皂荚素对大鼠DNA损伤的干预及对血清胆固醇的影响

㊀㊀第39卷㊀第5期㊀吉首大学学报(自然科学版)V o l.39㊀N o.5㊀㊀㊀㊀2018年9月J o u r n a l o f J i s h o uU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)S e p t.2018㊀㊀
文章编号:10072985(2018)05006004
皂荚素对大鼠D N A损伤的干预及对血清胆固醇的影响∗
李玉白,黄红焰,李㊀芳
(湖南环境生物职业技术学院,湖南衡阳421005)
㊀㊀摘㊀要:为了探究皂荚素对高胆固醇模型大鼠抗氧化能力和D N A损伤以及对大鼠血浆胆固醇及相关血脂生化指标的影响,将48只健康大鼠,随机分为对照组㊁低浓度皂荚素组和高浓度皂荚素组,各组分别喂饲皂荚素质量比分别为0,80, 200m g/k g的饲料,制作由不同浓度H2O2(0,6,12,18μm o l/L)诱导的D N A损伤兼高胆固醇大鼠模型.实验期限为60d,实验结束采血,应用试剂盒检测血清丙二醛(M D A)水平和谷胱甘肽过氧化物酶(G S H-P X)活性,并采用单细胞凝胶电泳法测定淋巴细胞D N A的损伤情况.结果显示,与对照组比较,低浓度皂荚素组㊁高浓度皂荚素组M D A含量和血清G S H活性差异均具有统计学意义;低浓度皂荚素组和高浓度皂荚素组大鼠血清总胆固醇T C㊁甘油三酯(T G)㊁载脂蛋白B(a p o B)的含量都有明显的降低,尤其以高浓度皂荚素组最为显著;两组大鼠的胆汁酸排泄量增加,载脂蛋白A-Ⅰ(a p o A-Ⅰ)㊁高密度脂蛋白胆固醇(H D L-C)水平影响差异无统计学意义.说明皂荚素可有效降低血浆胆固醇水平,对于健康幼年大鼠血清G S H 及脂质过氧化产物M D A含量有显著影响,对H2O2诱导的D N A损伤也表现出明显的保护作用.
关键词:皂荚素;D N A损伤;胆固醇;谷胱甘肽过氧化物酶;丙二醛
中图分类号:R459.3㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:B D O I:10.13438/j.c n k i.j d z k.2018.05.012
皂荚为豆科苏木亚科多年生木本植物,‘本草纲目“等多种医学著作记载皂荚㊁皂刺㊁皂根㊁皂叶均可入药.皂荚素具医学药理活性,是传统中药材.随着对皂荚研究的不断深入,其应用范围不断扩大,皂荚素的营养保健功效也越来越多地受到人们的关注.[13]但有关皂荚素对机体的抗氧化能力作用的研究目前尚少,对皂荚的认识也还有许多空白,有必要对其进行全面而系统地研究,使这一资源得到有效利用.本实验通过构建相关动物模型并检测相关生化指标,研究皂荚素对血浆高胆固醇模型大鼠体内胆固醇的影响,探讨其对大鼠抗氧化能力及抗D N A损伤的效应,以期从饮食及药物角度为人们预防高胆固醇血症提供参考.
1㊀材料与方法
1.1动物饲养
48只30周龄健康S D大鼠,体重320~350g,由南华大学实验动物中心提供.将已建立高脂模型的大鼠随机分为低浓度皂荚素组㊁高浓度皂荚素组㊁对照组,每组16只(雌雄各半),分笼饲养,自由摄食和饮水,观察并记录它们的活动情况和摄食量,每周称体重1次,饲养60d.喂饲的合成饲料参照分析化学家协会A O A C配方[2],基础饲料构成为(g/k g):植物蛋白250,淀粉570,脂肪105,维生素30,无机盐70,胆固醇30,纤维35,胆盐30,猪油60.低浓度皂荚素组另加喂食皂荚素80m g/k g,高浓度皂荚素组另加喂食皂
∗收稿日期:20180909
基金项目:南岳学者项目(N201603)
作者简介:李玉白(1963 ),女,湖南湘潭人,湖南环境生物职业技术学院教授,硕士,主要从事食物中生物活性物质研究
通信作者:黄红焰(1963 ),男,湖南湘潭人,湖南环境生物职业技术学院副研究员,主要从事环境健康研究.
荚素200m g /k g
.实验时间为60d .1.2样品采集
喂养60d 后,大鼠空腹16h ,腹主动脉采血0.2m L ,取100μL 全血用于D N A 损伤分析,其余血样离心获取血清.
