番茄總皂苷對小鼠高尿酸血癥的調節作用

楊子明， 張 利， 劉金磊， 李典鵬

( 廣西壯族自治區中國科學院 廣西植物研究所， 廣西植物功能物質與資源持續利用重點實驗室， 廣西 桂林 541006 )

番茄是我們日常食用最多的果蔬之一，其營養豐富，具有特殊風味，還可以加工制成番茄醬、番茄飲料等，在我國各地均普遍栽培。2004年日本熊本大學學者首先從日本產的一種稱為桃太郎的番茄中分離到得到兩個結構復雜的甾體生物堿皂苷，命名為番茄皂苷A(esculeoside A)和番茄皂苷B(esculeoside B)(Fujiwara et al., 2003；Ono et al., 2006)，其中番茄皂苷A是番茄中主要的皂苷成分，在原料中的含量為番茄紅素的3倍(Fujiwara et al., 2007)。研究表明，番茄中所含番茄皂苷A及其苷元(esculeogenin A)，可抑制泡沫細胞的形成，是一種較好的酰基輔酶-A-膽固醇酰基轉移酶(ACAT)抑制劑，具有抗動脈粥樣硬化功能，修復動脈粥樣硬化病變區域，同時還可以顯著降低血清總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇的水平(Fujiwara et al., 2007)。番茄皂苷提取物在國際植物藥及保健食品市場也日益受到青睞。課題組前期對廣西產的番茄從提取分離到活性篩選進行的一系列研究發現，廣西產的番茄都有含量較高的番茄皂苷A，其中小番茄的含量遠遠高于大番茄的含量(盧鳳來等，2014)；獲得了番茄總皂苷的最佳提取工藝，能夠有效提高番茄總皂苷的得率和降低番茄總皂苷提取液的黏稠度(盧鳳來等，2012)；發現番茄皂苷A和番茄總皂苷都具有降血脂、抗動脈粥樣硬化的功能(吳建璋等，2011；張利等，2018)；在小鼠身上對番茄總皂苷進行了急性毒性以及亞急性毒性實驗，發現其安全無毒，可以放心使用(張利等，2017)。

高尿酸癥是由于機體內尿酸的排出減少或者合成增加等原因誘導的一種普遍的代謝性疾病，其中最主要的危害便是引起痛風。隨著我國經濟社會的發展及飲食結構和生活方式的改變，在今后幾十年，我國高尿酸癥將會逐年上升，特別是在沿海城市，這些患者將給社會及家庭造成很大壓力，研究有效方法預防和治療高尿酸癥具有重要意義。現階段天然產物的發展非常迅速，利用天然產物治療高尿酸癥的研究也越來越多(Zhang et al., 2018)。廣西百色的右江河谷是中國三大天然溫室之一，陽光充足，氣候濕潤，雨量豐富，具有適宜的番茄種植條件，是國內重要的番茄產地。在番茄的采收過程中，有大量殘次果被丟棄，造成了巨大的浪費，為了充分利用這些被浪費的番茄殘次果，提高廣大種植戶的收益，本研究通過建立小鼠高尿酸血癥模型，研究番茄總皂苷降尿酸作用及其作用機制，為進一步開發番茄提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 昆明種小鼠，體重18～22 g，SPF級，購自湖南斯萊克景達，生產許可證號：SCXK(湘)2009-0004。

1.1.2 儀器 METTLER-AT200電子天平(梅特樂-托利多)， TGL-16R型高速臺式冷凍離心機(珠海黑馬)，RT-9100型半自動生化分析儀(深圳雷杜)。

1.1.3 試劑 白蛋白(albumin，Alb)、總蛋白(total protein，TP)、肌酐(creatinine，Cr)、尿素氮(urea nitrogen，BUN)、尿酸(uric acid，UA)、血糖(glucose，Glu)、黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XOD)試劑盒購自南京建成；總膽固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)試劑盒購自長春匯力。

1.1.4 番茄總皂苷提取物 番茄總皂苷提取物按照我們前期文獻方法制備(張利等，2017)：取新鮮櫻桃小番茄(采摘于百色市田陽縣)，洗凈打碎成漿，加入原料質量0.05%的果膠酶，在50 ℃下保溫酶解2 h；酶解液先用濾布粗濾，所得濾液離心后收集上清液；上清液過D-101大孔樹脂柱，用去離子水預洗樹脂柱直至流出澄清液，用80%的乙醇洗脫，收集洗脫液，減壓濃縮后即獲得番茄總皂苷提取物。以番茄皂苷A為標準品，以香草醛一冰醋酸+高氯酸體系作顯色劑，于550 nm下測定總皂苷的含量，測得番茄總皂苷提取物的總皂苷含量≥48%。

