魏斯晗，張 雷，汪 雄，王文利，程智美，王 潔，張雅麗

（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 北京 100083）

長(zhǎng)期的高糖、高脂飲食會(huì)導(dǎo)致血壓、血脂異常，增加患2 型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生認(rèn)知功能障礙[1]，破壞男性的生殖能力，還可能會(huì)使后代患慢性疾病[2]。此外，高糖、高脂膳食容易導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)過剩，進(jìn)而引發(fā)肥胖。大量流行病學(xué)調(diào)查顯示，肥胖是心腦血管疾病、多種癌癥（如乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌）、骨質(zhì)疏松、骨關(guān)節(jié)炎等多種慢性疾病的重要誘因。調(diào)查報(bào)告表明，目前世界上超重人口數(shù)量已經(jīng)超過偏瘦人口數(shù)量，而中國(guó)的肥胖人口已趕超美國(guó)，列于首位[3]。高BMI 和高空腹血糖等代謝風(fēng)險(xiǎn)已成為傷殘調(diào)整壽命年（Disability adjusted life year）升高的主要原因[4]。尋找具有干預(yù)這些慢性代謝疾病的天然活性成分成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

利用傳統(tǒng)的小鼠、大鼠、豬等動(dòng)物模型檢測(cè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，還需有特定的動(dòng)物房以及足夠的經(jīng)費(fèi)，而且難以進(jìn)行大批量天然活性成分檢測(cè)。本試驗(yàn)以秀麗線蟲為模式動(dòng)物，秀麗線蟲由于全基因組序列已知，超過60%的基因與人類疾病基因同源，而且糖脂代謝途徑的核心基因與高等生物在序列上極度保守，與許多哺乳動(dòng)物脂肪生成和脂解酶具有同源性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到肥胖和糖脂損傷等研究中。秀麗線蟲的培養(yǎng)和操作簡(jiǎn)易的特點(diǎn)可以有助于在動(dòng)物體內(nèi)水平快速篩選大量有功效的天然產(chǎn)物，縮短研究周期，減少經(jīng)費(fèi)投入。

胡椒堿（Piperine）的結(jié)構(gòu)見圖1a，是存在于多種胡椒屬植物果實(shí)中的一種生物堿，為其辛辣味成分之一，為胡椒中的主要活性物質(zhì)。我國(guó)早在唐代就開始用胡椒來治療癲癇癥，是國(guó)產(chǎn)植物類療抗癲癇藥伊來西胺片的主要成分，也常被用來治療驚厥癥?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)胡椒堿具有抗腫瘤、抗氧化、鎮(zhèn)靜、降糖、降脂等多種藥理活性。胡椒堿可以抑制由肥胖引起的炎癥[5]，給高熱量飲食大鼠補(bǔ)充胡椒堿后，可減輕血壓異常情況，改善葡萄糖耐量和主動(dòng)脈環(huán)反應(yīng)性，降低血漿氧化應(yīng)激和炎癥參數(shù)，減輕心臟和肝臟炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維化，改善肝功能[6]。靜脈注射胡椒堿可以降低血壓正常大鼠的平均動(dòng)脈壓，且呈劑量依賴（1～10 mg/kg）[7]。此外，胡椒堿作為生物利用度增強(qiáng)劑，可以提高很多具有降糖、降脂功效藥物的生物利用度[8]。

目前還沒有貝萼皂苷元、芍藥色素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-蕓香糖苷對(duì)糖/脂損傷線蟲修復(fù)機(jī)制的研究，而3 種天然產(chǎn)物都具有潛在的降糖、降脂功效。貝萼皂苷元（Bayogenin）的結(jié)構(gòu)見圖1b，屬于五環(huán)三萜類物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，貝萼皂苷元是一種中等強(qiáng)度的糖原磷酸化酶抑制劑，可以有效抑制糖原分解，降低血糖濃度[9]。貝萼皂苷元是貝萼皂苷的組成部分，而貝萼皂苷是一種苜蓿皂苷[10]。苜蓿是一種多年生豆科牧草，不僅可用于家畜飼養(yǎng)，也是一種歷史悠久的食物，富含粗蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等成分，具有降血脂、清熱解毒等功效。苜蓿皂苷是一種重要的活性物質(zhì)，具有抗氧化、抗腫瘤，抑菌殺蟲，調(diào)節(jié)脂類代謝，降膽固醇等多種藥理作用[11]。有研究[12]發(fā)現(xiàn)苜蓿皂苷可以促進(jìn)體內(nèi)膽固醇的排出；還有研究[13]發(fā)現(xiàn)苜蓿皂苷可降低動(dòng)物及人類器官血漿膽固醇水平。

