汪雨亭，陳挺強(qiáng)，王娟

（華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州510641）

香蕉低聚糖對小鼠臟器的影響研究

汪雨亭，陳挺強(qiáng)，王娟*

（華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州510641）

選取皇帝蕉（Musa AA Pisang Mas）和粉蕉（Musa ABB Pisang Awak），提取低聚糖后分別設(shè)置2種濃度[高劑量組2.5 g/（kg·BW·d）和低劑量組1.25 g/（kg·BW·d）]，通過測定灌胃4周的小鼠臟器質(zhì)量（包括心、肝、脾、肺、腎、胃）和臟器系數(shù)，結(jié)合掃描電鏡技術(shù)觀察小鼠肝臟、脾臟器官的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，考察香蕉低聚糖對受試小鼠臟器的影響。臟器質(zhì)量和臟器系數(shù)結(jié)果表明，空白組與四組劑量組之間、4組劑量組內(nèi)的各臟器間的差異均不具有顯著性（P＞0.05）；同時(shí)肝臟和脾臟的掃描電鏡觀察亦未發(fā)現(xiàn)明顯區(qū)別，說明2種香蕉在兩種濃度下未對受試小鼠的臟器造成明顯的變化或不良的影響。

香蕉；低聚糖；臟器系數(shù)；掃描電鏡

香蕉（Masa parasdisiac），又名甘蕉、芭蕉等，屬芭蕉科（Musaceae）芭蕉屬（Musa），多年生單子葉大型草木[1]。香蕉是全球貿(mào)易量最大、鮮果消費(fèi)量最大的水果，栽培區(qū)域遍及全球超過100個(gè)國家和地區(qū)，主要集中在南北緯20°區(qū)間的熱帶、亞熱帶地區(qū)[2]。作為一款老少咸宜的水果，香蕉果實(shí)營養(yǎng)豐富[3]，且具有良好的保健功能[4]。

目前國內(nèi)外針對香蕉低聚糖的的研究相對匱乏，除Wang等[5]曾設(shè)計(jì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)大蕉低聚糖具有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)的效果外鮮見報(bào)道。本文通過測定灌胃四周的小鼠的臟器系數(shù)（包括心、肝、脾、肺、腎、胃），結(jié)合掃描電鏡技術(shù)觀察小鼠肝臟、脾臟器官的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，考察香蕉低聚糖對受試小鼠臟器的影響，以期豐富香蕉低聚糖研究領(lǐng)域的研究資料。

1 材料與設(shè)備

1.1 材料

昆明種小白鼠：無特定病原體（Specific pathogen Free，SPF）級別，雄性，初始體重為12 g～15 g，由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，許可證號：SCXK（粵）2013－0002。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已獲華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理審查委員會批準(zhǔn)。按要求喂養(yǎng)受試動(dòng)物，脫頸處死后取其臟器作為研究對象。

1.2 試劑

香蕉低聚糖：華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院自制[6]；0.1 mol/L PBS緩沖液（pH7.4），2.5%戊二醛（體積分?jǐn)?shù)，0.1 mol/L PBS緩沖液配制，pH=7.4）、1%（體積分?jǐn)?shù)）鋨酸、50%～100%（體積分?jǐn)?shù)）乙醇、醋酸異戊酯：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)測試中心提供。

1.3 儀器設(shè)備

JA－1003電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；FEI－XL 30：環(huán)境掃描電子顯微鏡：荷蘭FEI有限公司；SCD500型離子濺射儀：瑞士Bal－Tec有限公司；HCP－2型臨界點(diǎn)干燥儀：瑞士Bal－Tec有限公司。

1.4 動(dòng)物分組

在實(shí)驗(yàn)條件下，經(jīng)3 d～5 d適應(yīng)性喂養(yǎng)后，隨機(jī)對受試小鼠進(jìn)行分組。選取皇帝蕉（Musa AA Pisang Mas）和粉蕉（Musa ABB Pisang Awak），分別設(shè)置2種濃度[高劑量組2.5 g/（kg·BW·d）和低劑量組1.25 g/（kg· BW·d）]開展實(shí)驗(yàn)。共設(shè)置5個(gè)實(shí)驗(yàn)組（每組10只小鼠）：空白對照組、皇帝蕉高劑量組、皇帝蕉低劑量組、粉蕉高劑量組和粉蕉低劑量組。

