快速模型评估丁香（Syzygium aromaticum）与孜然（Cuminum cyminum）组合对高脂饮食喂养的C57BL/6J小鼠抗肥胖潜力

摘要

本研究提出了一种联合使用两种植物以探索其抗肥胖作用的实验方案，持续时间为5周。在肥胖小鼠中同时给予植物提取物和高脂饮食（HFD）。该方法有助于促进植物在肥胖治疗中的益处。

摘要

多项研究已表明，植物中的植物化学成分具有作为抗肥胖剂的潜力。本研究探讨了使用丁香（Syzygium aromaticum）干燥花蕾与孜然（Cuminum cyminum，简称CC）种子组合对高脂饮食（HFD）诱导的C57BL6/J肥胖小鼠的影响。本研究旨在证明，经过数周实验后，所提出的方法可显著减轻肥胖。采用超声波辅助提取法从两种植物中提取活性成分，以提高植物化学物质的提取效率。最佳提取条件为：使用50:50 v/v的乙醇-水溶液，超声功率300 W，超声时间30分钟。在高脂饮食中同时给予CC提取物连续5周，可调节脂质代谢水平（胆固醇和甘油三酯），减少食物摄入量、体重增加，以及脂肪组织和肝脏重量。该肥胖模型所得结果表明，CC提取物具有预防肥胖的作用。与传统的16周实验方法（8周致胖，8周减重）相比，本研究建立的肥胖模型在更短的实验周期内获得了相似的效果。

引言

过多的体脂蓄积是肥胖的特征。能量摄入与消耗之间的失衡会导致多余能量在脂肪细胞中储存，这与2型糖尿病的高血糖和胰岛素抵抗、高血压、高胆固醇血症以及心血管疾病等代谢危险因素相关^1,2。

由于先前的研究已报道了具有生物活性的植物化学物质以及潜在的抗肥胖剂，这些天然产物因其副作用小、成本低而受到越来越多的关注，其作用机制可逆转或延缓代谢综合征及相关病理变化⁸。

多种药用植物已被研究用于预防肥胖及相关疾病。其中， 丁香（Syzygium aromaticum） 已针对其抗肥胖潜力进行了研究 体外 对3T3-L1细胞的处理 体内 高脂饮食小鼠的处理¹¹. 此外，在一项多中心开放试验中观察到显著的抗超重效果 Cuminum cyminum 在极度肥胖的受试者上¹²本研究采用C57BL6/J小鼠建立实验性快速肥胖模型，通过联合使用两种可食用植物来评估一种潜在抗肥胖剂的效果。

方案

所有动物实验均经国立生物科学学院（IPN）动物实验委员会批准（方案编号：2732）。

1. 丁香和孜然组合提取物的制备

注意：食用植物丁香（Syzygium aromaticum）和孜然（Cuminum cyminum）购自墨西哥墨西哥城中央批发市场（Central de Abastos CDMX）。

1. 取500 g植物种子进行研磨，并进行超声辅助提取。使用乙醇:水（60:40 v/v）在30 ± 4 °C条件下，以320瓦特功率、24 kHz频率超声处理30分钟。¹³
2. 在真空条件下使用Whatman 2号滤纸过滤固体残渣，并用旋转蒸发仪浓缩提取液。
3. 测定两种植物提取物（CC）的紫外-可见吸收光谱。

2. 动物

1. 选用6周龄的雄性C57BL6/J小鼠（共48只，体重24–29 g）进行研究。
2. 将动物以每组8只的方式饲养于标准实验室条件下：温度（20–22 ± 1 °C）、相对湿度（45–54 ± 2%）、光照（08:00–20:00 h），并自由摄食和饮水。实验前在上述条件下适应性饲养一周。

3. 实验步骤

1. 按照表1制备高脂饮食¹⁴。
2. 实验开始时，将各组（n = 8）分别进行不同处理：第1组饲喂正常饮食；第2组饲喂高脂饮食；第3组饲喂高脂饮食并给予100 mg/kg的CC提取物；第4组饲喂高脂饮食并给予250 mg/kg的CC提取物；第5组饲喂高脂饮食并给予450 mg/kg的CC提取物；第6组饲喂高脂饮食并给予苯丙胺类减肥药芬特明（作为阳性对照药物）¹⁵。
3. 对所有小鼠组连续饲喂5周，并记录每日食物摄入量。
   1. 在带塞试管中，使用旋涡振荡器将提取物或药物与其对应组所需剂量的水充分混匀。
   2. 混匀后，将各组相应的处理物质加入饮水瓶中。

