不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠降血脂功能的研究

张 晋，杨新建，田 璐，肖海峻

(北京农业职业学院，北京 102442)

心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）是全球人类死亡的首要原因，每年心血管疾病约导致1 770万例死亡，血脂代谢紊乱尤其是胆固醇代谢紊乱是心血管疾病最主要的危险因素[1]。高胆固醇血症可通过处方他汀类药物治疗，但这种治疗同时伴行各种副作用，因此，采用能够降低血清胆固醇水平的饮食方案是预防CVD和其他代谢性疾病的关键策略[2]。欧洲血脂异常管理指南[3]和美国国家胆固醇教育计划（National Cholesterol Education Program，NCEP）指南[4]均建议，采用健康的生活方式，可以每天从燕麦产品中摄取一定量的可溶性纤维。

燕麦食品具有降血脂、降血压、调节血糖、预防心血管疾病等多种保健功能[5-7]。心血管健康饮食领域市场需求巨大，燕麦作为保健食品具有广阔的开发利用前景。燕麦作为可食用的几种谷物之一，与其他主要作物如小麦、玉米、大米和大麦相比，其全球产量和消费量都要低[8]，但燕麦与其他作物相比，却具有更全面的营养价值，燕麦功能性食品的开发有非常大的市场。目前大量的研究集中在燕麦与其他粮食作物的营养成分方面的比较，但针对不同来源燕麦之间的功能比较的研究还不多见。本研究主要通过对不同来源的3种燕麦对ApoE-/-小鼠胆固醇代谢的调节功能进行评价，为燕麦功能性食品的研发提供一定的理论基础和指导。

1 材料与方法

1.1 实验材料

购买市售3种不同产地当年收获的燕麦产品，燕麦1组（OAT-1）为产于张家口的燕麦米，燕麦2组（OAT-2）为产于廊坊的燕麦片，燕麦3组（OAT-3）为产于内蒙古的燕麦米，粉碎后得到燕麦粉末备用。3种市售燕麦产品说明书中标明的营养成分信息如表1所示。

表1 不同燕麦产品的营养成分信息

1.2 动物实验

1.2.1 动物分组与造模

健康雄性7周龄ApoE-/-小鼠，购买于北京维通利华实验动物科技有限责任公司，实验动物生产许可证号：SCXK (京) 2016-0006；实验动物使用许可证号：SYXK (京) 2017-0033。动物实验通过北京农业职业学院动物实验伦理委员会审核。小鼠均分笼饲养，预饲养1 w后按照平均体重随机分为5组，分别为常规饮食（Chow）组、高脂饮食（HFD）组、OAT-1组、OAT-2组以及OAT-3组，每组8只。HFD组用含0.15%胆固醇和21%猪油的高脂饲料喂养，不同燕麦组所用饲料为在高脂饲料中分别添加10%相应组燕麦粉末制备而成。试验期间小鼠自由饮水，室温（22±2）℃，湿度55%～65%，光照/黑暗12 h循环，试验进行12 w。

1.2.2 样品采集

各实验小鼠每周称量1次体质量。实验0 w、4 w、8 w、12 w时，分别静脉取血检测血脂指标。实验12 w时，小鼠禁食12 h后行安乐死，解剖时用生理盐水心脏灌流，取肝脏组织，生理盐水清洗后称重，记为肝湿重（hepatic wet weight，HWW），并计算肝指数（liver index，LI）。在肝叶边缘处切一块肝组织进行HE染色。

1.2.3 血脂检测

实验0 w、4 w、8 w、12 w时，分别测定小鼠血清总胆固醇（total cholesterol，TC）、LDL胆固醇（LDL cholesterol，LDL-c）、甘油三酯（triglycerides，TG）、HDL胆固醇（HDL cholesterol，HDL-c）和VLDL胆固醇（VLDL cholesterol，VLDL-c）含量。

