长期低剂量金雀异黄素导致雄性子代大鼠肥胖及其机制研究
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[摘要] 目的 探讨长期低剂量金雀异黄素（Gen）干预对雄性子代大鼠肥胖的影响。 方法 36只SPF级性成熟雌性大鼠，受孕后随机分为3组，分别为两种不同剂量的Gen组和对照组，每组12只。Gen剂量分别为每千克饲料中添加900 mg（G900组）和300 mg（G300组），对照组不添加Gen。子鼠于12周龄处死。实验期间每周观察雄性子鼠的体重生长情况；实验结束后留取脂肪组织，计算脂肪脏器系数，分离血清进行血脂、血糖、胰岛素和炎症因子的检测。 结果 10～12周，与对照组比较，G300组体重明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）。同时，G300组睾周、肾周、总脂肪湿重以及脂肪脏器系数均明显升高，差有统计学意义（P < 0.05）；此外，G900组和G300组雄性子鼠血清中总三酰甘油和极低密度脂蛋白水平明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）；G300组血糖和胰岛素水平明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）。 结论 长期金雀异黄素干预可以促进大鼠肥胖的发生。
[关键词] 金雀异黄素；子代；雄性；体重；肥胖
[中图分类号] R114 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）02（c）-0012-04
随着经济水平的迅猛发展，高脂血症及肥胖患病率日益增加，同时伴随心脑血管疾病[1]、癌症[2]、糖尿病[3]等相关并发症的发生。WHO一项涵盖全球不同国家和地区910万人的调查数据显示：2008年，全球估计14.6亿名成人体重指数超过25 kg/m2，其中2.05亿名男性和2.97亿名女性肥胖[4]。金雀异黄素（Gen）作为一种环境内分泌干扰物，存在于大豆的活性成分异黄酮中，具有许多生物学活性，如抗炎、免疫调节、抗癌及心血管系统调节作用等[5-6]。研究发现Gen可以降低成年以及去卵巢大鼠肥胖的发生[7]，但其对子代大鼠肥胖的影响尚未阐明。因此本研究拟从母体补充金雀异黄素入手，开展金雀异黄素影响雄性子代大鼠肥胖作用研究，为金雀异黄素的新功能研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 主要仪器与试剂
金雀异黄素，纯度为98.34%（西安奥泽生物科技有限公司），7100型全自动生化分析仪（日立，日本），血糖试纸（台湾泰博，中国），胰岛素、白介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子（TNF-α）检测试剂盒（北京北方生物技术有限公司）。不含豆粕饲料（北京科澳协力饲料）。其配方如下（以1 kg饲料计）：玉米淀粉470 g，酪蛋白140 g，蔗糖100 g，玉米油40 g，猪油150 g，纤维素50 g，混合矿物质35 g，混合维生素10 g，L-胱氨酸1.8 g，猪胆盐2.5 g。
1.2 实验动物及分组
SPF级SD大鼠，雌性体重180～220 g，雄性体重250～300 g，购自北京维通利华实验动物中心[合格证号SCXK（京）2012-0001]，饲养于哈尔滨医科大学动物实验中心，清洁级动物房饲养，温度为（20±2）℃。实验室适应1周后随机分为3组（每组雌鼠12只）按雌雄比例为2∶1合笼。通过观察阴栓来判断雌鼠受孕情况。每天早上给予更换纯净水托盘、更换垫料。母鼠在孕期级哺乳期均给于不同剂量的Gen，子鼠断乳后每组留10只雄鼠继续喂饲相应剂量的Gen直至12周龄。各剂量组饲料的配制如下：G300组：每千克饲料中混入Gen 300 mg；G900组：每千克饲料中混入Gen 900 mg；对照组：饲料不加入Gen。
1.3 检测指标及方法
1.3.1 雄性子鼠体重、体长、Lee's指数、脂肪湿重的测定 实验期间每周称量雄性子鼠体重；实验结束后取雄性子鼠周围、肾周脂肪进行称重，计算脂肪系数。麻醉子鼠，准确测量大鼠鼻尖至的长度即为体长。按照公式计算Lee's指数和脂肪脏器系数。公式为：