1.3指标检测
应用临床检验试剂盒(上海华强生物科技公司)和721分光光度计(上海第二仪器厂),使用酶法显色,在波长500n m 处读取吸光度,以检测血清总胆固醇T C ㊁甘油三酯T G ㊁高密度脂蛋白胆固醇(H D L -C )
水平;于实验期末,断头处死实验大鼠,取其肝㊁肾㊁脾,称重,计算脏体比值;胆汁酸量用总胆汁酸试剂㊁半自动生化分析仪(南京颐兰贝生物科技有限公司)测定;载脂蛋白B ㊁载脂蛋白A Ⅰ用全自动生化分析仪检测(深圳市库贝尔生物科技有限公司)测定;血清谷胱甘肽过氧化物酶(G S H )和丙二醛(M D A )含量测定按试剂盒说明书进行,试剂盒由北京雷根生物技术有限公司生产;D N A 损伤应用单细胞凝胶电泳法分析.
1.4统计分析实验数据采用S P S S 2
2.0软件进行处理,
组间比较采用Q 检验.2㊀结果与讨论
2.1体重增长和摄食量
各实验组大鼠在实验期间的总摄食量大致相同,低浓度皂荚素组为(558ʃ13.5)g ,高浓度皂荚素组为(567ʃ16.3)g ,对照组为(553ʃ14.6)g
,差异无统计学意义.实验前后3组大鼠体重之间差异无统计学意义.
2.2脏体比值
大鼠肝脏㊁肾脏㊁脾脏质量及脏体比值见表1.实验显示,3组大鼠脏器质量及脏体比差异无统计学意
义,说明皂荚素对大鼠脏器生长影响较小.
表1㊀大鼠肝脏㊁肾脏㊁脾脏质量及脏体比值(ʏx ʃs )
T a b l e 1㊀R a t i o o f Q u a l i t y o fL i v e r ,K i d n e y a sW e l l a s S p l e e na n dO r g a n /B o d y W e i g h tR a t i o o nR a t s 组别肝脏
m /g
脏体比
肾脏
m /g
脏体比脾脏
m /g
脏体比低皂荚素组①32.18ʃ11.030.32ʃ0.0768.52ʃ0.330.05ʃ0.0276.81ʃ0.04
0.024ʃ0.008
高皂荚素组①
33.26ʃ10.490.55ʃ0.0939.14ʃ0.560.24ʃ0.0137.63ʃ0.080.057ʃ0.0058对照组
32.14ʃ10.250.17ʃ0.052
8.39ʃ0.46
0.18ʃ0.016
6.12ʃ0.630.034ʃ0.0065
㊀注:实验时间60d ;①与对照组比较,P >0.05,
差异无统计学意义.2.3血脂生化指标
在实验开始之前,各组实验大鼠的各项血脂生化指标水平基本相同.饲养60d 后,检测大鼠血脂各生化指标,结果列于表2.与对照组比较,皂荚素组甘油三酯(T G )和总胆固醇(T C )水平显著降低,低浓度皂荚素组T G 和T C 分别下降30.1%,25.7%,高浓度皂荚素组T G 和T C 分别下降39.6%,33.1%.与对照组比较,大鼠高密度脂蛋白胆固醇(H D L -C )
水平变化不明显.表2㊀大鼠血脂各生化指标
T a b l e 2㊀S e r u mB i o c h e m i c a l I n d e x e s o nR a t s
mm o l /L 组别T C
实验前实验末
T G
实验前实验末
H D L -C
实验前
实验末
低皂荚素组2.15ʃ0.133.01ʃ0.42①2.07ʃ0.122.97ʃ0.20①2.66ʃ0.252.75ʃ0.14高皂荚素组2.09ʃ0.253.27ʃ0.25②2.53ʃ0.153.52ʃ0.44②2.50ʃ0.353.02ʃ0.51对照组
1.89ʃ0.19
2.14ʃ0.53
1.97ʃ0.21
2.18ʃ0.35
2.31ʃ0.16
2.33ʃ0.56
㊀注:实验时间为60d ;与对照组比较,①P <0.05,②P <0.01,
差异均具有统计学意义.2.4载脂蛋白A -Ⅰ㊁
载脂蛋白B 和粪胆汁酸含量大鼠a p o A -Ⅰ,a p o B 和粪胆汁酸含量(ʏx ʃs )见表3.与对照组比较,皂荚素组a p
o A -Ⅰ含量差异不显1
6第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李玉白,等:皂荚素对大鼠D N A 损伤的干预及对血清胆固醇的影响
著,无统计学意义(P >0.05);与对照组比较,皂荚素组a p o B 含量显著下降,有统计学意义(P <0.01),低浓度皂荚素组下降47%,高浓度皂荚素组下降58%;与对照组比较,皂荚素组大鼠粪胆汁酸排泄量增加明显,低浓度皂荚素组增加18%,高浓度皂荚素组增加33%.