1.2 方法

1.2.1 番茄總皂苷對正常小鼠的血尿酸調節作用 雄性SPF級昆明小鼠48只，按體重隨機分為正常對照組、番茄總皂苷低劑量組、番茄總皂苷中劑量組、番茄總皂苷高劑量組，每組12只。小鼠自由飲水飲食，待其適應環境后，給藥組灌胃100、200、400 mg·kg番茄總皂苷，正常對照組給予同體積雙蒸水，每天1次，連續14 d。在第7天時，用小鼠代謝籠收集24 h尿液，并測定收集尿液中Cr、UA、BUN的值。在第14天時，小鼠禁食，稱重，取血，分離血清，4 ℃保存備用。處死小鼠后，取腎臟、肝臟、脾臟，稱重量，并計算臟器指數。精確稱取一小塊肝臟，用預冷的0.9%的生理鹽水制成勻漿液，離心，取上清-20 ℃保存備用。利用購買的試劑盒測定血清中的TC、TG、UA、Cr、BUN、TP、Alb、Glu的活性和含量；利用試劑盒的方法測定肝臟中XOD的活性。

1.2.2 番茄總皂苷對次黃嘌呤和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸小鼠的血尿酸調節作用 雄性SPF級昆明小鼠48只，按體重隨機分為正常對照組、模型組、番茄總皂苷低劑量組、番茄總皂苷中劑量組、番茄總皂苷高劑量組，每組12只。小鼠自由飲水飲食，待其適應環境后，給藥組灌胃100、200、400 mg·kg番茄總皂苷，正常對照組和模型組給予同體積雙蒸水，每天1次，連續14 d。在第7天時，小鼠腹腔注射300 mg·kg的次黃嘌呤，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸鉀，用小鼠代謝籠收集24 h的尿液，并測定收集尿液中Cr、UA、BUN的值。在第14天時，小鼠禁食，稱重，處死前2 h，腹腔注射300 mg·kg的次黃嘌呤，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸鉀，2 h后，取血，分離血清，4 ℃保存備用。處死小鼠后，取腎臟、肝臟、脾臟，稱重量，并計算臟器指數。精確稱取一小塊肝臟，用預冷的0.9%的生理鹽水制成勻漿液，離心，取上清-20 ℃保存備用。利用購買的試劑盒測定血清中的TC、TG、UA、Cr、BUN、TP、Alb、Glu的活性和含量；利用試劑盒的方法測定肝臟中XOD的活性。

1.2.3 番茄總皂苷對尿酸和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸小鼠的血尿酸調節作用 雄性SPF級昆明小鼠48只，按體重隨機分為正常對照組、模型組、番茄總皂苷低劑量組、番茄總皂苷中劑量組、番茄總皂苷高劑量組，每組12只。小鼠自由飲水飲食，待其適應環境后，給藥組灌胃100、200、400 mg·kg番茄總皂苷，正常對照組和模型組給予同體積雙蒸水，每天1次，連續14 d。在第7天時，在小鼠腹腔注射200 mg·kg的尿酸，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸鉀，用小鼠代謝籠收集24 h的尿液，并測定收集尿液中Cr、UA、BUN的值。在第14天時，小鼠禁食，稱重，處死前2 h，腹腔注射200 mg·kg的尿酸，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸鉀，2 h后，取血，分離血清，4 ℃保存備用。處死小鼠后，取腎臟、肝臟、脾臟，稱重量，并計算臟器指數。精確稱取一小塊肝臟，用預冷的0.9%的生理鹽水制成勻漿液，離心，取上清-20 ℃保存備用。利用購買的試劑盒測定血清中的TC、TG、UA、Cr、BUN、TP、Alb、Glu的活性和含量；利用試劑盒的方法測定肝臟中XOD的活性。

1.2.4 數據統計分析 用SPSS 17.0軟件對數據進行檢驗分析。<0.01或<0.05均為具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 番茄總皂苷對正常小鼠血尿酸水平的作用

由表1可知，番茄總皂苷對正常小鼠所有指標均無顯著性影響，說明番茄總皂苷不影響正常小鼠機體健康。

表 1 番茄總皂苷(TTS)對正常小鼠血尿酸水平的作用Table 1 Effects of TTS on modulating level of uric acid in normal mice

2.2 番茄總皂苷對次黃嘌呤和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸小鼠血尿酸水平的作用

由表2可知，次黃嘌呤和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸模型小鼠與正常小鼠比較：體內血尿酸水平顯著性升高，增加了169.4%，說明高尿酸模型小鼠造模成功；腎臟指數、血中尿素氮、肌酐都顯著性升高，分別增加了15.1%、56.1%、34.8%，說明次黃嘌呤和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸血癥小鼠可能會引起腎損傷(張曉冬和馬連學，2019；曹有文等，2019)；總蛋白、白蛋白顯著性降低，分別下降了7.8%、8.6%，肝臟指數顯著性升高，增加了9.3%，說明次黃嘌呤和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸血癥小鼠可能會引起肝損傷(陸興熱等，2017)；番茄總皂苷低、中、高劑量組與模型組比較，血尿酸水平降低，分別下降了6.3%、10.6%、26.4%，其中高劑量組有統計學意義；肝臟黃嘌呤氧化酶明顯降低，分別下降了11.1%、16.7%、27.8%，都有統計學意義。

