魔芋是一种多年生天南星科草本植物，其块茎含有丰富的葡甘露聚糖，是其主要的活性成分，已被广泛应用于食品、医药、生物等领域。魔芋低聚糖（KOS）由魔芋葡甘露聚糖降解而成，具有降血糖、降血脂、清除自由基、提高机体抗氧化能力、抗肿瘤及免疫调节等生理功能。虽然国内外目前已有许多关于KOS可调节血糖、血脂、改善糖尿病症状的报道，但在分子水平上通过调控糖脂代谢及氧化应激相关基因表达进而缓解糖尿病症状的报道尚少。因此，来自天津科技大学食品工程与生物技术学院的焦丹、李浩霞、吴丹丹和周中凯*采用尾部静脉注射链脲佐菌素（STZ）的方法诱导SD大鼠，建立糖尿病模型，通过对其体质量、血糖浓度、血清脂质组成以及氧化应激相关指标的测定，分析KOS对糖尿病大鼠糖脂代谢及氧化应激水平的调节作用，并进一步通过实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）技术在分子水平上进行作用机制的研究，以期为KOS改善糖尿病糖脂代谢紊乱症状提供更深入的理论指导。
1. KOS对大鼠体质量和空腹血糖浓度的影响
各组大鼠初始体质量无显着差异（P＞0.05），说明大鼠实验分组合理。造模后，与NC组相比，KOS低、高剂量组大鼠体质量增长速度缓慢（P＜0.05），而DC组大鼠体质量增长速度不明显，且后期有下降趋势。KOS干预2 周后，与DC组相比，KOS高、低剂量组大鼠体质量显着升高（P＜0.05）；干预4 周后，与DC组相比，大鼠体质量分别增加了32.05%、22.76%。这表明KOS具有减轻糖尿病大鼠体质量下降趋势的作用。
各组初始空腹血糖浓度无显着性差异，说明个体之间血糖浓度差异性不明显。注射STZ 72 h后，大鼠的血糖浓度平均值大于16.7 mmol/L，表明造模成功。KOS干预1 周后，与DC组相比，KOS低、高剂量组的空腹血糖水平分别极显着降低了33.14%、34.50%（P＜0.01）。治疗4 周后，与造模72 h后血糖浓度相比，KOS低、高剂量组大鼠血糖水平分别降低了41.99%、39.32%。
2. KOS对大鼠INS水平的影响
与NC组相比，DC组大鼠INS水平显着降低（P＜0.05）。与DC组相比，KOS干预后2 组大鼠INS水平均显着升高（P＜0.05），且能达到NC组正常水平（P＞0.05）。这说明KOS可促进大鼠INS分泌，改善糖尿病症状。
3. KOS对大鼠血脂水平的影响
与NC组相比， DC 组大鼠的TG、T-CHO、LDL-C浓度均显着增加，HDL-C浓度显着降低（P＜0.05）。这说明糖尿病易造成大鼠脂代谢紊乱。KOS干预后，与DC组相比，H-KOS组大鼠的TG、T-CHO、LDL-C浓度显着降低（P＜0.05），HDL-C浓度显着升高（P＜0.05）。这说明高剂量的KOS干预对糖尿病大鼠脂代谢紊乱的改善作用显着。
4. KOS对大鼠氧化应激水平的影响
与NC组相比，DC组的T-AOC、GSH-Px活力、T-SOD活力显着降低（P＜0.05），MDA浓度显着增加（P＜0.05），这说明糖尿病可使脂质过氧化及氧自由基损伤程度加剧。KOS干预后，KOS低、高剂量组大鼠的抗氧化水平与DC组相比均得到改善，且能达到或高于NC组正常水平。MDA浓度作为脂质过氧化指标之一，可反映机体内脂质过氧化的程度，KOS干预后H-KOS组大鼠的MDA浓度与DC组相比显着降低。结果表明，KOS在一定程度上可抑制脂质的过氧化，减少细胞受氧自由基的损伤，提高糖尿病大鼠的抗氧化应激能力。
5. 糖代谢、脂代谢、氧化应激相关基因表达量分析
5.1 KOS对大鼠糖代谢相关基因mRNA表达水平的影响
KOS干预后，与DC组相比，KOS低、高剂量组糖原合成基因GS2、GYG1的表达量显着上升，糖异生基因G6PC1的表达量显着降低，INS诱导基因Insig1、Insig2的表达量显着上升，且均高于NC组，其中H-KOS组Insig2表达量上调至接近NC组的10 倍。这表明KOS干预后能促进糖原的合成，抑制糖异生过程，诱导INS的合成和分泌，进而降低血糖浓度。
5.2 KOS对大鼠脂代谢相关基因mRNA表达水平的影响
ACC、FAS参与脂肪酸的合成，SREBP-1主要促进TG的合成。KOS干预后，与DC组相比，KOS低、高剂量组ACC、FAS、SREBP-1基因表达显着下调，其中H-KOS组中FAS的表达量下调60%以上，这说明KOS干预可抑制脂肪酸、胆固醇和TG的生物合成路径，改善糖尿病大鼠的血脂组成，缓解糖尿病症状。
5.3 KOS对大鼠氧化应激相关基因mRNA表达水平的影响
KOS干预后，与DC组相比，KOS低、高剂量组Hmox1、Egfr基因表达量显着上调，其中L-KOS组中Egfr基因表达量上调超过2 倍，H-KOS组上调4 倍；L-KOS组中Hmox1的表达量高于H-KOS组，且接近DC组的4 倍。IGFBP-1基因表达量显着降低。
结 论
与糖尿病模型组相比，魔芋低聚糖干预组大鼠的空腹血糖浓度和血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇浓度均显着降低（P＜0.05，P＜0.01）；血清高密度脂蛋白胆固醇浓度、总抗氧化能力及胰岛素分泌水平显着升高（P＜0.05）。对参与糖脂代谢和氧化应激途径的基因分析表明，糖原合成相关基因谷氨酰胺合成酶2、糖原蛋白1基因，胰岛素诱导相关基因Insig1、Insig2，氧化应激相关基因Hmox1、表皮生长因子受体基因均显着上调（P＜0.05）；糖异生相关基因葡萄糖-6-磷酸酶1基因，甘油三酯合成相关基因，固醇调节元件结合蛋白基因，脂肪酸合成相关基因ACC、FAS，氧化应激相关基因，胰岛素样生长因子结合蛋白1基因均显着下调（P＜0.05）。综上，魔芋低聚糖可降低糖尿病大鼠血糖水平，改善糖脂代谢紊乱，抑制糖尿病引起的机体氧化应激损伤，增强机体的抗氧化能力。
