高脂血癥又稱血脂異常，是一種代謝紊亂性疾病，與心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。降低血液中的脂質(zhì)水平成為預(yù)防高脂血癥形成的重要手段。目前臨床廣泛應(yīng)用他汀類藥物治療高脂血癥，長(zhǎng)期服用此種藥物存在一定副作用，飲食干預(yù)更適合高脂血癥長(zhǎng)期防治。

功能性寡糖（低聚糖）由2～10 個(gè)單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成，難以在胃腸道中消化，可由腸道微生物代謝，產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，影響宿主生理健康。近年來(lái)，許多研究表明功能性低聚糖通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群影響小鼠脂代謝。魔芋甘露寡糖（KMOS）是一種水溶性功能寡糖，經(jīng)過(guò)

-甘露聚糖酶水解魔芋粉而得到，其分子結(jié)構(gòu)主要由

-D-甘露糖單元和

-D-葡萄糖單元通過(guò)

-(1→4)糖苷鍵連接而成。KMOS具有抗炎作用，可改善由高糖飲食引起的高血糖和脂肪肝等副作用，提高由地芬諾酯誘導(dǎo)的便秘小鼠腸道蠕動(dòng)能力、免疫力和改善腸道完整性屏障，抑制小鼠便秘。此外，KMOS能夠通過(guò)改變動(dòng)脈粥樣硬化小鼠腸道微生物群的組成及豐度，改善小鼠肝臟脂質(zhì)堆積和腸道炎癥，抑制小鼠動(dòng)脈粥樣化。

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院的花朋朋、江正強(qiáng)*和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院的李延嘯等人通過(guò)高脂飲食建立高脂血癥小鼠模型，隨后對(duì)其進(jìn)行為期12 周的KMOS干預(yù)，觀察小鼠體質(zhì)量、血清脂質(zhì)變化、脂質(zhì)代謝相關(guān)基因及蛋白的表達(dá)，并探究KMOS對(duì)小鼠脂質(zhì)代謝的調(diào)控作用及分子機(jī)制，旨在為探討KMOS可能的抗高脂血癥機(jī)制的深入研究以及開(kāi)發(fā)一種具有防治高脂血癥作用的功能食品提供一定理論依據(jù)。

1 KMOS對(duì)高脂血癥小鼠體質(zhì)量、器官質(zhì)量和采食量的影響

如圖1所示，實(shí)驗(yàn)干預(yù)12 周后，ND組、HFD組和KMOS干預(yù)組小鼠的體質(zhì)量分別增加6.65、11.93 g和8.73 g。與HFD組相比，KMOS組小鼠體質(zhì)量增量顯著降低26.8%（

P

＜0.01），而ND組和KMOS組之間無(wú)明顯差異。此外，KMOS組小鼠的肝臟、附睪脂肪、褐色脂肪和皮下脂肪的質(zhì)量分別較HFD組下降了18.4%、17.3%、30.0%和23.3%，但均高于ND組。HFD組和KMOS組心臟質(zhì)量無(wú)顯著差異（

P

＞0.05）。KMOS干預(yù)12 周之后，與ND組相比，HFD組的采食量減少了19.5%，熱量攝入量增加了9.6%；與HFD組相比，KMOS組采食量和熱量攝入量都增加了1.6%，研究結(jié)果表明，KMOS顯著抑制了小鼠體質(zhì)量的增加。

2 KMOS對(duì)高脂血癥小鼠血清生化指標(biāo)的影響

HFD組小鼠血清中TC、TG和LDL-C含量水平較ND組顯著升高（

P

＜0.05），同時(shí)，HDL-C水平顯著降低（

P

＜0.01）（表2）。然而KMOS干預(yù)之后，相比HFD組，KMOS組小鼠血清中TC、TG和LDL-C顯著降低（

P

＜0.05、

P

＜0.01），分別較HFD組下降了34.5%、22.4%和51.8%，HDL-C水平顯著提高（

P

＜0.01），比HFD組增加29.3%。KMOS干預(yù)顯著改善了4 項(xiàng)血脂指標(biāo)，表明KMOS對(duì)改善小鼠血脂異常具有顯著作用。