1.5 飼養(yǎng)方法

香蕉低聚糖均經(jīng)口灌胃給予受試小鼠，空白對照組同樣途徑給予蒸餾水，全部小鼠均以SPF級飼料喂飼。于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心飼養(yǎng)，屏障環(huán)境[恒溫（23±3）℃，恒濕50%～70%，安靜潔凈，晝夜各12 h交替]。連續(xù)正常培養(yǎng)四周后，脫頸處死取其新鮮臟器，按要求處理得到待測樣品。

2 方法

2.1 臟器質(zhì)量及臟器系數(shù)的測定

連續(xù)給予受試樣品四周，稱重后立即脫頸椎處死動(dòng)物，剖腹取小鼠心臟、肝臟、脾臟、腎臟、胃、小腸并稱重。各項(xiàng)臟器系數(shù)由下列公式計(jì)算得到[7]：

使用SPSS Statistics 20統(tǒng)計(jì)軟件分析所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，方差分析（Analysis of variance，ANOVA）前先進(jìn)行方差同質(zhì)性檢驗(yàn)（Homogeneity of variance）；選擇Duncan多范圍檢驗(yàn)（Duncan’s multiple range test）進(jìn)行兩兩比較；顯著性水平選擇0.01和0.05；數(shù)據(jù)以x+s表示。

2.2 掃描電鏡實(shí)驗(yàn)

連續(xù)給予受試樣品4周，稱重后立即脫頸椎處死動(dòng)物，剖腹取新鮮的小鼠肝臟、脾臟。

樣品的處理方式為雙固定臨界點(diǎn)干燥[8]，主要流程為：取樣→前固定→后固定→脫水→過渡→干燥→鍍金→觀察。

3 結(jié)果與分析

3.1 臟器指標(biāo)的測定結(jié)果

臟器系數(shù)又稱為臟體比系數(shù)，指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物臟器與其體重的質(zhì)量之比。健康正常的動(dòng)物的臟器系數(shù)是相對恒定的數(shù)值，因此該系數(shù)可用來衡量動(dòng)物的臟器是否受到不良影響，是動(dòng)物毒理學(xué)研究中一項(xiàng)重要指標(biāo)[9]。

實(shí)驗(yàn)期間各組受試動(dòng)物的精神狀態(tài)和健康狀態(tài)良好，各項(xiàng)生理活動(dòng)正常。解剖觀察發(fā)現(xiàn)，所有受試小鼠的臟器形態(tài)健康，未發(fā)生明顯病變。兩種香蕉低聚糖對受試小鼠的臟器重量和臟器系數(shù)的影響結(jié)果分別如表1和表2所示。

表1 低聚糖對小鼠臟器重量的影響Table 1 Organ weight of the experimental mice

表2 受試小鼠臟器系數(shù)值Table 2 Organ coefficient of the experiment mice

由表1和表2可知，在臟器重量和臟器系數(shù)兩個(gè)考察項(xiàng)目上，空白對照組與四組劑量組之間、四組劑量組內(nèi)的各臟器（心、肝、脾、肺、腎、胃）間的差異均不具有顯著性（P＞0.05），說明在實(shí)驗(yàn)期間，受試樣品對受試小鼠未造成明顯的臟器變化。

夏介英等[10]對28日齡、56日齡和114日齡的正常健康生長的SPF級昆明小鼠的主要臟器重量和系數(shù)作了測定，取其與本實(shí)驗(yàn)相近日齡的雄性小鼠數(shù)據(jù)相比較發(fā)現(xiàn)，本實(shí)驗(yàn)中各組受試小鼠主要臟器重量和系數(shù)數(shù)據(jù)與其接近，說明本實(shí)驗(yàn)中各組受試小鼠的生長發(fā)育狀況良好，受試樣品未對受試小鼠造成不良影響。

