番茄总皂苷对小鼠高尿酸血症的调节作用

杨子明， 张 利， 刘金磊， 李典鹏

( 广西壮族自治区中国科学院 广西植物研究所， 广西植物功能物质与资源持续利用重点实验室， 广西 桂林 541006 )

番茄是我们日常食用最多的果蔬之一，其营养丰富，具有特殊风味，还可以加工制成番茄酱、番茄饮料等，在我国各地均普遍栽培。2004年日本熊本大学学者首先从日本产的一种称为桃太郎的番茄中分离到得到两个结构复杂的甾体生物碱皂苷，命名为番茄皂苷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，在原料中的含量为番茄红素的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)，可抑制泡沫细胞的形成，是一种较好的酰基辅酶-A-胆固醇酰基转移酶(ACAT)抑制剂，具有抗动脉粥样硬化功能，修复动脉粥样硬化病变区域，同时还可以显著降低血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇的水平(Fujiwara et al., 2007)。番茄皂苷提取物在国际植物药及保健食品市场也日益受到青睐。课题组前期对广西产的番茄从提取分离到活性筛选进行的一系列研究发现，广西产的番茄都有含量较高的番茄皂苷A，其中小番茄的含量远远高于大番茄的含量(卢凤来等，2014)；获得了番茄总皂苷的最佳提取工艺，能够有效提高番茄总皂苷的得率和降低番茄总皂苷提取液的黏稠度(卢凤来等，2012)；发现番茄皂苷A和番茄总皂苷都具有降血脂、抗动脉粥样硬化的功能(吴建璋等，2011；张利等，2018)；在小鼠身上对番茄总皂苷进行了急性毒性以及亚急性毒性实验，发现其安全无毒，可以放心使用(张利等，2017)。

高尿酸症是由于机体内尿酸的排出减少或者合成增加等原因诱导的一种普遍的代谢性疾病，其中最主要的危害便是引起痛风。随着我国经济社会的发展及饮食结构和生活方式的改变，在今后几十年，我国高尿酸症将会逐年上升，特别是在沿海城市，这些患者将给社会及家庭造成很大压力，研究有效方法预防和治疗高尿酸症具有重要意义。现阶段天然产物的发展非常迅速，利用天然产物治疗高尿酸症的研究也越来越多(Zhang et al., 2018)。广西百色的右江河谷是中国三大天然温室之一，阳光充足，气候湿润，雨量丰富，具有适宜的番茄种植条件，是国内重要的番茄产地。在番茄的采收过程中，有大量残次果被丢弃，造成了巨大的浪费，为了充分利用这些被浪费的番茄残次果，提高广大种植户的收益，本研究通过建立小鼠高尿酸血症模型，研究番茄总皂苷降尿酸作用及其作用机制，为进一步开发番茄提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 昆明种小鼠，体重18～22 g，SPF级，购自湖南斯莱克景达，生产许可证号：SCXK(湘)2009-0004。

1.1.2 仪器 METTLER-AT200电子天平(梅特乐-托利多)， TGL-16R型高速台式冷冻离心机(珠海黑马)，RT-9100型半自动生化分析仪(深圳雷杜)。

1.1.3 试剂 白蛋白(albumin，Alb)、总蛋白(total protein，TP)、肌酐(creatinine，Cr)、尿素氮(urea nitrogen，BUN)、尿酸(uric acid，UA)、血糖(glucose，Glu)、黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XOD)试剂盒购自南京建成；总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglyceride，TG)试剂盒购自长春汇力。

1.1.4 番茄总皂苷提取物 番茄总皂苷提取物按照我们前期文献方法制备(张利等，2017)：取新鲜樱桃小番茄(采摘于百色市田阳县)，洗净打碎成浆，加入原料质量0.05%的果胶酶，在50 ℃下保温酶解2 h；酶解液先用滤布粗滤，所得滤液离心后收集上清液；上清液过D-101大孔树脂柱，用去离子水预洗树脂柱直至流出澄清液，用80%的乙醇洗脱，收集洗脱液，减压浓缩后即获得番茄总皂苷提取物。以番茄皂苷A为标准品，以香草醛一冰醋酸+高氯酸体系作显色剂，于550 nm下测定总皂苷的含量，测得番茄总皂苷提取物的总皂苷含量≥48%。