3 KMOS對(duì)高脂血癥小鼠肝臟組織病理學(xué)改變的影響

為評(píng)估KMOS對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)高脂血癥小鼠肝臟損傷的改善作用。肝臟組織的H&E染色結(jié)果見(jiàn)圖2A，ND組小鼠的肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，無(wú)脂肪變性。肝小葉結(jié)構(gòu)清晰，未見(jiàn)明顯的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。實(shí)驗(yàn)12 周后，HFD組小鼠肝細(xì)胞排列雜亂，肝細(xì)胞形態(tài)改變，細(xì)胞邊界模糊，部分細(xì)胞核發(fā)生異變，胞質(zhì)疏松，出現(xiàn)大范圍圓形脂滴，空泡變性明顯，血管周圍肝細(xì)胞腫脹，且肝細(xì)胞呈脂肪變性。然而KMOS干預(yù)組小鼠肝臟的脂滴積聚顯著改善，脂滴數(shù)量減少且體積縮小，肝臟未見(jiàn)空泡，肝細(xì)胞排列恢復(fù)有序，肝小葉結(jié)構(gòu)清晰，且無(wú)明顯炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，基本恢復(fù)到ND組水平。此外，油紅O染色結(jié)果（圖2B）顯示，HFD組呈現(xiàn)大量紅色大泡狀脂滴，而KMOS干預(yù)組僅觀察到少量紅色小泡狀脂滴，進(jìn)一步證實(shí)KMOS對(duì)肝臟脂肪變性的有效改善。結(jié)果表明，KMOS顯著減少了肝臟中脂滴的蓄積，并改善了肝臟脂肪變性。

4 KMOS對(duì)高脂血癥小鼠脂肪組織病理學(xué)改變的影響

如圖3所示，ND組小鼠的附睪脂肪細(xì)胞排列規(guī)則，細(xì)胞均勻分布，而HFD組小鼠的脂肪細(xì)胞排列紊亂，且脂肪細(xì)胞體積顯著增大。KMOS干預(yù)后，附睪脂肪組織細(xì)胞的大小減小，與ND組接近，且在同一視野下，脂肪細(xì)胞數(shù)量增加。相比HFD組，KMOS干預(yù)組小鼠附睪脂肪細(xì)胞的平均面積顯著降低35.9%（

P

＜0.01）。結(jié)果表明，KMOS干預(yù)有效緩解了高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠附睪脂肪細(xì)胞肥大。

5 KMOS對(duì)高脂血癥小鼠肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)的影響

為了更深入地了解KMOS干預(yù)對(duì)脂質(zhì)代謝的潛在機(jī)制，采用熒光定量PCR法分析了與肝臟脂肪生成和肝臟脂肪酸β氧化相關(guān)基因的表達(dá)（圖4）。KMOS干預(yù)12 周后，與HFD組相比，KMOS組小鼠肝臟中脂肪合成、膽固醇合成和能量代謝相關(guān)基因的表達(dá)顯著下降（

P

＜0.01），具體包括

SREBP1

ACC

HMGCR

AMPK

，其表達(dá)量分別降低了40.0%、65.1%、54.6%和74.8%。而與肝臟脂肪酸氧化相關(guān)的基因，如

CPT-1A

PPARα

表達(dá)顯著升高，分別增加了7.9 倍和10.5 倍（

P

＜0.01）。

6 KMOS對(duì)高脂血癥小鼠肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)蛋白表達(dá)的影響

通過(guò)蛋白印跡方法檢測(cè)能量調(diào)節(jié)、脂肪生成和脂質(zhì)氧化等關(guān)鍵酶的表達(dá)量，探討KMOS的降血脂機(jī)制。如圖5所示，與HFD組相比，KMOS干預(yù)顯著增強(qiáng)了肝臟組織中AMPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路的PPARα和pAMPK/AMPK蛋白的表達(dá)（