芍藥色素-3-O-葡萄糖苷和天竺葵素-3-O-蕓香糖苷都是花色苷類化合物。芍藥色素-3-O-葡萄糖苷的結(jié)構(gòu)見圖1c。有研究報(bào)道芍藥色素-3-O-葡萄糖苷具有消炎作用[14]。紫小麥中芍藥色素-3-O-葡萄糖苷占總花色苷的含量為39.9%。另外，芍藥色素-3-O-葡萄糖苷也是黑米的主要花色苷[15]。有研究發(fā)現(xiàn)紫小麥的甲醇提取物能夠延長(zhǎng)野生型秀麗線蟲和氧化應(yīng)激敏感型mev-1 突變體壽命[16]。

天竺葵素-3-O-蕓香糖苷的結(jié)構(gòu)見圖1d。天竺葵素-3-O-蕓香糖苷存在于多種水果中，如覆盆子、桑葚、櫻桃、草莓[17-19]。在草莓中其含量為24.7～50.9 μg/g，占草莓總抗氧化活性的8.3%[20]?；ㄉ帐腔ㄉ嘏c糖以糖苷鍵連接而成的一種類黃酮類物質(zhì)，廣泛存在于植物的果實(shí)、花、莖葉和根器官的細(xì)胞液中。有研究表明，花色苷是一種強(qiáng)抗氧化劑，具有降血脂[21]，減輕高脂飼喂小鼠體重[22]等效果，其清除自由基的能力與環(huán)結(jié)構(gòu)上的酚羥基有關(guān)，抗氧化能力受羥基化和糖基化的調(diào)節(jié)[23]。

圖1 4 種天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of four natural products

本試驗(yàn)中所研究的4 種天然產(chǎn)物為胡椒堿、貝萼皂苷元、芍藥色素-3-O-葡萄糖苷和天竺葵素-3-O-蕓香糖苷，以胡椒堿為對(duì)照，通過觀察它們對(duì)糖/脂損傷秀麗線蟲的生殖能力、生長(zhǎng)發(fā)育、平均壽命3 個(gè)生理指標(biāo)的影響，判斷其對(duì)糖/脂損傷秀麗線蟲模型的修復(fù)作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑 野生型秀麗線蟲N2，由美國(guó)CGC（Caenorhabditis Genetics Center）提供。線蟲的培養(yǎng)采用線蟲生長(zhǎng)培養(yǎng)基（NGM），以大腸桿菌（Escherichia coli）OP 50 為食物飼喂，在22℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

硬脂酸，北京索萊寶科技有限公司；蔗糖，北京藍(lán)弋化工產(chǎn)品有限責(zé)任公司；貝萼皂苷元、芍藥色素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-蕓香糖苷，成都埃法生物；胡椒堿，北京百靈威科技有限公司；所有天然產(chǎn)物單體均為色譜純級(jí)。

線蟲培養(yǎng)基組成：3 g/L 氯化鈉、2.5 g/L 胰蛋白胨、17 g/L 瓊脂粉、1 mmol/L 硫酸鎂、1 mmol/L氯化鈣、25 mmol/L 磷酸鉀緩沖液（pH 6.0）、5 mmol/L 膽固醇乙醇溶液。

含糖、含脂培養(yǎng)基的配制及活性成分的加入方法參照張林[24]的試驗(yàn)方法。

1.1.2 儀器與設(shè)備 SZ66013ZL 型體視鏡，重慶奧特光學(xué)儀器有限責(zé)任公司；DL-CJ-FND-∏型超凈臺(tái)，北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司；SHP-80 型生化培養(yǎng)箱，上海培因?qū)嶒?yàn)儀器有限公司；LPZX-30KBS 立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；THZ-C 恒溫振蕩箱，太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；0.2 mm 鉑金絲，北京六一儀器廠；一次性無菌塑料平皿（35 mm），江蘇海門市三和龍欣試驗(yàn)儀器總廠。