3.2 掃描電鏡觀察肝臟和脾臟結(jié)果

肝臟是哺乳動(dòng)物機(jī)體內(nèi)非常重要的代謝器官，有“解毒排毒”的功能，因此對生物染毒或病變有一定的指向功能；脾臟是哺乳動(dòng)物機(jī)體內(nèi)非常重要的免疫器官，含有大量的淋巴細(xì)胞，是機(jī)體發(fā)揮免疫作用的中心。因此，選取這兩種器官作為觀察對象。作為一類獲取生物樣品表面微觀形態(tài)的重要手段，掃描電鏡技術(shù)（Scanning Electron Microscope，SEM）已廣泛用于生物學(xué)研究中，具有制樣簡單、分辨率高、立體感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在動(dòng)物臟器觀察上的應(yīng)用頗多[11-14]，因此，該方法的可靠性較高。

3.2.1 肝臟

肝小葉是肝臟的基本結(jié)構(gòu)和功能單位，由中央靜脈串起的一塊塊單層肝細(xì)胞組成，稱為肝板（或肝索），周家興等[15]曾形容這單層細(xì)胞結(jié)構(gòu)為海綿骨架，細(xì)胞縫隙則是肝血竇。利用掃描電鏡在800倍放大倍數(shù)下可清晰觀察肝細(xì)胞板結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 掃描電鏡下實(shí)驗(yàn)小鼠肝臟結(jié)構(gòu)（SEM，800×）Fig.1 Microstructure of liver organ of the experimental mice under scanning electron microscope 800×

由圖可見肝細(xì)胞板切面整齊，紋理清晰，細(xì)胞排列緊密有序，單位面積內(nèi)細(xì)胞數(shù)量相當(dāng)，同時(shí)未見明顯特異肝血竇或突變區(qū)域。比較五組受試肝臟切片，未發(fā)現(xiàn)明顯差異。

肝細(xì)胞是構(gòu)成肝臟的主要細(xì)胞，主要由DNA和組蛋白構(gòu)成，內(nèi)含豐富的細(xì)胞器。利用掃描電鏡在3 200倍下觀察肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 掃描電鏡下實(shí)驗(yàn)小鼠肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)（SEM，3 200×）Fig.2 Microstructure of liver cell of the experimental mice under scanning electron microscope 3 200×

由圖可清晰觀察到單個(gè)肝細(xì)胞的形態(tài)多呈橢圓（圖中圓框所示），形態(tài)飽滿；可清晰分辨暴露的細(xì)胞核（圖中方框所示）和眾多散落的線粒體等細(xì)胞器。比較五組受試肝臟切片，在單個(gè)細(xì)胞層面，皇帝蕉兩劑量組相比其余三組，暴露的細(xì)胞器更多，但差別不大；但整體而言，五組受試肝臟切片細(xì)胞皆飽滿，細(xì)胞核未見萎縮，擁有數(shù)量眾多的線粒體等細(xì)胞器。

3.2.2 脾臟

脾臟是哺乳動(dòng)物機(jī)體內(nèi)非常重要的免疫器官，其組成可分為白髓（由大量的密集的淋巴細(xì)胞組成，特異性免疫應(yīng)答的主要發(fā)生場所）、紅髓（由脾血竇和脾索組成，吞噬作用的主要發(fā)生場所）和邊緣區(qū)（白髓和紅髓的交界處，捕獲、識別抗原并誘發(fā)應(yīng)答的主要場所）三部分[16]。

利用掃描電鏡在800倍放大倍數(shù)下觀察脾臟細(xì)胞，如圖3所示。由圖可見，5組受試脾臟切片結(jié)構(gòu)相似：都是由交織成網(wǎng)的脾索內(nèi)“包裹”著數(shù)量巨大的淋巴細(xì)胞。比較五組受試脾臟切片，未發(fā)現(xiàn)明顯差異。