P

＜0.05、

P

＜0.01），同時(shí)顯著降低了HMGCR和SREBP1蛋白的表達(dá)（

P

＜0.01）。與ND小鼠相比，HFD組小鼠肝臟中的HMGCR和SREBP1相對(duì)表達(dá)量分別顯著增加了2.2 倍和93.8%（

P

＜0.01），而PPARα和pAMPK/AMPK相對(duì)表達(dá)量分別下降了22.2%和79.6%。KMOS干預(yù)后，KMOS組小鼠與HFD組相比，PPARα和pAMPK/AMPK相對(duì)表達(dá)量分別增加了26.4%和3.9 倍，HMGCR和SREBP1相對(duì)表達(dá)量分別下降了57.8%和42.7%。上述結(jié)果與脂質(zhì)代謝基因的數(shù)據(jù)結(jié)果一致，表明KMOS通過(guò)調(diào)節(jié)AMPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路顯著改善高脂血癥小鼠的肝臟脂質(zhì)代謝。

7 討 論

近年來(lái)，高脂血癥已成為全球重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題和臨床挑戰(zhàn)。作為一種典型的代謝性疾病，高脂血癥的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及炎癥、血脂異常、肝臟脂質(zhì)蓄積和腸道微生物失調(diào)等因素，均可增加動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死及中風(fēng)等心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。眾多研究表明，功能性低聚糖具有改善高脂血癥及其相關(guān)并發(fā)癥的潛力。來(lái)源于海參的巖藻低聚糖可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群及其代謝物、降低血清炎癥水平并抑制巨噬細(xì)胞向脂肪組織的遷移緩解高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥。山楂果膠低聚糖則能顯著抑制高脂血癥小鼠肝臟的脂肪沉積、提高肝臟超氧化物歧化酶活性，抑制丙二醛的產(chǎn)生和積累。目前，KMOS/甘露寡糖通過(guò)增加肥胖小鼠體內(nèi)腸道微生物（雙歧桿菌和乳桿菌）的豐度及微生物代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸，短鏈脂肪酸介導(dǎo)炎癥表達(dá)降低降低肥胖小鼠的體質(zhì)量增加和減輕肝損傷。此外，KMOS可以促進(jìn)有益細(xì)菌（例如阿克曼氏菌和雙歧桿菌）的生長(zhǎng)，抑制致病菌的生長(zhǎng)，降低小鼠的血糖和膽固醇含量水平，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。然而，KMOS在高脂血癥降血脂作用中的具體機(jī)制尚未完全闡明。因此，本研究采用高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥小鼠模型，觀察KMOS對(duì)小鼠體質(zhì)量、血脂生化指標(biāo)、肝臟組織形態(tài)以及肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因與蛋白表達(dá)的影響，旨在探索KMOS對(duì)高脂血癥的降脂作用及其潛在機(jī)制。

高脂血癥，以血脂代謝異常、肥胖、皮下和內(nèi)臟脂質(zhì)堆積和損傷為主要特征，是心血管疾病發(fā)展的一個(gè)顯著風(fēng)險(xiǎn)因素。對(duì)西方高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠進(jìn)行為期4 周KMOS（400 mg/（kg·d））干預(yù)后，血脂水平顯著改善。此外，KMOS有效改善高脂飲食誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的空腹血糖和血脂水平，從而調(diào)節(jié)肝臟糖脂代謝異常。本研究發(fā)現(xiàn)，與HFD組相比，KMOS顯著降低了高脂血癥小鼠的肝臟、附睪脂肪、褐色脂肪及皮下脂肪的質(zhì)量（圖1），并使體質(zhì)量增量顯著降低了26.8%（