4. 样品采集

1. 每周测量一次食物摄入量和体重。对小鼠进行为期5周的过夜禁食。
2. 通过颈椎脱位法处死小鼠并进行剖检。
3. 小鼠处死后，将其固定于仰卧位。
4. 使用洁净的手术镊和剪刀，找到并提起靠近生殖器区域中央的皮肤，做一个约0.2 mm的小切口。
5. 将平头剪刀水平插入切口，小心地将腹部皮肤与腹壁分离。
6. 用镊子提起腹部中央皮肤，使用手术剪在肋骨水平处剪开皮肤，然后在后肢上方分别剪开皮肤，以便于收集脂肪组织。
7. 使用剪刀和镊子进行钝性分离，确保收集全身所有脂肪组织。收集后立即将脂肪组织置于铝箔中。注意收集生殖器官周围的脂肪组织，并避免毛发和皮肤残留，以免影响实验结果。
8. 为获取内脏脂肪组织，使用手术剪从生殖器向肋骨方向剪开腹肌，并沿腹部肌肉从生殖器向背部做切口。
9. 进行肝切除术以完全移除肝脏。为暴露肝脏，需先移除其他无关器官，并切断肝静脉和肝动脉，使肝脏与机体其余部分分离。最后一步是精确地从肝脏上分离胆囊¹⁶。
10. 根据试剂盒制造商的说明，使用商用检测试剂盒测定高胆固醇血症（胆固醇）和高甘油三酯血症（甘油三酯）水平。

5. 统计分析

注意：所有实验结果均应来自三次独立的实验，以均值 ± 标准差表示。

1. 采用单因素方差分析（one-way ANOVA）进行方差分析，随后进行Tukey多重比较检验，计算标准误。当P< 0.05时，认为差异具有统计学显著性。

结果

超声辅助提取
最佳提取条件为乙醇:水（50:50, v/v），超声功率300 W，超声时间30 min。该条件下，提取速度较传统提取方法更快（表2）。提取物在紫外-可见光谱中于320 nm处显示出强烈的吸收峰（图1）。

食物摄入量和体重
给予不同浓度提取物（100、200 和 450 mg/kg）持续 5 周的小鼠体重变化如图 2A所示。第 3、4 和 5 组的体重降低百分比分别为 12.2%、30% 和 41%。这表明所有给药组的体重增加均最低；然而，高脂饮食组（HFD）的体重增加是正常脂肪饮食组的 2.1 倍。这些数据表明，450 mg/kg 剂量的 CC 在减少体重增加方面比 30 mg/kg 的芬特明（减少 39%）更有效。

实验结束时，HFD + CC（450 mg/mL）组的平均食物摄入量比肥胖组（HFD）低31...

讨论

本研究首次评估了口服丁香和孜然（CC）提取物组合对高脂饮食喂养5周小鼠血脂水平和肥胖的影响。研究结果表明，与正常饮食（ND）组相比，高脂饮食（HFD）组小鼠体重增加显著更高，证明肥胖模型成功诱导了肥胖。给予不同剂量的CC（100、200和450 mg/kg/天）可减少食物摄入量和体重。因此，食物摄入量的减少可能是由于动物食欲下降所致。

降低血脂异常对于预防与肥胖相关的疾病非常重要。在本研究中，与作为阳性对照的高脂饮食组和芬特明组相比，CC组的总胆固醇水平和甘油三酯水平均较低。研究结果表明，CC可能抑制高脂血症及其并发症。

我们的研究表明，高脂饮食组小鼠的体脂增加，包括腹部脂肪和肝脏脂肪，而补充木犀草素提取物后这些脂肪含量显著降低。这表明，木犀草素提取物通过其抗脂肪生成活性，减少了高脂饮食小鼠的脂质吸收。

本研究评估了一种快速模型，用于确定食用植物丁香（Syzygium aromaticum）和孜然（Cuminum cyminum）提取物...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
蒸馏水	任意供应商	n/a	其他供应商也可提供
乙醇	Fermont	6063	纯度99.8%
饲料成分
酪蛋白	任意供应商	n/a
纤维素	任意供应商	n/a
Centrum balance 多种维生素	辉瑞	n/a
酒石酸胆碱	任意供应商	n/a
L-半胱氨酸	Sigma Aldrich	168149	其他供应商也可提供
猪油	任意供应商	n/a
麦芽糊精10	任意供应商	n/a
Pellets Nutricubos 颗粒饲料	普瑞纳	n/a	其他供应商也可提供
大豆油	任意供应商	n/a
蔗糖	任意供应商	n/a
提取设备
旋转蒸发仪	Buchi	R-300
岛津UV-1800紫外/可见分光光度计	Cole Parmer	T-83400-20	其他供应商也可提供
超声波仪	Elma	TI-H-20	其他供应商也可提供
真空泵	Buchi	V-100