1.2 方法

1.2.1 秀麗線蟲糖損傷模型構(gòu)建 給野生型秀麗線蟲喂食100 mmol/L 蔗糖，觀察其生殖能力、壽命和身體長(zhǎng)度等生理指標(biāo)，以子代數(shù)量明顯減少而仍能完成生長(zhǎng)發(fā)育為標(biāo)準(zhǔn)，選出合適劑量，構(gòu)建糖損傷秀麗線蟲模型。

1.2.2 秀麗線蟲脂損傷模型構(gòu)建 給野生型秀麗線蟲喂食100 μg/mL 硬脂酸，觀察其生殖能力、壽命和身體長(zhǎng)度等生理指標(biāo)，以子代數(shù)量明顯減少而仍能完成生長(zhǎng)發(fā)育為標(biāo)準(zhǔn)，選出合適劑量，構(gòu)建脂損傷秀麗線蟲模型。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)分組及給藥 以糖損傷秀麗線蟲為對(duì)照組，貝萼皂苷元修復(fù)組（100 mmol/L 蔗糖+50，500，1 000 μg/mL 貝萼皂苷元）；胡椒堿修復(fù)組（100 mmol/L 蔗糖+50，500，1 000 μg/mL 胡椒堿）；芍藥色素-3-O-葡萄糖苷修復(fù)組 （100 mmol/L 蔗糖+50，500，1 000 μg/mL 芍藥色素-3-O-葡萄糖苷）；天竺葵素-3-O-蕓香糖苷修復(fù)組（100 mmol/L蔗糖+50，500，1 000 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷）。

以脂損傷秀麗線蟲為對(duì)照組，貝萼皂苷元修復(fù)組（100 μg/mL 硬脂酸+50，500，1 000 μg/mL 貝萼皂苷元）；胡椒堿修復(fù)組（100 μg/mL 硬脂酸+50，500，1 000 μg/mL 胡椒堿）；芍藥色素-3-O-葡萄糖苷修復(fù)組（100 μg/mL 硬脂酸+50，500，1000 μg/mL 芍藥色素-3-O-葡萄糖苷）；天竺葵素-3-O-蕓香糖苷修復(fù)組 （100 μg/mL 硬脂酸+50，500，1 000 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷）。

1.2.4 生殖能力的測(cè)定 線蟲同期化當(dāng)天記為第0 天，約15 h 后線蟲由卵生長(zhǎng)至L1 期，挑取L1 期幼蟲至做過處理的NGM 培養(yǎng)板上，當(dāng)秀麗線蟲長(zhǎng)至L4 期時(shí)，將每條L4 期線蟲置于一個(gè)培養(yǎng)板上單獨(dú)培養(yǎng)。每天將這條線蟲轉(zhuǎn)移到一個(gè)新培養(yǎng)基上，直到其不再產(chǎn)卵。每次轉(zhuǎn)移后約12 h，清點(diǎn)舊培養(yǎng)基上后代的數(shù)量。最后合計(jì)該蟲一生的產(chǎn)卵總量。每組10 條線蟲，重復(fù)3 次[25]。

1.2.5 身體長(zhǎng)度的測(cè)定 在測(cè)定秀麗線蟲生殖能力的同時(shí)，對(duì)每條秀麗線蟲進(jìn)行身體長(zhǎng)度的測(cè)量，身體長(zhǎng)度可以反映秀麗線蟲的發(fā)育時(shí)期，了解不同處理對(duì)秀麗線蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響。挑取實(shí)驗(yàn)處理后的同期化幼蟲于做過處理的NGM 培養(yǎng)板中，置于體式顯微鏡下，轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿，使秀麗線蟲的身體與標(biāo)尺貼近并盡可能筆直，讀取其身體長(zhǎng)度為多少小格，按照標(biāo)尺與實(shí)際長(zhǎng)度的比例，計(jì)算得到秀麗線蟲的身體長(zhǎng)度。線蟲同期化當(dāng)天記為第0天，之后每隔24 h，記錄線蟲身體長(zhǎng)度，直至第6天。每組10 條線蟲，重復(fù)3 次[25]。