表 2 番茄總皂苷(TTS)對次黃嘌呤和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸小鼠血尿酸水平的作用Table 2 Effects of TTS on modulating level of uric acid in mice models with hyperuricemia induced with oxonic acid potassium salt and hypoxanthine

2.3 番茄總皂苷對尿酸和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸小鼠血尿酸水平的調節作用

由表3可知，尿酸和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸模型小鼠與正常小鼠比較：體內血尿酸水平顯著性升高，增加了361.1%，說明高尿酸模型小鼠造模成功；腎臟指數、血中尿素氮、肌酐都顯著升高，分別增加了33.6%、106.5%、152.7%，說明尿酸和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸血癥小鼠可能會引起腎損傷；總蛋白、白蛋白顯著性降低，分別下降了9.9%、12.3%，說明尿酸和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸血癥小鼠可能會引起肝損傷；番茄總皂苷低、中、高劑量組與模型組比較，血尿酸水平降低，分別下降了7.4%、16.9%、26.8%，其中的中、高劑量組具有統計學意義；高劑量組肝臟黃嘌呤氧化酶明顯降低了8%，有統計學意義。

表 3 番茄總皂苷(TTS)對尿酸和氧嗪酸鉀聯合誘導的高尿酸小鼠血尿酸水平的調節作用Table 3 Effects of TTS on modulating level of uric acid in mice models with hyperuricemia induced with oxonic acid potassium salt and uric

3 討論與結論

嘌呤代謝的終產物是尿酸，體內穩定的尿酸水平涉及了尿酸的分解、排泄和生成、吸收之間的動態平衡，如果上述過程發生紊亂，就會導致高尿酸血癥(楊子明等，2017)。近些年來，許多大規模、前瞻性的科學研究表明，體內尿酸升高與動脈粥樣硬化、高血壓、腎臟疾病、腦卒中等心血管事件的發生和死亡呈獨立正相關(Kang et al., 2002；Sánchez-Lozada et al., 2006；Zhao et al., 2017)。現階段對于高尿酸血癥的治療主要以降尿酸藥物為主，如別嘌醇、非布司他、苯溴馬隆等，這些藥物都具有一定的肝腎毒性，因此發現無毒有效的降尿酸藥物成為迫切需要解決的問題(黃晶等，2021)。本研究采用正常小鼠、高尿酸模型小鼠來考察番茄總皂苷提取物對尿酸的調節作用。在兩種高尿酸模型小鼠中， 體內血尿酸水平都極其顯著性升高，說明高尿酸模型小鼠造模成功。黃嘌呤氧化酶是體內產生尿酸的關鍵酶(李昕卓等，2020)，黃嘌呤氧化酶活性升高，會導致機體內尿酸合成增加，從而產生高尿酸血癥。在本文的兩種高尿酸模型小鼠中，肝臟黃嘌呤氧化酶活性都會顯著性升高，這可能是模型小鼠血尿酸水平升高的原因之一。本研究實驗結果表明，番茄總皂苷對正常小鼠血尿酸以及其他所有指標均無顯著性影響，說明番茄總皂苷不會影響正常小鼠尿酸代謝，也不會對正常小鼠機體產生有害作用。番茄總皂苷對次黃嘌呤和氧嗪酸鉀誘導的高尿酸模型小鼠，可降低其血尿酸水平及肝臟黃嘌呤氧化酶活性，對24 h尿酸排泄量無顯著性影響，說明番茄總皂苷降尿酸作用可能與降低黃嘌呤氧化酶活性有關，而不是增加尿酸排泄。番茄總皂苷中、高劑量組對尿酸和氧嗪酸鉀誘導的高尿酸模型小鼠，可降低其血尿酸水平；番茄總皂苷高劑量組可降低肝臟黃嘌呤氧化酶活性，而中、低劑量組對肝臟黃嘌呤氧化酶活性并無顯著性影響，說明在尿酸和氧嗪酸鉀誘導的高尿酸模型小鼠中，番茄總皂苷在不影響黃嘌呤氧化酶活性的時候也具有降尿酸作用， 說明番茄總皂苷降尿酸作用可能部分與降低黃嘌呤氧化酶活性有關，其他作用機制還需要進一步研究。本實驗結果表明，番茄總皂苷降尿酸作用一般，但本文的目地并非想把番茄總皂苷開發成一種降尿酸的藥物，而是想開發成一種輔助降尿酸的功能性食品，所以其效果肯定比不上現有一線降尿酸藥物。實驗中所用到的番茄總皂苷提取物已經完成了中試生產，并做了毒理學研究，發現其是無毒產品，所以番茄總皂苷是一種有前景的降尿酸功能性食品。

綜上所述，番茄總皂苷對次黃嘌呤和氧嗪酸鉀誘導的高尿酸模型小鼠以及尿酸和氧嗪酸鉀誘導的高尿酸模型小鼠都具有一定的降低血尿酸作用，其部分機制可能與降低肝臟黃嘌呤氧化酶活性有關。