1.2.4 肝脏组织病理学检测

在肝叶边缘处切一块肝组织，用10%甲醛溶液固定，进行常规石蜡包埋、切片、HE染色，光镜下观察各组肝组织病理结构情况。

1.3 仪器和试剂

组织学工作使用：脱水机（Leica ASP300 S）、包埋机（热台Leica EG1150 H、冷台Leica EG1150 C）、切片机（Leica RM2255）、摊片机（Leica HI 1210）、烘片机（Leica HI 1220）、染色机（Leica ST5020）、玻璃盖片机（Leica CV5030）、显微镜（OLYMPUS BX43）。血脂检测使用全自动生化分析仪（Beckman Coulter DXC 800），血脂检测所用试剂（包括校准品、质控品）均为该设备配套试剂，血脂检测使用方法为甘油激酶（glycerolkinase，GK）法。

1.4 数据分析

各计量实验数据以mean ± SEM表示，采用Student’s t-test和one-way ANOVA 进行统计学分析，P＜0.05被认为有显著性差异。数据分析及作图均采用GraphPad Prism 5软件。

2 结果

2.1 实验4 w血脂测量结果显示高脂模型建模成功

实验4 w血脂测量结果如表2所示，HFD组小鼠血浆TC、LDL-c、TG和VLDL-c含量与Chow组相比分别增高了25.58%、88.52%、28.57%和15.07%，均显著增高，表明高脂模型建模成功。

表2 实验4 w后小鼠血浆中TC、LDL-c、TG和VLDL-c含量的变化

2.2 不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠生长参数的影响

本研究测定了不同来源燕麦对小鼠生长参数的影响。各组实验小鼠每周称量1次体质量，将每组动物每周平均体质量绘制成体质量变化曲线，结果如图1所示。

图1 实验ApoE-/-小鼠体质量变化曲线

数据分析显示，实验开始时，各组小鼠初始体质量无差异，实验期间每组实验小鼠体质量均呈增长趋势，见图1。如表3所示，12 w实验结束时，HFD组与Chow组相比，体质量无显著性差异，3组燕麦组与HFD组相比体质量分别减轻了6.31%、4.42%、5.68%，均显著性减轻，说明燕麦具有一定的抑制小鼠体质量增长的作用。

表3 不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠体质量的影响（±s，n=8）

表3 不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠体质量的影响（±s，n=8）

注：*表示不同处理之间差异显著（P＜0.05）；**表示不同处理之间差异极显著（P＜0.01）。

组别 初始体质量/g 最终体质量/g Chow 22.9±1.6 32.8±1.2 HFD 22.9±1.5 31.7±1.1 OAT-1 22.9±1.3 29.7±2.1*（-6.31%）OAT-2 23.0±1.4 30.3±0.9*（-4.42%）OAT-3 23.0±1.3 29.9±0.9**（-5.68%）

2.3 ApoE-/-小鼠血脂的影响

本研究考察了食用不同来源燕麦第0 w、4 w、8 w、12 w后对ApoE-/-小鼠血清中脂质水平的影响。结果如表4—表8所示，试验0 w时，各组小鼠血清中TC、LDL-c、TG、HDL-c和VLDL-c的含量组间无显著性差异。如表4、表5所示，4 w后，OAT-2与OAT-3组小鼠血清中TC的水平显著降低，而3组燕麦组均显著降低了小鼠血清中LDL-c的含量。随着试验的进行，3组燕麦组8 w、12 w 时均能够显著减少ApoE-/-小鼠血清中TC及LDL-c的含量。如表6—表8所示，试验第4 w时，OAT-3组即可显著降低小鼠血清中VLDL-c的含量，并升高HDL-c的水平。第8 w时，3组燕麦组均能够显著升高HDL-c的血清水平。OAT-3组降低小鼠血清中LDL-c水平的效果比OAT-1组和OAT-2组均更加明显；OAT-3组降低小鼠血清中TG和VLDL-c水平的能力，以 及升高HDL-c含量的作用较OAT-1组更明显。

表4 第0 w、4 w、8 w、12 w不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠血清TC水平变化

表5 第0 w、4 w、8 w、12 w不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠血清LDL-c水平变化

表6 第0 w、4 w、8 w、12 w不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠血清TG水平变化

表7 第0 w、4 w、8 w、12 w不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠血清HDL-c水平变化

表8 第0 w、4 w、8 w、12 w不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠血清VLDL-c水平变化