1.2 方法

1.2.1 番茄总皂苷对正常小鼠的血尿酸调节作用 雄性SPF级昆明小鼠48只，按体重随机分为正常对照组、番茄总皂苷低剂量组、番茄总皂苷中剂量组、番茄总皂苷高剂量组，每组12只。小鼠自由饮水饮食，待其适应环境后，给药组灌胃100、200、400 mg·kg番茄总皂苷，正常对照组给予同体积双蒸水，每天1次，连续14 d。在第7天时，用小鼠代谢笼收集24 h尿液，并测定收集尿液中Cr、UA、BUN的值。在第14天时，小鼠禁食，称重，取血，分离血清，4 ℃保存备用。处死小鼠后，取肾脏、肝脏、脾脏，称重量，并计算脏器指数。精确称取一小块肝脏，用预冷的0.9%的生理盐水制成匀浆液，离心，取上清-20 ℃保存备用。利用购买的试剂盒测定血清中的TC、TG、UA、Cr、BUN、TP、Alb、Glu的活性和含量；利用试剂盒的方法测定肝脏中XOD的活性。

1.2.2 番茄总皂苷对次黄嘌呤和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸小鼠的血尿酸调节作用 雄性SPF级昆明小鼠48只，按体重随机分为正常对照组、模型组、番茄总皂苷低剂量组、番茄总皂苷中剂量组、番茄总皂苷高剂量组，每组12只。小鼠自由饮水饮食，待其适应环境后，给药组灌胃100、200、400 mg·kg番茄总皂苷，正常对照组和模型组给予同体积双蒸水，每天1次，连续14 d。在第7天时，小鼠腹腔注射300 mg·kg的次黄嘌呤，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸钾，用小鼠代谢笼收集24 h的尿液，并测定收集尿液中Cr、UA、BUN的值。在第14天时，小鼠禁食，称重，处死前2 h，腹腔注射300 mg·kg的次黄嘌呤，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸钾，2 h后，取血，分离血清，4 ℃保存备用。处死小鼠后，取肾脏、肝脏、脾脏，称重量，并计算脏器指数。精确称取一小块肝脏，用预冷的0.9%的生理盐水制成匀浆液，离心，取上清-20 ℃保存备用。利用购买的试剂盒测定血清中的TC、TG、UA、Cr、BUN、TP、Alb、Glu的活性和含量；利用试剂盒的方法测定肝脏中XOD的活性。

1.2.3 番茄总皂苷对尿酸和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸小鼠的血尿酸调节作用 雄性SPF级昆明小鼠48只，按体重随机分为正常对照组、模型组、番茄总皂苷低剂量组、番茄总皂苷中剂量组、番茄总皂苷高剂量组，每组12只。小鼠自由饮水饮食，待其适应环境后，给药组灌胃100、200、400 mg·kg番茄总皂苷，正常对照组和模型组给予同体积双蒸水，每天1次，连续14 d。在第7天时，在小鼠腹腔注射200 mg·kg的尿酸，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸钾，用小鼠代谢笼收集24 h的尿液，并测定收集尿液中Cr、UA、BUN的值。在第14天时，小鼠禁食，称重，处死前2 h，腹腔注射200 mg·kg的尿酸，皮下注射100 mg·kg的氧嗪酸钾，2 h后，取血，分离血清，4 ℃保存备用。处死小鼠后，取肾脏、肝脏、脾脏，称重量，并计算脏器指数。精确称取一小块肝脏，用预冷的0.9%的生理盐水制成匀浆液，离心，取上清-20 ℃保存备用。利用购买的试剂盒测定血清中的TC、TG、UA、Cr、BUN、TP、Alb、Glu的活性和含量；利用试剂盒的方法测定肝脏中XOD的活性。

1.2.4 数据统计分析 用SPSS 17.0软件对数据进行检验分析。<0.01或<0.05均为具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 番茄总皂苷对正常小鼠血尿酸水平的作用

由表1可知，番茄总皂苷对正常小鼠所有指标均无显著性影响，说明番茄总皂苷不影响正常小鼠机体健康。

表 1 番茄总皂苷(TTS)对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 番茄总皂苷对次黄嘌呤和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸小鼠血尿酸水平的作用

由表2可知，次黄嘌呤和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸模型小鼠与正常小鼠比较：体内血尿酸水平显著性升高，增加了169.4%，说明高尿酸模型小鼠造模成功；肾脏指数、血中尿素氮、肌酐都显著性升高，分别增加了15.1%、56.1%、34.8%，说明次黄嘌呤和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸血症小鼠可能会引起肾损伤(张晓冬和马连学，2019；曹有文等，2019)；总蛋白、白蛋白显著性降低，分别下降了7.8%、8.6%，肝脏指数显著性升高，增加了9.3%，说明次黄嘌呤和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸血症小鼠可能会引起肝损伤(陆兴热等，2017)；番茄总皂苷低、中、高剂量组与模型组比较，血尿酸水平降低，分别下降了6.3%、10.6%、26.4%，其中高剂量组有统计学意义；肝脏黄嘌呤氧化酶明显降低，分别下降了11.1%、16.7%、27.8%，都有统计学意义。