表3㊀大鼠a p o A -Ⅰ,a p
o B 和粪胆汁酸质量浓度T a b l e 3㊀M a s sC o n c e n t r a t i o no f a p o A -Ⅰ,a p o Ba n dB i l eA c i dE x c r e t i o no nR a t s 组别a p o A -Ⅰ/(g
㊃L -1)a p o B /(g ㊃L -1)粪胆汁酸/(mm o l
㊃d -1
)低皂荚素组0.24ʃ0.010.56ʃ0.12①1.04ʃ0.17①高皂荚素组0.26ʃ0.030.41ʃ0.15②1.86ʃ0.13②
对照组
0.25ʃ0.02
0.93ʃ0.11
0.85ʃ0.12
㊀㊀㊀㊀注:实验时间为60d ;与对照组比较,①P <0.05,②P <0.01,
差异均具有统计学意义.2.5血清G S H 和M D A 含量
与对照组比较,低浓度皂荚素组大鼠血清G S H 含量差异显著,有统计学意义(P <0.05),高浓度皂荚素组大鼠血清G S H 含量差异显著,有统计学意义(P <0.01
);与对照组比较,低浓度皂荚素组和高浓度皂荚素组血清M D A 含量差异显著,有统计学意义(P <0.01)
;与低浓度皂荚素组比较,高浓度皂荚素组M D A 含量差异显著,有统计学意义(P <0.01).
具体结果见表4.表4㊀大鼠G S H 和M D A 浓度T a b l e 4㊀M a s sC o n c e n t r a t i o no fG S Ha n dM D Ao nR a t s
组别㊀
G S H /(mm o l ㊃L -1)M D A /(μm o l ㊃m L -1)低皂荚素组336.52ʃ12.93①2.35ʃ0.87②③高皂荚素组382.84ʃ14.11②
1.74ʃ1.06②对照组
290.45ʃ15.24
3.145ʃ1.16
㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀注:实验时间为60d ;与对照组比较,①P <0.05,②P <0.01,与低浓度组比较,③P <0.01,
差异均具有统计学意义.
2.6皂荚素对D N A 氧化损伤的影响皂荚素对H 2O 2诱导的D
N A 损伤有干预作用,且干预作用的强弱与皂荚素浓度呈正相关性,各组间差异显著,有统计学意义(P <0.01).
表5㊀H 2O 2诱导大鼠D
N A 的氧化损伤T a b l e 5㊀O x i d a t i v eD N AD a m a g e o nR a t s I n d u c e db y H
2O 2A U
组别㊀㊀c (H 2O 2)/(μ
m o l ㊃L -1)0
6.0
12.0
18.0
对照组21.35ʃ6.45198.37ʃ8.65259.41ʃ6.82325.65ʃ7.69低皂荚素组17.38ʃ2.91172.15ʃ3.74236.56ʃ5.70301.27ʃ6.33高皂荚素组
11.75ʃ4.06
145.82ʃ5.61
207.18ʃ6.73
250.31ʃ5.73
㊀㊀㊀㊀㊀注:A U 为D N A 损伤的专用单位[1];实验时间为60d ;实验组与对照组比较,P <0.01,两实验组间比较,P <0.01,
差异均具有统计学意义.
3㊀结论与分析
研究结果显示,皂荚素组血浆总胆固醇含量㊁血浆甘油三酯水平均较对照组降低,而高密度脂蛋白胆
固醇(H D L -C )水平明显增加.同时,在本次研究中还观察到,与对照组比较,皂荚素组实验动物粪便中胆汁酸排泄量显著增加.据此推断,皂荚素降低血浆胆固醇水平的可能机制是皂荚素在肠道中能与胆汁酸结
合,能在某种程度上抑制胆汁酸的肝肠循环[3
],增大粪胆汁酸的排出量,促进胆固醇的转化,从而起到降脂作用[45]
.
