◎ 杜玉蘭,嚴(yán)建剛,毛新亮,吳曉春,柳 嘉,段盛林,李曉敏
(1.完美(廣東)日用品有限公司,廣東 中山 528400;2.中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院有限公司,北京 100015;3.廣東完美生命健康科技研究院有限公司,廣東 中山 528400)
肝臟是人體功能最多、最復(fù)雜的,也是參與食物代謝最重要的器官,在身體里扮演著去氧化、儲(chǔ)存糖原及合成蛋白質(zhì)、膽汁等作用。肝臟損傷時(shí)會(huì)導(dǎo)致糖耐量降低、蛋白質(zhì)和脂類代謝紊亂、水和電解質(zhì)紊亂、三酰甘油增多、血氨增高及凝血功能障礙等問題[1],所以肝病一直以來都是危害人類健康的一大殺手。
市場(chǎng)上也研制成功出一些護(hù)肝的保健食品和藥品,不過目前此類產(chǎn)品多數(shù)效果不明顯,或者有毒副作用,存在一定的市場(chǎng)局限性。完美(中國(guó))有限公司與中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院合作,經(jīng)過多年深入研究開發(fā)出一款具有高蛋白且富含洛伐他丁、原花青素、黃酮類等活性成分的功能米。因此,本研究利用斑馬魚酒精肝損傷模型測(cè)定和比較斑馬魚肝臟脂肪光密度及功能米保肝護(hù)肝作用,明確完美(中國(guó))有限公司研發(fā)的功能米保肝、護(hù)肝的功效。
斑馬魚是一種脊椎動(dòng)物亞門輻鰭魚綱鯉科的小型魚類,具有飼養(yǎng)方便、繁殖能力強(qiáng)、胚胎透明、能在顯微鏡下進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察等特點(diǎn),最重要一點(diǎn)是其基因序列與人類基因序列保持高度的相似性[2],其心血管系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、肝臟等消化系統(tǒng)以及神經(jīng)系統(tǒng)等的發(fā)育機(jī)制和特點(diǎn)都與人類極其相似[3]。斑馬魚也被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)列為繼人和嚙齒類鼠之后的第三大模式生物,已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究和藥物篩選中[4-5]。本研究利用1%無(wú)水乙醇斑馬魚酒精肝損傷模型,通過Image-Pro Plus 6.0圖像處理軟件進(jìn)行圖像分析,計(jì)算斑馬魚肝臟脂肪光密度、保肝作用,評(píng)價(jià)樣品保肝、護(hù)肝功效。此評(píng)價(jià)方法成本低、耗時(shí)短、簡(jiǎn)單、直觀,對(duì)以后評(píng)價(jià)樣品保肝、護(hù)肝作用有借鑒意義。
黑色素等位基因突變型半透明Albino品系斑馬魚,以自然成對(duì)交配方式進(jìn)行繁殖。年齡為受精后5 d,飼養(yǎng)于28 ℃的養(yǎng)魚用水中(水質(zhì):每1 L反滲透水中加入200 mg速溶海鹽,電導(dǎo)率為480~510 μS·cm-1;pH為6.9~7.2;硬度為53.7~71.6 mg·L-1CaCO3),實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào)為:SYXK(浙)2012-0171。飼養(yǎng)管理符合國(guó)際AAALAC認(rèn)證的要求。
1.2.1 樣品
完美牌幸馥稻(宜甘)樣品(簡(jiǎn)稱RD045-01功能性工程米):完美牌幸馥稻(宜甘)是以糙米、大豆分離蛋白、葛根提取物、玉米肽、山楂粉、紫薯粉和黑米粉等為主要原料制成的紫色、米形功能米,樣品用粉碎機(jī)打成粉末后用純水配制成50 mg·mL-1母液,搖床上下混勻1 h后,離心取上清用作功效評(píng)價(jià),用養(yǎng)魚用水按需稀釋。
RU-21安體普解酒片,白色片劑,購(gòu)自Spirit Sciences USA,臨用時(shí)用純水配制成100 mg·mL-1的母液備用,用養(yǎng)魚用水按需稀釋。
1.2.2 試劑
無(wú)水乙醇、甲基纖維素,購(gòu)自阿拉丁試劑(上海)有限公司;油紅O,購(gòu)自Sigma;4%多聚甲醛,購(gòu)自鼎國(guó)生物。
SZX7解剖顯微鏡(Olympus)、TK-C1481EC顯微鏡相連的相機(jī)、CP214精密電子天平(Ohaus)。
用1%的無(wú)水乙醇處理5 dpf黑色素等位基因突變型半透明Albino品系斑馬魚30 h,建立斑馬魚酒精性脂肪肝模型。
隨機(jī)選取180尾受精后5 d(5 dpf)黑色素等位基因突變型半透明Albino品系斑馬魚于六孔板中,每孔(實(shí)驗(yàn)組)均處理30尾斑馬魚,用1%的無(wú)水乙醇誘發(fā)斑馬魚酒精性脂肪肝。分別水溶給予RD045-01(功能性工程米)500 μg·mL-1、1 000 μg·mL-1、1 500 μg·mL-1和2 000 μg·mL-1濃度,同時(shí)設(shè)置正常對(duì)照組(養(yǎng)魚用水處理斑馬魚)和模型對(duì)照組,每孔(實(shí)驗(yàn)組)容量為3 mL。RD045-01(功能性工程米)與無(wú)水乙醇共同處理30 h后,觀察記錄斑馬魚的表型和死亡情況,根據(jù)斑馬魚的毒性反應(yīng)和死亡情況確定RD045-01(功能性工程米)對(duì)酒精性脂肪肝模型斑馬魚身體狀況的影響。