表 2 番茄总皂苷(TTS)对次黄嘌呤和氧嗪酸钾联合诱导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 番茄总皂苷对尿酸和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸小鼠血尿酸水平的调节作用

由表3可知，尿酸和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸模型小鼠与正常小鼠比较：体内血尿酸水平显著性升高，增加了361.1%，说明高尿酸模型小鼠造模成功；肾脏指数、血中尿素氮、肌酐都显著升高，分别增加了33.6%、106.5%、152.7%，说明尿酸和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸血症小鼠可能会引起肾损伤；总蛋白、白蛋白显著性降低，分别下降了9.9%、12.3%，说明尿酸和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸血症小鼠可能会引起肝损伤；番茄总皂苷低、中、高剂量组与模型组比较，血尿酸水平降低，分别下降了7.4%、16.9%、26.8%，其中的中、高剂量组具有统计学意义；高剂量组肝脏黄嘌呤氧化酶明显降低了8%，有统计学意义。

表 3 番茄总皂苷(TTS)对尿酸和氧嗪酸钾联合诱导的高尿酸小鼠血尿酸水平的调节作用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 讨论与结论

嘌呤代谢的终产物是尿酸，体内稳定的尿酸水平涉及了尿酸的分解、排泄和生成、吸收之间的动态平衡，如果上述过程发生紊乱，就会导致高尿酸血症(杨子明等，2017)。近些年来，许多大规模、前瞻性的科学研究表明，体内尿酸升高与动脉粥样硬化、高血压、肾脏疾病、脑卒中等心血管事件的发生和死亡呈独立正相关(Kang et al., 2002；Sánchez-Lozada et al., 2006；Zhao et al., 2017)。现阶段对于高尿酸血症的治疗主要以降尿酸药物为主，如别嘌醇、非布司他、苯溴马隆等，这些药物都具有一定的肝肾毒性，因此发现无毒有效的降尿酸药物成为迫切需要解决的问题(黄晶等，2021)。本研究采用正常小鼠、高尿酸模型小鼠来考察番茄总皂苷提取物对尿酸的调节作用。在两种高尿酸模型小鼠中， 体内血尿酸水平都极其显著性升高，说明高尿酸模型小鼠造模成功。黄嘌呤氧化酶是体内产生尿酸的关键酶(李昕卓等，2020)，黄嘌呤氧化酶活性升高，会导致机体内尿酸合成增加，从而产生高尿酸血症。在本文的两种高尿酸模型小鼠中，肝脏黄嘌呤氧化酶活性都会显著性升高，这可能是模型小鼠血尿酸水平升高的原因之一。本研究实验结果表明，番茄总皂苷对正常小鼠血尿酸以及其他所有指标均无显著性影响，说明番茄总皂苷不会影响正常小鼠尿酸代谢，也不会对正常小鼠机体产生有害作用。番茄总皂苷对次黄嘌呤和氧嗪酸钾诱导的高尿酸模型小鼠，可降低其血尿酸水平及肝脏黄嘌呤氧化酶活性，对24 h尿酸排泄量无显著性影响，说明番茄总皂苷降尿酸作用可能与降低黄嘌呤氧化酶活性有关，而不是增加尿酸排泄。番茄总皂苷中、高剂量组对尿酸和氧嗪酸钾诱导的高尿酸模型小鼠，可降低其血尿酸水平；番茄总皂苷高剂量组可降低肝脏黄嘌呤氧化酶活性，而中、低剂量组对肝脏黄嘌呤氧化酶活性并无显著性影响，说明在尿酸和氧嗪酸钾诱导的高尿酸模型小鼠中，番茄总皂苷在不影响黄嘌呤氧化酶活性的时候也具有降尿酸作用， 说明番茄总皂苷降尿酸作用可能部分与降低黄嘌呤氧化酶活性有关，其他作用机制还需要进一步研究。本实验结果表明，番茄总皂苷降尿酸作用一般，但本文的目地并非想把番茄总皂苷开发成一种降尿酸的药物，而是想开发成一种辅助降尿酸的功能性食品，所以其效果肯定比不上现有一线降尿酸药物。实验中所用到的番茄总皂苷提取物已经完成了中试生产，并做了毒理学研究，发现其是无毒产品，所以番茄总皂苷是一种有前景的降尿酸功能性食品。

综上所述，番茄总皂苷对次黄嘌呤和氧嗪酸钾诱导的高尿酸模型小鼠以及尿酸和氧嗪酸钾诱导的高尿酸模型小鼠都具有一定的降低血尿酸作用，其部分机制可能与降低肝脏黄嘌呤氧化酶活性有关。