这也可能是果胶能够降低血浆胆固醇水平的机制之一.与对照组比较,低浓度皂荚素组和高浓度皂荚素组的G S H 显著增加,而脂质过氧化产物M D A 含量显著下降,说明皂荚素可促进具有抗氧化作用的谷胱甘肽过氧化物酶的生成,抑制机体的氧化作用.研究结果还表明,在H 2O 2诱导D N A 损伤后,喂饲了皂荚素的实验组大鼠D N A 的损伤情况显著降低,且随着皂荚素浓度的增加,损伤作用亦减小.说明皂荚素对D N A 损伤有干预作用,
且干预作用与皂荚素浓度呈2
6吉首大学学报(自然科学版)
第39卷
正相关性.皂荚素分子中含有脂溶性的疏水多肽[6],定位于细胞膜[7
],这可能是皂荚素具有抗氧化能力㊁降
低D N A 损伤的作用机制之一.现代医学研究已证实,高脂血症所致脂蛋白质和量的改变在A S 斑块形成
中起着至关重要的作用[8
],是诱导动脉粥样硬化A S 形成的独立因素.A S 的形成与血浆胆固醇含量呈正相关性,降低血浆总胆固醇浓度和高密度脂蛋白胆固醇含量可缓解A S 的形成[9]
.本次研究的结果表明皂荚可降低血浆胆固醇水平,对健康幼年小鼠血清G S H 及脂质过氧化产物M D A 含量有显著影响,
对H 2O 2诱导的D
N A 损伤表现出明显的保护作用,这说明皂荚及其衍生产品有望在人类的抗氧化食品和药品方面具有开发应用前景.参考文献:
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E f f e c t s o fG y m n o c l a d a s S a p o n i nD N AD a m a g
e a n dS e r u mC h o l e s t e r o l i nR a t s L IY u b a i ,HU A N G H o n g y a n ,L IF a n g
(H u n a nP o l y t e c h n i c o fE n v i r o n m e n t a n dB i o l o g y ,H e n g y a n g 4
21005,H u n a nC h i n a )A b s t r a c t :T o i n v e s t i g a t e t h ee f f e c t so f g y m n o c l a d a s s a p o n i n 's a n t i o x i d a n t a n dD N Ad a m a g
e i n t e r v e n t i o n c a p a c i t y o n r a t sw i t hh i g h c h o l e s t e r o l l e v e l s a sw e l l a s t h e e
f f e c t s o f
g y m n o c l a d a s s a p
o n i no n s e r u mc h o -l e s t e r o l a n dr e l a t i v es e r u m b i o c h e m i c a l i n d e x e so nt a r g e t s ,48h e a l t h y r a t sw e r er a n d o m l y d
i v i d e d i n t o t h r e e g r o u p s :a c o n t r o l g r o u p ,a l o wc o n c e n t r a t i o n g y m n o c l a d a s s a p o n i n g r o u p a n dah i g
hc o n c e n t r a t i o n g y m n o c l a d a s s a p o n i n g r o u p .R a t so f t h r e e g r o u p sr e s p e c t i v e l y f e d w i t h0,80,200m g /k gg y
m n o c l a d a s s a p o n i n ,w h ot h e n h a v e D N A d a m a g ea n d h i g h c h o l e s t e r o ll e v e l sa r ei n d u c e d b y H 2O 2(0,6,12,18μm o l /L )o f d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n .A f t e r 60d a y s ,t h e c o l l e c t i o n o f t h e b l o o d s a m p
l e o b t a i n e dw i t h t h e k i t s a r eu s e dt ot e s ts e r u ml e v e la n da c t i v i t y o f m a l o n d i a l d e h y d e (M D A )a n d g l u t a t h i o n e p e r o x i d a s e (G S H -P X )a sw e l l a s t h e d a m a g e o f l y m p h o c y t eD N Ab y s i n g l e c e l l g e l e l e c t r o p
h o r e s i s (S C G E ).A s a r e -s u l t o f t h e t e s t ,c o m p a r e dw i t h t h e c o n t r o l g r o u p ,t h e d i f f e r e n t c o n t e n t o fM D Aa n d t h e d i f f e r e n t a c t i v i t y o fG S Hi nt h e l o wc o n c e n t r a t i o n g y m n o c l a d a ss a p o n i n g r o u p a n dt h eh i g hc o n c e n t r a t i o n g y
m n o c l a d a s s a p o n i n g r o u p h a v e s t a t i s t i c a l s i g n i f i c a n c e .T h e l o wc o n c e n t r a t i o no f g y m n o c l a d a s s a p o n i n g r o u p a
n d t h e h i g hc o n c e n t r a t i o no f g y m n o c l a d a s s a p o n i n g r o u p s 's e r u mt o t a l c h o l e s t e r o l (T C ),t r i g l y c e r i d e (T G ),a p o -l i p o p r o t e i nB (a p o B )a r e s i g n i f i c a n t l y r e d u c e d ,e s p e c i a l l y i n t h eh i g hc o n c e n t r a t i o no f g y m n o c l a d a s s a p
o -n i n g r o u p .A t t h es a m e t i m e ,t h eb i l ea c i de x c r e t i o n i nt w o g r o u p so f r a t s i n c r e a s e s .T h ed i f f e n r e n c eo f A p o l i p o p r o t e i nA -Ⅰ(a p o A -Ⅰ)a n d h i g h d e n s i t y l i p o p r o t e i n c h o l e s t e r o l (H D L -C )l e v e l e f f e c t h a s n o s t a -t i s t i c a l s i g n i f i c a n c e .T h i s i l l u s t r a t e s t h a t g y m n o c l a d a s s a p o n i nc a ne f f e c t i v e l y r
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