1.6.1 分組及給樣
隨機(jī)選取180尾受精后5 d(5 dpf)黑色素等位基因突變型半透明Albino品系斑馬魚于六孔板中,每孔(實(shí)驗(yàn)組)30尾斑馬魚,用無(wú)水乙醇誘發(fā)斑馬魚酒精性脂肪肝。分別水溶給予RD045-01功能性工程米222 μg·mL-1、667 μg·mL-1和2 000 μg·mL-1濃度,陽(yáng)性對(duì)照藥“RU21”50 μg·mL-1濃度,同時(shí)設(shè)置正常對(duì)照組(養(yǎng)魚用水處理斑馬魚)和模型對(duì)照組,每孔(實(shí)驗(yàn)組)容量為3 mL。處理時(shí)間為30 h。
1.6.2 評(píng)價(jià)方法
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,用油紅O進(jìn)行染色,染色后每個(gè)實(shí)驗(yàn)組隨機(jī)選取10尾斑馬魚在解剖顯微鏡下拍照并采集數(shù)據(jù),用Image-Pro Plus 6.0圖像處理軟件進(jìn)行圖像分析,計(jì)算斑馬魚肝臟脂肪光密度總和(S),并進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì),根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義評(píng)價(jià)樣品肝保護(hù)作用,統(tǒng)計(jì)學(xué)處理結(jié)果用mean±SE表示,樣品肝保護(hù)作用計(jì)算公式如下:
1.6.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
用方差分析和Dunnett’s T-檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,p<0.05表明具有顯著性差異,p<0.01為差異極顯著。
在實(shí)驗(yàn)期間觀察期間斑馬魚的表型狀態(tài)良好,活動(dòng)自如,無(wú)一尾斑馬魚死亡。說明RD045-01功能性工程米在2 000 μg·mL-1濃度及以下時(shí),對(duì)酒精性脂肪肝模型斑馬魚未產(chǎn)生任何明顯的毒副作用,也未引起死亡。詳見表1。
表1 各實(shí)驗(yàn)組對(duì)斑馬魚身體狀況的影響表(n=30)
斑馬魚用油紅O進(jìn)行染色,在解剖顯微鏡下拍照分析,斑馬魚肝組織病理變化情況見圖1。
圖1 各實(shí)驗(yàn)組對(duì)斑馬魚肝臟形態(tài)變化影響圖
用Image-Pro Plus 6.0圖像處理軟件進(jìn)行圖像分析,計(jì)算斑馬魚肝臟脂肪光密度總和(S),并進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì),根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義評(píng)價(jià)樣品肝保護(hù)作用,統(tǒng)計(jì)學(xué)處理結(jié)果用mean±SE表示。處理數(shù)據(jù)匯總見表2。
表2 各實(shí)驗(yàn)組對(duì)斑馬魚肝臟脂肪光密度總和及保肝護(hù)肝作用對(duì)比表(n=10)
由表2可知,模型對(duì)照組斑馬魚肝臟光密度總和(2 954像素)與正常對(duì)照組(997像素)相比差異性極顯著(p<0.01),表明模型建立成功;陽(yáng)性對(duì)照藥“RU21”50 μg·mL-1濃度組斑馬魚肝臟光密度總和為2 022像素,與模型對(duì)照組相比差異性極顯著(p<0.01),其對(duì)斑馬魚保肝護(hù)肝作用為48%,說明“RU21”陽(yáng)性對(duì)照藥對(duì)斑馬魚酒精性脂肪肝有保護(hù)作用;RD045-01功能性工程米222 μg·mL-1、667 μg·mL-1和2 000 μg·mL-1濃度組斑馬魚肝臟光密度總和分別為2 720、2 705和2 179像素,保肝護(hù)肝作用分別為12%、13%和40%,與模型對(duì)照組比較,222 μg·mL-1和667 μg·mL-1濃度組p>0.05,2 000 μg·mL-1濃度組p<0.01,表明RD045-01功能性工程米在2 000 μg·mL-1濃度條件下對(duì)斑馬魚酒精性脂肪肝有保護(hù)作用。對(duì)比分析詳見圖2和圖3。
圖2 各實(shí)驗(yàn)組對(duì)斑馬魚肝臟光密度總和對(duì)比圖
圖3 各實(shí)驗(yàn)組對(duì)斑馬魚肝保護(hù)作用對(duì)比圖
本研究中的RD045-01功能性工程米是以糙米、大豆分離蛋白、紫薯粉、黑米粉為主要原料并添加葛根提取物、玉米肽、山楂提取物、紅曲米等功效成分,通過生物耦合擠壓重組技術(shù)制成的營(yíng)養(yǎng)豐富,蒸煮后風(fēng)味、形狀等與普通大米類似的一種工程米。通過斑馬魚實(shí)驗(yàn)證明RD045-01功能性工程米對(duì)無(wú)水乙醇誘發(fā)的斑馬魚酒精性脂肪肝有保護(hù)作用,且呈劑量正相關(guān)性。其作用機(jī)理可能是RD045-01功能性工程米能增強(qiáng)體內(nèi)乙醇代謝,減少肝損傷,恢復(fù)肝活力。