P

＜0.01），然而，KMOS組與ND組小鼠之間體質(zhì)量變化無(wú)明顯差異。脂質(zhì)代謝紊亂在高脂血癥患者中普遍存在，表現(xiàn)為血清TC、TG和LDL-C水平升高，而HDL-C水平降低。與HFD組相比，KMOS組小鼠血清TC、TG和LDL-C水平分別降低了34.5%、22.4%和51.5%，HLD-C水平升高了29.3%（表1），且與ND組小鼠相比，KMOS組血脂水平無(wú)顯著差異。脂質(zhì)代謝異常主要是源于肝臟及脂肪等重要器官的脂代謝功能障礙，表現(xiàn)為肝脂肪和附睪脂肪組織的典型病理特征，分別是脂滴之間的聚集和脂肪細(xì)胞增大。H&E染色和油紅O染色結(jié)果顯示，KMOS有效緩解了肝臟組織的空泡變性和脂滴堆積（圖2），同時(shí)減輕了附睪脂肪變性的程度（圖3），干預(yù)后基本恢復(fù)到正常水平。本研究結(jié)果表明，KMOS能顯著改善高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥小鼠脂質(zhì)代謝紊亂和內(nèi)臟損傷。

高脂血癥的發(fā)生會(huì)造成AMPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路缺陷，導(dǎo)致脂質(zhì)代謝紊亂。本研究中，KMOS顯著改善高脂血癥小鼠的血脂水平和肝組織損傷。為了進(jìn)一步探索KMOS對(duì)高脂血癥小鼠肝臟的脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制，通過(guò)實(shí)時(shí)PCR和蛋白印跡技術(shù)方法對(duì)C57BL/6J小鼠的肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因和蛋白進(jìn)行測(cè)定，重點(diǎn)分析了能量平衡、脂質(zhì)合成及脂質(zhì)

氧化等關(guān)鍵調(diào)控因子，探討KMOS對(duì)AMPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路中pAMPK/AMPK、SREBP1、ACC、HMGCR和PPARα基因及蛋白表達(dá)的影響。在高脂血癥動(dòng)物模型或者高脂血癥患者中，脂質(zhì)代謝的紊亂會(huì)引起AMPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路的激活，進(jìn)而影響機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因及蛋白的表達(dá)，造成機(jī)體內(nèi)的能量代謝降低、脂肪生成的增加以及脂質(zhì)

氧化減少。AMPK作為一種中樞代謝傳感器，調(diào)節(jié)葡萄糖、脂質(zhì)和膽固醇代謝，主要在肝臟、骨骼肌、胰腺和脂肪組織中表達(dá)。AMPK的磷酸化（pAMPK）通過(guò)抑制ACC和SREBP1的活性，抑制脂質(zhì)合成。本研究發(fā)現(xiàn)，與HFD組相比，KMOS組小鼠

AMPK

基因顯著下調(diào)（圖4），但肝臟中pAMPK/AMPK蛋白的表達(dá)顯著上調(diào)（圖5B 3 ）。對(duì)高脂飼料誘導(dǎo)的高脂血癥小鼠灌胃400 mg/kg蓮藕可溶性膳食纖維與多酚的復(fù)合物干預(yù)7 周之后發(fā)現(xiàn)，小鼠肝臟中脂質(zhì)

氧化基因

CPT-1A

顯著上調(diào)，脂肪合成相關(guān)的基因

SPEBP1

FAS

顯著下調(diào)，同時(shí)逆轉(zhuǎn)了pAMPK/AMPK和CPT-1A蛋白表達(dá)水平的降低。研究表明，澳洲牛油果油對(duì)HFD飲食誘導(dǎo)的高脂血癥小鼠干預(yù)30 d后，可降低小鼠血液中TC、TG和LDL-C水平，升高HDL-C水平，有效降低體質(zhì)量和臟器指數(shù)，改善血脂水平，此外，還能激活A(yù)MPK/Nrf2信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)，改善小鼠肝臟脂質(zhì)蓄積。SREBP1調(diào)節(jié)下游從頭生脂基因