1.2.6 壽命的測(cè)定 挑取L1 期幼蟲至NGM 培養(yǎng)板上，每天將培養(yǎng)板中活著的秀麗線蟲轉(zhuǎn)移至相同的新平板中培養(yǎng)，記錄每天存活的線蟲數(shù)量，直至全部死亡。丟失的秀麗線蟲、因爬到培養(yǎng)皿壁上而死亡的線蟲應(yīng)從統(tǒng)計(jì)中排除。每組20 條線蟲，重復(fù)3 次[25]。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用ANOVA 模塊中的LSD 和Duncan's Test 分析比較組間差異，P＜0.05為差異顯著。采用Origin Pro 8.5 作圖，以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果

2.1 糖/脂損傷模型

野生型秀麗線蟲喂食蔗糖或硬脂酸后其子代情況如圖2所示。圖2a 為線蟲食用蔗糖或硬脂酸后在不同時(shí)間的產(chǎn)卵量，圖2b 為線蟲食用蔗糖或硬脂酸后整個(gè)產(chǎn)卵周期的子代總量。由圖可知，喂食蔗糖和硬脂酸的線蟲，產(chǎn)卵總量顯著下降，表明100 mmol/L 蔗糖和100 μg/mL 硬脂酸顯著破壞線蟲的生殖能力。

圖2 喂食蔗糖或硬脂酸的N2 線蟲產(chǎn)生子代情況Fig.2 Subalgebra of N2 feeding by sucrose or stearic acid

野生型秀麗線蟲喂食蔗糖或硬脂酸后的身體長(zhǎng)度情況如圖3所示。由圖可知對(duì)照組線蟲和喂食蔗糖或硬脂酸的線蟲在生長(zhǎng)期內(nèi)，身長(zhǎng)都呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，在第4 天進(jìn)入產(chǎn)卵期后線蟲身長(zhǎng)趨于穩(wěn)定。喂食蔗糖和硬脂酸的線蟲身長(zhǎng)與對(duì)照組相比生長(zhǎng)期受到顯著抑制，然而隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，仍能發(fā)育成成蟲。

圖3 喂食蔗糖或硬脂酸的N2 線蟲身體長(zhǎng)度Fig.3 Body length of N2 feeding by sucrose or stearic acid

2.2 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷線蟲的修復(fù)作用

2.2.1 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷線蟲生殖能力的影響 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷線蟲生殖能力的影響如圖4所示。由圖可知喂食50～500 μg/mL 范圍內(nèi)的胡椒堿都可以顯著提高糖損傷秀麗線蟲的產(chǎn)卵總量，與對(duì)照組相比，子代總量分別提高9.04%和25%，1 000 μg/mL 的胡椒堿可以顯著降低糖損傷線蟲產(chǎn)卵總量，與對(duì)照組相比降低7.12%。喂食50～1 000 μg/mL 范圍內(nèi)的貝萼皂苷元對(duì)糖損傷線蟲生殖能力均具有顯著的破壞作用，其中喂食1 000 μg/mL 貝萼皂苷元的破壞作用最強(qiáng)，其子代總量與糖損傷組相比降低46.97%。喂食50 μg/mL以下的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷對(duì)線蟲產(chǎn)卵總量無顯著影響，喂食500 μg/mL 和1 000 μg/mL 芍藥色素-3-O-葡萄糖苷的線蟲產(chǎn)卵總量與對(duì)照組相比分別提高2.33%和55.81%。喂食50 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可以顯著破壞糖損傷線蟲的生殖能力，其子代總量與對(duì)照組相比降低9.14%，與對(duì)照組相比，喂食500 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷的線蟲子代總量與糖損傷組相比提高31.03%，喂食1 000 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷的線蟲子代總量與糖損傷組相比提高4.6%。綜上所述，除了貝萼皂苷元外，其它3 種天然產(chǎn)物均對(duì)糖損傷秀麗線蟲的生殖能力具有一定修復(fù)作用。

圖4 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷N2 線蟲生殖能力的影響Fig.4 Effects of four natural products on the reproductive capacity of sugar damaged N2