2.4 不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠肝脏指数的影响

食用燕麦12 w后，结果如表9所示，HFD组与Chow组比较，小鼠肝湿重明显降低，肝脏指数显著下降。各燕麦组与HFD组相比，肝湿重无明显差异，OAT-2和OAT-3组与HFD组相比肝脏指数明显升高。

表9 不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠肝湿重和肝脏指数的影响

2.5 不同来源燕麦对ApoE-/-小鼠肝组织病理结构的影响

根据肝脏病理的NAS积分标准评分[9]，HFD组肝小叶结构模糊不清，部分肝细胞索结构消失，肝细胞排列紊乱，肝窦变狭窄；肝细胞脂肪变正确34%～66%；肝小叶内变性和灶性坏死明显；汇管区炎症中度，汇管周围中度碎屑坏死，见图2A。3组燕麦组肝小叶结构尚存、组织结构基本正常、部分肝细胞索排列紊乱，肝窦变狭窄；肝细胞脂肪变正确5%～33%；肝小叶内轻度变性和灶性坏死；汇管区炎症轻度，汇管周围无坏死（碎屑/桥接坏死），见图2B—2D。按照肝组织病理分析评分比较，3组燕麦组脂肪变、小叶内变性和灶状坏死、汇管区炎症及汇管区周围坏死程度均较HFD组显著降低，见表10。OAT-3病理变化程度与OAT-1组和OAT-2组相比，相对较轻，但不具有统计学差异。

图2 小鼠肝脏组织病理学形态观察（HE×200）

表10 小鼠肝脏组织病理分析评分比较

3 讨论

本研究通过建立高脂小鼠模型，评价不同来源的燕麦对ApoE-/-小鼠生长参数、血脂、肝脏指数、肝组织病理结构的影响。HFD饮食小鼠体质量显著增加，而3组燕麦的饲喂均有效控制了小鼠的体质量增加，说明燕麦的摄入可以降低体质量，这与大量人群的随机实验结果相一致[10]。美国食品和药物管理局（United States Food and Drug Administration, FDA）指出燕麦饮食可以降低血浆胆固醇水平[11]，3组燕麦组均能够显著减少ApoE-/-小鼠血清中TC、LDL-c、TG和VLDL-c的含量，说明3组燕麦均具有良好的降脂作用，这与一项在轻度高胆固醇血症人群中进行的随机对照试验结果相一致[12]，而OAT-3组降低小鼠血脂水平的能力较OAT-1组更明显。综上所述，3种不同来源的燕麦均具有良好的减肥与降血脂功效，而OAT-3组降血脂效果在3组燕麦中最好。

肝脏是维持胆固醇平衡的重要器官，主要通过外源性途径和分解代谢途径来清除胆固醇，即LDLR通路以及胆固醇逆转运途径[13-14]。人体大约50%的内源性合成胆固醇和吸收的膳食胆固醇通过转化为粪便胆汁酸从身体排泄[15]。解剖观察发现与HFD组相比，3组燕麦饲喂小鼠均可有效减少肝细胞中脂肪沉积，降低炎性细胞浸润，肝脏趋于正常状态，这与之前已经报道的研究结果基本一致，表明燕麦对高脂饲喂的ApoE-/-小鼠肝功能具有一定的保护作用[16-17]。

本研究通过对3种市售不同来源的燕麦进行ApoE-/-小鼠降血脂功效的研究，发现市售3种不同来源的燕麦均有良好的降血脂及肝脏保护作用，其不同性状即加工成燕麦片或燕麦米对其降血脂作用无统计学差异。小鼠连续饲喂4 w即可产生降血脂功效，并且这一功效在饲喂期间（8 w、12 w）均可保持，说明燕麦是良好的能够降低血脂水平的功能性食品。OAT-3组较OAT-1组降血脂效果更为明显，提示消费者在购买市售燕麦商品时可以参考不同燕麦产品的营养成分信息辅助选购。本研究通过对3种不同来源的燕麦对ApoE-/-小鼠血脂代谢的影响进行评价，能够为燕麦功能性食品的研发提供一定的理论基础和指导意义。