Lee's指数= ；
脂肪脏器系数=（脂肪总湿重/体重）×100%。
1.3.2 血清学指标检测 水合氯醛麻醉子鼠后，腹主动脉采集动脉血10 mL，3000 r/min（r = 7 cm）离心10 min分离血清，全自动生化分析仪分析血液中血糖、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、极低密度脂蛋白（VLDL-C）的水平，放免法进行血液中胰岛素和炎症因子（IL-6、TNF-α）的检测。
1.4 统计学方法
采用统计软件SPSS 13.0对数据进行分析，正态分布的计量资料以均数±标准差（x±s）表示，多组间比较采用方差分析（One-way ANOVA），与对照组比较采用Dunnett-t法。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 长期低剂量Gen干预对雄性子鼠体重的影响
长期低剂量Gen干预对雄性子鼠体重的影响详见图1。各剂量组雄性子鼠出生体重差异无统计学意义（P > 0.05）。与对照组比较，10～12周，G300组雄性子鼠体重明显增加，差异有统计学意义（P < 0.05）。
2.2 长期低剂量Gen干预对雄性子鼠内脏脂肪积累的影响
与对照组比较，G300组雄性子鼠睾周、肾周、总脂肪湿重及脂肪脏器系数均明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）。
2.3 长期低剂量Gen干预对雄性子鼠血脂水平的影响
与对照组比较，G900组和G300组雄性子鼠血液中TG和VLDL水平明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）。其他血脂指标如TC、HDL-C和LDL-C差异无统计学意义（P > 0.05）。
2.4 长期低剂量Gen干预对雄性子鼠血糖、胰岛素和炎症因子的影响
c对照组比较，G300组雄性子鼠血糖和胰岛素水平明显升高，差异有统计学意义（P < 0.05）。而血液中炎症因子IL-6和CRP水平并没有明显变化（P > 0.05）。
3 讨论
肥胖是由基因和环境等多种因素共同作用的结果[8-9]。肥胖与糖脂代谢紊乱密切相关，膳食干预是防治肥胖的重要途径之一。植物性食品中存在大量的非营养性生物活性物质，具有广泛的促进健康和防治疾病的作用，Gen就是其中非常重要的一类，具有抗氧化、抗炎、改善血糖血脂等多种生理功能[10-11]。以往的研究发现，Gen可以降低成年大鼠体重，抑制大鼠肥胖的发生[12-13]。然而本研究发现，长期低剂量的Gen可以增加雄性子鼠的体重以及脂肪的重量。
肥胖与高脂血症常常相伴而生，二者互为因果。大量的研究表明血脂水平的升高是肥胖发生的主要危险因素，同时肥胖患者血清中血脂水平也较高[14-15]。血清中三酰甘油水平的升高可能导致动脉粥样硬化，使个体处于易患冠心病的危险中[16-17]。本研究发现G300组雄性子鼠血液中TG和VLDL-C水平明显升高，提示长期低剂量的Gen可以增加血脂代谢。
肥胖与胰岛素抵抗是相互依赖的多因素共同调节的过程[18]。近年来的研究表明，肥胖者外周血中IL-6、TNF-α等炎症因子浓度明显上升[19]。因此认为肥胖是一种慢性低度炎性反应状态。并且这种慢性炎症状态与胰岛素抵抗和代谢综合征的形成密切相关[20-21]。本研究发现G300剂量组雄性子鼠血清中血糖和胰岛素水平明显升高，提示低剂量的Gen可以导致雄性大鼠胰岛素抵抗。同时发现各剂量组血清中的炎症因子水平无显著性改变。提示此剂量的母体金雀异黄素干预对雄性子鼠的肥胖和胰岛素的影响不是通过炎性反应引发的。
综上所述，本研究发现长期低剂量Gen干预可以促进雄性子代大鼠肥胖的发生，同时伴随高脂血症和胰岛素抵抗。但其机制并未阐明。因此，此后本项目进一步阐明长期Gen干预对雄性子鼠肥胖发生的机制。
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（收稿日期：2016-11-05 本文辑：苏 畅）