2.2.2 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷線蟲身體長(zhǎng)度的影響 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷線蟲身體長(zhǎng)度的影響，如表1和圖5所示。喂食1 000 μg/mL 胡椒堿可以延緩糖損傷線蟲在生長(zhǎng)期的生長(zhǎng)，在第4 天和第5 天，喂食胡椒堿可以顯著提高糖損傷線蟲的身長(zhǎng)，在第4 天，喂食500 μg/mL 胡椒堿的線蟲是對(duì)照組線蟲身長(zhǎng)的1.17 倍，而不改變身長(zhǎng)最大值。喂食貝萼皂苷元的線蟲在生長(zhǎng)期和產(chǎn)卵期的身長(zhǎng)都顯著低于糖損傷線蟲，而且呈現(xiàn)劑量依賴，喂食1 000 μg/mL 貝萼皂苷元的線蟲在第3 天的身長(zhǎng)與對(duì)照組相比降低了12.36%。喂食芍藥色素-3-O-葡萄糖苷不改變線蟲在生長(zhǎng)期和產(chǎn)卵期的身長(zhǎng)，而在第6 天，喂食芍藥色素-3-O-葡萄糖苷的線蟲身長(zhǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)，提高糖損傷線蟲的身長(zhǎng)最大值，如喂食50，500 μg/mL 芍藥色素-3-O-葡萄糖苷線蟲的身長(zhǎng)最大值約為對(duì)照組線蟲身長(zhǎng)最大值的1.08 倍。喂食不同濃度天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可以顯著提高糖損傷線蟲在產(chǎn)卵初期的身長(zhǎng)，其中喂食500 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷的效果最顯著。然而在第6 天，喂食天竺葵素-3-O-蕓香糖苷線蟲的身長(zhǎng)顯著低于對(duì)照組線蟲，而且呈現(xiàn)劑量依賴。綜上所述，除了貝萼皂苷元外，其它3 種天然產(chǎn)物均對(duì)糖損傷秀麗線蟲的生長(zhǎng)發(fā)育具有一定修復(fù)作用。

表1 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷N2 線蟲身體長(zhǎng)度的影響（n=3）Table 1 Effects of four natural products on the mean body length of sugar damaged N2 （n=3）

圖5 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷N2 線蟲身體長(zhǎng)度的影響Fig.5 Effects of four natural products on the body length of sugar damaged N2

2.2.3 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷線蟲壽命的影響 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷線蟲壽命的影響，如表2和圖6所示。糖損傷線蟲平均壽命隨著胡椒堿濃度的升高，呈先上升后下降的趨勢(shì)，然而都顯著高于對(duì)照組線蟲，其中喂食500 μg/mL 胡椒堿對(duì)糖損傷線蟲平均壽命的修復(fù)作用最為顯著，較對(duì)照組上升8.1%。喂食500 μg/mL 貝萼皂苷元的線蟲的平均壽命與對(duì)照組無顯著性差異，喂食其它濃度的貝萼皂苷元線蟲的平均壽命與對(duì)照組相比均顯著降低。喂食50 μg/mL 芍藥色素-3-O-葡萄糖苷的線蟲平均壽命較對(duì)照組上升1.88%，然而與糖損傷組相比無顯著差異，高濃度的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷會(huì)加速秀麗線蟲的衰老，喂食1 000 μg/mL 芍藥色素-3-O-葡萄糖苷的線蟲平均壽命與對(duì)照組相比降低22.57%。與對(duì)照組相比，喂食50，500 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷的線蟲平均壽命分別降低12.77%，1.47%，喂食1 000 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷的線蟲平均壽命提高3.19%，說明低濃度天竺葵素-3-O-蕓香糖苷對(duì)糖損傷線蟲的平均壽命無修復(fù)作用，反而會(huì)加速衰老，而高濃度天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可以顯著延緩糖損傷線蟲的衰老。綜上所述，貝萼皂苷元和芍藥色素-3-O-葡萄糖苷對(duì)糖損傷線蟲的壽命具有破壞作用，而胡椒堿和天竺葵素-3-O-蕓香糖苷具有一定的修復(fù)作用。