ACC

FAS

的表達(dá)，調(diào)控TG、脂肪酸和膽固醇的合成，從而抑制肝臟脂肪生成。PPAR與脂質(zhì)代謝密切相關(guān)，其中PPARα蛋白在脂肪形成和能量代謝等代謝性疾病中發(fā)揮重要作用，涉及多種基因的表達(dá)。CPT-1A和PPARα的升高可以調(diào)節(jié)脂肪酸

氧化，防止肝臟中脂質(zhì)過(guò)度積累和減輕肝臟損傷。C57BL/6J小鼠經(jīng)益生菌發(fā)酵米蕎麥干預(yù)8 周后，顯著抑制肝臟中

HMGCR

SREBP1

基因的表達(dá)，并促進(jìn)脂肪氧化基因

PPARα

CPT-1A

的表達(dá)。螺旋藻多糖干預(yù)高糖高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠8 周，下調(diào)肝臟

ACC

SREBP1

基因表達(dá)和上調(diào)

PPARα

基因表達(dá)，改善脂質(zhì)代謝紊亂，青稞中的花青素B 1 和香豆素酸通過(guò)PPARα介導(dǎo)肝臟脂質(zhì)代謝，改善高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥。倍他斯汀通過(guò)調(diào)節(jié)肝臟AMPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路有效改善奧氮平誘導(dǎo)的血脂異常。pAMPK/AMPK蛋白受到刺激后會(huì)迅速激活SREBP1蛋白受體的表達(dá)阻止脂質(zhì)合成；SREBP1蛋白激活抑制

ACC

基因和HMGCR蛋白的表達(dá)阻止脂質(zhì)合成；

ACC

基因激活促進(jìn)

CPT-1

基因和

PPARα

基因及蛋白的表達(dá)，增強(qiáng)脂質(zhì)的

氧化。本研究結(jié)果表明，KMOS激活脂質(zhì)代謝AMPK/SREBP1/PPARα蛋白信號(hào)通路，顯著下調(diào)

ACC

SREBP1

HMGCR

基因表達(dá)（圖4），顯著上調(diào)

CPT-1A

PPARα

基因的表達(dá)，KMOS顯著上調(diào)pAMPK/AMPK和PPARα蛋白的表達(dá)，下調(diào)SREBP1和HMGCR蛋白的表達(dá)（圖5A）。因此，KMOS可改善高脂血癥，其機(jī)制可能是通過(guò)激活A(yù)MPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路增強(qiáng)脂質(zhì)代謝，進(jìn)而調(diào)節(jié)能量代謝和改善肝組織損傷。

結(jié) 論

本研究通過(guò)建立HFD飲食誘導(dǎo)高脂血癥模型小鼠，探討KMOS對(duì)脂質(zhì)代謝穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明，KMOS顯著降低了高脂血癥小鼠的體質(zhì)量增量（26.8%）、降低血清中TC、TG、LDL-C含量水平，升高HDL-C水平，改善肝臟和附睪脂肪組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)，KMOS通過(guò)激活肝臟AMPK/SREBP1/PPARα信號(hào)通路中相關(guān)蛋白的表達(dá)，PPARα和pAMPK/AMPK相對(duì)表達(dá)量分別升高了26.4%和3.9 倍，HMGCR和SREBP1相對(duì)表達(dá)量分別降低57.8%和42.7%，增強(qiáng)脂質(zhì)氧化和降低脂質(zhì)合成，有效緩解高脂飲食誘發(fā)的脂質(zhì)代謝紊亂，抑制高脂血癥的發(fā)展。因此，KMOS有望作為一種發(fā)揮抗高脂血癥功能活性新型膳食補(bǔ)充劑。

本文《魔芋甘露寡糖對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)高脂血癥小鼠脂質(zhì)代謝紊亂的改善作用》來(lái)源于《食品科學(xué)》2025年46卷第17期161-169頁(yè)，作者：花朋朋，李延嘯，栗君誼，閆巧娟，劉海杰，江正強(qiáng)*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250306-053。點(diǎn)擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關(guān)信息。

實(shí)習(xí)編輯：普怡然 ；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來(lái)源于文章原文及攝圖網(wǎng)。