度依賴性抑制Pparγ、Srebp1c、Acaca和Fasn的mRNA表達(dá)，抑制率分別為56.69%、41.45%、47.85%和32.01%。因此，魔芋甘露寡糖正向調(diào)控肝臟組織膽固醇代謝和脂質(zhì)代謝過程。

3 討 論

眾所周知，肥胖是由于能量代謝不平衡，導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)脂肪過度累積，表現(xiàn)為脂肪細(xì)胞數(shù)量增加或體積增大[1]。肥胖與多種代謝性疾病關(guān)系緊密[14]。功能性寡糖由于具有多種有效的生物活性和無副作用的特點(diǎn)，成為開發(fā)抗肥胖的膳食補(bǔ)充劑的重要配料[15]。多種寡糖已經(jīng)被證明有抗肥胖的作用，如殼寡糖和新瓊寡糖[16-17]。研究結(jié)果表明，魔芋甘露寡糖降低高脂組小鼠血清甘油三酯和膽固醇，升高密度脂蛋白，說明魔芋葡甘露寡糖有明顯的降脂作用[18]。同樣的，魔芋甘露寡糖可以顯著減慢體質(zhì)量增加，降低血清脂質(zhì)水平，緩解胰島素抵抗，并改善腸道菌群的組成，從而發(fā)揮抗肥胖的功能活性[10]。由此，甘露寡糖對于脂肪代謝發(fā)揮積極的干預(yù)，而具有減肥的潛力[6,19]，但其作用機(jī)制并不明確。本研究證實(shí)魔芋甘露寡糖具有顯著的減肥功效，且通過調(diào)節(jié)脂肪組織和肝臟組織的脂代謝過程以及干預(yù)炎癥反應(yīng)發(fā)揮其抗肥胖的功能活性。

本實(shí)驗(yàn)所選用的高脂膳食誘導(dǎo)的HFD組小鼠，在體質(zhì)量、體脂含量以及血脂水平均顯著高于正常組小鼠。膳食補(bǔ)充魔芋甘露寡糖顯著降低肥胖小鼠的體質(zhì)量、脂肪聚積和單個(gè)脂肪體積，下調(diào)TC、NEFA和LDL等的水平，該作用效果與陽性對照組相似。研究認(rèn)為，功能性寡糖主要通過改變腸道微生物組成，影響能量代謝，改善脂代謝過程[20]。除此之外，慢性炎癥也是心血管疾病、慢性腎病、糖尿病和癌癥等疾病的一個(gè)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)因素，其潛在的機(jī)制包括氧化應(yīng)激引發(fā)的功能失調(diào)、中心性肥胖、腸道通透性增加、微生物群組成變化和細(xì)胞衰老等[2]。過量的脂肪堆積后，ROS介導(dǎo)的細(xì)胞因子（IL-6、TNF-α和MCP-1）分泌異常，外周組織和中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到影響，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激增強(qiáng)[21]。反之，與肥胖相關(guān)的全身性慢性炎癥又直接影響機(jī)體的糖脂代謝紊亂和胰島素抵抗[22]。由此可知，氧化應(yīng)激成為誘發(fā)肥胖相關(guān)并發(fā)癥的主要分子機(jī)制之一[23]。如同殼聚糖，魔芋甘露寡糖也可以通過其對慢性炎癥的干預(yù)作用，來解釋魔芋甘露寡糖多種代謝活性[24]。本研究顯示，魔芋甘露寡糖抑制炎癥因子，如TNF-α、IL-6和MCP-1的表達(dá)，下調(diào)血清中活性氧濃度，增加SOD和CAT等抗氧化物酶活力。因此，魔芋甘露寡糖干預(yù)具有抗肥胖、降血脂、慢性炎癥和預(yù)防肝脂肪變性等多種功能活性，并且可能通過抑制高脂膳食誘發(fā)的氧化應(yīng)激水平改善脂代謝紊亂，但兩者之間的關(guān)系及具體的作用機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究。

為了進(jìn)一步研究魔芋甘露寡糖抑制高脂膳食引起的脂肪聚積和肝臟脂滴過度積累的潛在機(jī)制，本實(shí)驗(yàn)探討了其調(diào)節(jié)肝臟組織和脂肪組織的脂肪合成相關(guān)基因表達(dá)的作用。PPARγ是核受體超轉(zhuǎn)錄因子家族的重要成員，是調(diào)控脂肪細(xì)胞分化的關(guān)鍵因子[16,25]。有研究認(rèn)為，PPARγ可以通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和與脂質(zhì)合成和脂肪酸β-氧化的各種相關(guān)代謝酶，改善脂質(zhì)代謝和胰島素敏感性，是調(diào)控肥胖、胰島素抵抗和心血管疾病的核心[26-27]。研究表明，殼寡糖（GO2KA1）通過腸α-葡糖苷酶和脂肪組織PPARγ的表達(dá)介導(dǎo)抗糖尿病的功能活性[28]。相似地，本研究證明了魔芋甘露寡糖通過調(diào)節(jié)脂肪合成相關(guān)基因表達(dá)，如Pparγ、Srebp1c、Acaca和Fasn，對脂代謝調(diào)控發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。此外，CD36可以直接介導(dǎo)肝臟組織長鏈脂肪酸攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)，也是LDL、糖化蛋白和游離脂肪酸等炎性代謝產(chǎn)物的識(shí)別蛋白，并促進(jìn)脂肪酸的攝取和氧化作用，CD36被認(rèn)為是機(jī)體代謝和炎癥反應(yīng)鏈接的橋梁[29]。本研究表明，魔芋甘露寡糖顯著的緩解由高脂膳食誘發(fā)的肝臟組織中CD36的表達(dá)增加。在肝臟組織中，魔芋甘露寡糖還通過顯著的促進(jìn)膽固醇代謝關(guān)鍵基因LXR的表達(dá)，并抑制Hmgcr的表達(dá)，調(diào)控膽固醇代謝過程。其中，LXR是一個(gè)核受體，調(diào)節(jié)肝臟膽固醇和脂肪酸代謝。研究認(rèn)為LXR激活可抑制高脂血癥誘導(dǎo)的肝臟脂肪聚積[30]。作為LXR的下游基因，Hmgcr基因調(diào)控HMG-CoA還原酶的表達(dá)[31]。HMG-CoA還原酶是膽固醇合成中的關(guān)鍵酶，參與低密度脂蛋白的代謝過程，并受到膽固醇和他汀類藥物的抑制[32]。綜上，魔芋甘露寡糖通過調(diào)節(jié)脂肪合成和膽固醇代謝關(guān)鍵基因，影響肝臟脂質(zhì)聚集。

4 結(jié) 論

魔芋甘露寡糖能夠抑制高脂膳食小鼠體質(zhì)量增加，降低血脂水平，調(diào)整體脂分布；調(diào)控脂代謝關(guān)鍵基因表達(dá)，改善肝脂肪變性；調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激水平，抑制炎癥反應(yīng)。魔芋甘露寡糖可以作為膳食補(bǔ)充劑的配料，發(fā)揮抗肥胖、緩解肝脂肪變性以及改善高脂膳食誘發(fā)氧化應(yīng)激的功能活性。

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