表2 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷N2 線蟲平均壽命的影響 （n=3）Table 2 Effects of four natural products on the mean life span of sugar damaged N2 （n=3）

圖6 4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖損傷N2 線蟲生存率的影響Fig.6 Effects of four natural products on the survival curve of sugar damaged N2

2.3 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲的修復(fù)作用

2.3.1 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲生殖能力的影響 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲生殖能力的影響如圖7所示。喂食50～1 000 μg/mL 范圍內(nèi)的胡椒堿都可以顯著提高脂損傷秀麗線蟲的產(chǎn)卵總量，與脂損傷線蟲相比，喂食50，500，1 000 μg/mL 胡椒堿的線蟲子代總量分別提高13.63%，18.41%，7.62%。喂食50，500，1 000 μg/mL 貝萼皂苷元均對(duì)脂損傷線蟲的生殖能力具有很好的修復(fù)作用，喂食50 μg/mL 貝萼皂苷元的線蟲子代總量與脂損傷組相比提高20.64%。喂食50，500 μg/mL 的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷可以顯著提高脂損傷秀麗線蟲的產(chǎn)卵總量，與脂損傷線蟲相比產(chǎn)卵總量分別提高18.33%和29.17%，而喂食1 000 μg/mL的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷具有破壞脂損傷秀麗線蟲生殖能力的作用，其線蟲子代總量相比對(duì)照組降低10.83%。喂食50～1 000 μg/mL 范圍內(nèi)的天竺葵素-3-O-蕓香糖苷對(duì)脂損傷線蟲的生殖能力均具有顯著的修復(fù)作用，喂食50，500，1 000 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷的線蟲子代總量與與對(duì)照組相比分別提高19.32%，32.77%，31.09%。綜上所述，4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷秀麗線蟲的生殖能力均具有一定修復(fù)作用。

圖7 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷N2 線蟲生殖能力的影響Fig.7 Effects of four natural products on the reproductive capacity of ester damaged N2

2.3.2 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲身長(zhǎng)的影響 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲身長(zhǎng)的影響，如表3和圖8所示。喂食胡椒堿可以顯著提高脂損傷線蟲在生長(zhǎng)期的身長(zhǎng)，在第3 天，喂食50 μg/mL 胡椒堿的線蟲身長(zhǎng)為對(duì)照組線蟲的1.19 倍。喂食500，1 000 μg/mL 胡椒堿的線蟲在第5 天與其余線蟲呈顯著差異，表明高濃度胡椒堿會(huì)導(dǎo)致脂損傷線蟲衰老期提前。喂食不同濃度的貝萼皂苷元可以在不同時(shí)期、不同程度上提高脂損傷線蟲的身長(zhǎng)。如喂食50 μg/mL 貝萼皂苷元的線蟲在第4天身長(zhǎng)顯著高于脂損傷線蟲，喂食500 μg/mL 貝萼皂苷元可以顯著提高線蟲在第5、6 天的身長(zhǎng)。喂食50～1 000 μg/mL 范圍內(nèi)的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷可以顯著提高脂損傷線蟲在生長(zhǎng)期的身長(zhǎng)，50～500 μg/mL 范圍內(nèi)的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷對(duì)脂損傷線蟲在產(chǎn)卵期的身長(zhǎng)具有顯著修復(fù)作用。喂食天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可以顯著提高脂損傷線蟲在產(chǎn)卵期的身長(zhǎng)，其中500 μg/mL的天竺葵素-3-O-蕓香糖苷效果最顯著，在第6天，1 000 μg/mL 以上濃度的天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可能加速脂損傷線蟲衰老致使其身長(zhǎng)縮短。綜上所述，4 種天然產(chǎn)物均對(duì)脂損傷秀麗線蟲的生長(zhǎng)發(fā)育具有一定修復(fù)作用。

圖8 四種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷N2 線蟲身體長(zhǎng)度的影響Fig.8 Effects of four natural products on the body length of ester damaged N2

表3 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷N2 線蟲身體長(zhǎng)度的影響（n=3）Table 3 Effects of four natural products on the mean body length of ester damaged N2 （n=3）