圖3 掃描電鏡下實(shí)驗(yàn)小鼠脾臟微結(jié)構(gòu)（SEM，800×）Fig.3 Microstructure of spleen organ of the experimental mice under scanning electron microscope 800×

圖4 掃描電鏡下實(shí)驗(yàn)小鼠脾臟細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)（SEM，6 400×）Fig.4 Ultrastructure of spleen cell of the experimental mice under scanning electron microscope 6 400×

利用掃描電鏡在6 400倍放大倍數(shù)下觀察脾臟細(xì)胞，如圖4所示。由圖可見，5組受試脾臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成均相當(dāng)復(fù)雜，充滿了各類數(shù)量巨大的淋巴細(xì)胞，大小不一，形態(tài)各異，表面光滑程度不一；粗細(xì)不一的微血管交錯(cuò)成網(wǎng)；該放大倍數(shù)下可觀察到部分脾臟細(xì)胞表面存在褶皺。比較五組受試脾臟切片，從單張切片結(jié)果上看，皇帝蕉低劑量組相比其余4組，其微血管分布相對更繁雜；但整體而言，從細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)、細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞數(shù)量等方面看，5組受試脾臟切片差異不明顯。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)測定了受試小鼠的臟器質(zhì)量和臟器系數(shù)兩個(gè)指標(biāo)，結(jié)果表明空白組與四組劑量組之間、四組劑量組內(nèi)的各臟器（心、肝、脾、肺、腎、胃）間的差異均不具有顯著性（P＞0.05），說明兩種香蕉（皇帝蕉和粉蕉）在設(shè)置的兩個(gè)濃度下未對受試小鼠的臟器造成明顯的變化；同時(shí)與已發(fā)表文獻(xiàn)里的數(shù)據(jù)相比較，本實(shí)驗(yàn)中各組受試小鼠數(shù)據(jù)與其接近，說明各組受試小鼠的生長發(fā)育狀況良好，受試樣品未對受試小鼠造成不良影響。

同時(shí)利用掃描電鏡技術(shù)觀察受試小鼠的肝臟和脾臟的超微結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明：總體而言，五組受試小鼠間的肝臟和脾臟切片的掃面電鏡結(jié)果趨于一致，無論是從結(jié)構(gòu)組成（組織的復(fù)雜程度、單位面積上的細(xì)胞密度等）還是從單個(gè)細(xì)胞（細(xì)胞的飽滿程度、細(xì)胞器的豐富程度、表面微觀結(jié)構(gòu)等）考察，五組之間呈現(xiàn)高度相似的結(jié)果，同時(shí)未觀察到明顯的病變情況，說明2種香蕉（皇帝蕉和粉蕉）在設(shè)置的2個(gè)濃度下對小鼠肝臟和脾臟未造成不良的影響。

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Effects of Banana Oligosaccharides on the Mice Organs

WANG Yu－ting，CHEN Ting－qiang，WANG Juan*
（School of Food Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510641，Guangdong，China）

Oligosaccharides were extracted from two cultivars of bananas（Musa AA Pisang Mas and Musa ABB Pisang Awak）separately，and 2 dose groups 2.5 g（/kg·BW·d）and 1.25 g（/kg·BW·d）were set up for each variety.The weight and coefficient of major organs（including heart，liver，spleen，lung，kidney，stomach）of mice were measured；the liver and spleen were extra observed using scanning electron microscopy（SEM）to evaluate effects of banana oligosaccharides（BOS）on the mice organs.Results showed that neither the difference between the control group and the dose groups，nor the difference between the four BOS－dose groups were found significant，indicating that BOS had no negative effects on the major organs of mice.

banana；oligosaccharides；organ coefficient；scanning electron microscopy（SEM）

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.08.001

2016－07－31

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31301530）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（2015ZZ122）

汪雨亭（1993—），女（漢），碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)與工程。

*通信作者：王娟（1981—），女，副研究員，碩士生導(dǎo)師，博士，研究方向：食品科學(xué)與工程。