2.3.3 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲壽命的影響 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲壽命的影響，如表4和圖9所示。喂食50～1 000 μg/mL 范圍內(nèi)的胡椒堿對(duì)脂損傷線蟲的平均壽命均有很好的修復(fù)作用，其中喂食500 μg/mL 胡椒堿的線蟲平均壽命天數(shù)為8.17 d，對(duì)脂損傷線蟲平均壽命的修復(fù)作用最顯著，較對(duì)照組上升15.4%。喂食不同質(zhì)量濃度的貝萼皂苷元對(duì)脂損傷線蟲壽命的修復(fù)作用不同，與對(duì)照組相比，喂食50，500 μg/mL 貝萼皂苷元的線蟲平均壽命天數(shù)顯著提高，喂食1 000 μg/mL 貝萼皂苷元的線蟲平均壽命天數(shù)顯著降低。與對(duì)照組相比，喂食50，500 μg/mL 芍藥色素-3-O-葡萄糖苷線蟲平均壽命天數(shù)分別提高6.54%和10.46%，而1 000 μg/mL 以上質(zhì)量濃度芍藥色素-3-O-葡萄糖苷具有加速脂損傷線蟲衰老的作用，表明50～500 μg/mL 范圍內(nèi)的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷對(duì)脂損傷線蟲的平均壽命有一定的修復(fù)作用。喂食50，500 μg/mL 天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可以提高脂損傷線蟲的平均壽命，然而與對(duì)照組相比無顯著差異，高質(zhì)量濃度的天竺葵素-3-O-蕓香糖苷（1 000 μg/mL）會(huì)顯著降低脂損傷線蟲的平均壽命，表明50～1 000 μg/mL 范圍內(nèi)的天竺葵素-3-O-蕓香糖苷對(duì)脂損傷線蟲的平均壽命無修復(fù)作用，而且質(zhì)量濃度過高時(shí)會(huì)加速脂損傷線蟲的衰老。綜上所述，除了天竺葵素-3-O-蕓香糖苷外，其它3 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷線蟲的平均壽命均有一定的修復(fù)作用。

圖9 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷N2 生存率的影響Fig.9 Effects of four natural products on the survival curve of ester damaged N2

表4 4 種天然產(chǎn)物對(duì)脂損傷N2 平均壽命的影響（n=3）Table 4 Effects of four natural products on the mean life span of ester damaged N2 （n=3）

3 討論

本研究通過分別給野生型秀麗線蟲喂食蔗糖和硬脂酸，以子代數(shù)量明顯減少而仍能完成生長(zhǎng)發(fā)育為標(biāo)準(zhǔn)選出合適劑量，分別構(gòu)建糖/脂損傷秀麗線蟲模型。在構(gòu)建的糖/脂損傷秀麗線蟲模型基礎(chǔ)上，分別喂食不同質(zhì)量濃度胡椒堿、貝萼皂苷元、芍藥色素-3-O-葡萄糖苷和天竺葵素-3-O-蕓香糖苷，通過表型觀察評(píng)價(jià)這4 種天然產(chǎn)物分別對(duì)糖/脂損傷線蟲的修復(fù)作用。

胡椒堿對(duì)糖損傷線蟲和脂損傷線蟲的生殖能力和壽命均有一定的修復(fù)作用，高濃度胡椒堿顯著抑制糖損傷線蟲在生長(zhǎng)期和脂損傷線蟲在產(chǎn)卵后期的生長(zhǎng)。已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)喂食40 mg/kg 的胡椒堿，可以顯著降低高脂飲食誘導(dǎo)的SD 大鼠體重、血糖、瘦素水平，增加脂聯(lián)素水平，減少腸道對(duì)膽固醇的吸收和分泌[26]。Park 等[27]研究發(fā)現(xiàn)胡椒堿可以抑制小鼠胚胎成纖維（前脂肪）細(xì)胞分化，降低細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)含量，其作用機(jī)制與抑制過氧化物增殖體激活受體（PPAR γ）表達(dá)有關(guān)。由于胡椒堿在哺乳動(dòng)物中干預(yù)脂肪代謝已有一定的研究基礎(chǔ)，故本實(shí)驗(yàn)以胡椒堿作為有功效的天然產(chǎn)物，檢測(cè)其在線蟲糖脂損傷模型中的各項(xiàng)指標(biāo)干預(yù)情況，作為其它3 個(gè)未研究的天然產(chǎn)物的對(duì)照樣品。

貝萼皂苷元作為一種糖原磷酸化酶抑制劑，可以有效抑制糖原分解，降低血糖濃度。在本實(shí)驗(yàn)中貝萼皂苷元會(huì)顯著降低糖損傷線蟲的產(chǎn)卵總量，縮短平均壽命，延緩其生長(zhǎng)發(fā)育，而一定濃度的貝萼皂苷元對(duì)脂損傷線蟲卻有很好的修復(fù)作用。研究推測(cè)這可能是由于胡椒堿會(huì)協(xié)同蔗糖加重對(duì)線蟲的損傷。

芍藥色素-3-O-葡萄糖苷可以顯著提高糖損傷線蟲的身長(zhǎng)，低濃度芍藥色素-3-O-葡萄糖苷對(duì)線蟲的平均壽命具有一定的修復(fù)作用，高濃度芍藥色素-3-O-葡萄糖苷對(duì)糖損傷線蟲的生殖能力有很好的修復(fù)作用，然而會(huì)縮短線蟲的平均壽命。這可能是由于線蟲的壽命和生殖能力成反比，壽命延長(zhǎng)和生殖需要資源，而體內(nèi)的資源是有限的，提高生殖能力這部分資源應(yīng)該是來源于縮短壽命的資源[28]。對(duì)脂損傷線蟲，中、低濃度的芍藥色素-3-O-葡萄糖苷對(duì)脂損傷線蟲有顯著的修復(fù)作用。天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可以顯著提高糖損傷線蟲在生長(zhǎng)期的身長(zhǎng)，高濃度天竺葵素-3-O-蕓香糖苷對(duì)糖損傷線蟲的平均壽命和生殖能力都有顯著的修復(fù)作用。天竺葵素-3-O-蕓香糖苷可以顯著提高脂損傷線蟲的生長(zhǎng)發(fā)育能力和生殖能力，對(duì)壽命無顯著修復(fù)作用。目前還沒有對(duì)于芍藥色素-3-O-葡萄糖苷和天竺葵素-3-O-蕓香糖苷降糖、降脂功效的研究，然而這兩種物質(zhì)都是花色苷類物質(zhì)，具有抗氧化性。研究發(fā)現(xiàn)黑米提取物可以通過減少自由基生成，以及增加超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性，改善HepG2 細(xì)胞和C57BL/6 小鼠的氧化應(yīng)激，而其抗氧化作用的主要成分是芍藥色素-3-O-葡萄糖苷和矢車菊素-3-O-葡萄糖苷[29]。氧化應(yīng)激和活性氧的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗、糖耐量受損和2 型糖尿病[30]，因此抗氧化物質(zhì)可能通過抗脂質(zhì)氧化、清除自由基等功效，達(dá)到干涉高糖、高脂代謝損傷的目的。

胡椒堿是E 型的桂皮酰胺類化合物，貝萼皂苷元屬于五環(huán)三萜類物質(zhì)，是一種糖原磷酸化酶抑制劑，而芍藥色素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-蕓香糖苷是類黃酮類物質(zhì)，有很強(qiáng)的抗氧化性。4 種天然產(chǎn)物對(duì)糖、脂損傷的修復(fù)作用有差異，推測(cè)與它們的構(gòu)效關(guān)系不同有關(guān)。

4 結(jié)論

與胡椒堿相比，貝萼皂苷元對(duì)糖損傷線蟲具有破壞作用，對(duì)脂損傷線蟲卻具有一定的修復(fù)作用；芍藥色素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-蕓香糖苷均對(duì)糖/脂損傷秀麗線蟲有很好的修復(fù)作用，提高了生殖能力，延長(zhǎng)了平均壽命，有效改善了生長(zhǎng)發(fā)育能力，且修復(fù)效果比胡椒堿更好。研究表明，4 種天然產(chǎn)物均有一定的干涉高糖、高脂代謝損傷的功效，為4 種天然產(chǎn)物在降糖、降脂方面可能存在的功效打下研究基礎(chǔ)。