稻米是中国居民的主食，中国居民日常所需能量的30%来自稻米，近年来稻米的加工愈加精细化。据最新的美国膳食指南科学报告指出^[1]，大量摄入糖和精制碳水化合物对健康有较大危害，甚至超过胆固醇，建议解除每日胆固醇摄入量300 mg的限制、取消脂肪占总膳食摄入的能量比例。白米有诱发糖尿病的风险，中国人风险高达55%^[2]。米胚芽是稻米的重要部分，以稻谷计算，米胚芽含量为2%～2.2%。研究表明米胚芽含有丰富的蛋白质、脂类，还含有多种维生素和人体必需的微量元素^[3]。尽管米胚芽在稻米中含量较低，但米粒25%以上的营养成分却存在于米胚芽中，在国外被誉为“天赐营养源”。目前中国谷类加工过程中米胚芽大部分混入米糠中，利用率很低。充分利用米胚粉和/或留胚米则可减少中国居民日常饮食中白米的摄入量，进而可能降低糖尿病风险。本研究拟通过观察米胚芽对成年小鼠糖耐量的影响，旨在为推广应用米胚芽或留胚米防治糖尿病，提高人群健康水平提供依据。结果报告如下。

清洁级雄性 imprinting control region(ICR)小鼠30只，体重(28±2)g，由上海斯莱克实验动物中心提供，许可证号：SCXK(沪)2012-0002，饲养环境为(22±2)℃，湿度为(50±20)%，置于垫以消毒锯木屑的塑料笼，自由饮水进食。

米胚芽粉(呈黄色粉末状，每100 g含：蛋白质14.2 g，脂肪20.8 g，锌6 mg，铁8.3 mg，硒10 μg，维生素B1 0.27 mg，维生素B2 0.09 mg，维生素E 4.02 mg，烟酸 2.30 mg，膳食纤维20.38 g)由泉州鲤城泉珍农产品专业合作社提供；谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)及丙二醛测定试剂盒(南京建成生物工程研究所)；逆转录PCR(reverse transcriptase PCR，RT-PCR)试剂盒、β-actin、葡萄糖转运体-4(glucose transporter type 4,GLUT-4)、葡萄糖激酶(glucokinase，GCK)引物(日本TaKaRa 生物技术公司)。VIS-7220N分光光度计(北京北分瑞利分析仪器公司)，安稳血糖试纸和测试仪(长沙三诺生物传感股份有限公司)，酶联免疫检测仪(芬兰Thermo Labsystems公司)，7500 real-time PCR system(美国ABI公司)。

30只ICR小鼠随机分为3组，即对照组，低、高剂量米胚芽组，对照组喂饲基础饲料，低、高剂量米胚芽组分别喂饲添加10%、40%米胚芽粉的饲料，持续4周。干预结束时各组大鼠灌胃50%葡萄糖溶液(2 g/kg)后测定0、0.5、1、2 h血糖水平，进行口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test，OGTT)。摘眼球取血，分离血清，置于-4 ℃冰箱保存备测。颈椎脱臼处死小鼠，迅速剥离肾周白色脂肪和5 mm×5 mm×5 mm 大小的肝脏组织置于-80 ℃冰箱保存备用。

隔天称重1次，体重记录至实验结束。

采用葡萄糖氧化酶法测定大鼠血清空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)和酶联免疫方法测定各组大鼠血清胰岛素(insulin，INS)；胰岛素敏感指数(insulin sensitivity index，ISI)以FBG和INS乘积的倒数表示，即ISI=Ln1/(FBG×INS)。采用三诺血糖仪测定OGTT试验血糖值，用血糖曲线下面积反映糖耐量能力，血糖曲线下面积=0.25×(0 h血糖值+4×0.5 h血糖值+3×2 h血糖值)。

采用试剂盒法分别测定小鼠血清、肝组织中SOD、GSH-Px酶活力及丙二醛含量，按试剂盒说明书操作，蛋白质测定采用考马斯亮兰法。

采用RT-PCR法，Trizol法提取总RNA，取2 μL 总RNA，测定纯度和浓度，纯度指标OD₂₆₀/OD₂₈₀控制在1.8～2.0，浓度约为500 ng/μL。以总RNA 1 μL 为逆转录反应模板，采用随机引物，按照试剂盒说明书进行逆转录，总反应体系为20 μL。再以2 μL逆转录反应产物为模板，以β-actin作为内参基因，按照real-time PCR 试剂盒说明进行扩增，PCR 反应体系为20 μL。各基因扩增引物序列：β-actin，上游5′-GGAGATTACTGCCCTGGCTCCTA-3′，下游 5′-GACTCATCGTACTCCTGCTTGC TG-3′； GCK，上游 5′-CAACTGGACCAAGGGCTTCAA-3′，下游5′-TGTGGCCACCGTGTCATTC-3′；GLUT-4，上游5′-ATCATCCGGAACCTGGAGG-3′，下游5′-GTCAGACACATCAGCCGAGC-3′。采用相对定量法进行mRNA 表达量计算。

数据以x±s表示，采用SPSS 19.0进行统计分析，多组比较时，若方差齐，采用单因素方差分析，两两比较采用q检验；若方差不齐，采用Kruskal-Wallis H检验分析，检验水准为α=0.05。

观察期间各组小鼠毛色光泽，状态活跃，无萎靡，饮食饮水正常、粪便、 尿液均未见异常。各组小鼠体重均呈增长趋势。对照组、10%、40%米胚芽组小鼠体重分别为(39.30±4.31)、(38.70±3.50)、(41.36±1.82)g；与对照组比较，各剂量米胚芽组小鼠体重无明显变化(F=0.656，P>0.05)。

与对照组比较，低、高剂量米胚芽组小鼠FBG和INS呈降低趋势，但差异无统计学意义(P均>0.05),高剂量米胚芽组小鼠ISI升高，差异有统计学意义(P<0.05)。

表 1

表 1 米胚芽对小鼠FBG、INS及ISI影响(x±s,n=10) 组别(%) FBG(mmol/L) INS(mU/L) ISI 对照组 5.66±1.23 3.45±0.18 -2.95±0.23 米胚芽组 10 5.13±1.29 3.37±0.12 -2.82±0.28 40 4.36±1.54 3.29±0.15 -2.59±0.33a 注：与对照组比较，a P<0.05。

表 1 米胚芽对小鼠FBG、INS及ISI影响(x±s,n=10)

OGTT试验结果显示，对照组、低、高剂量米胚芽组小鼠葡萄糖溶液灌胃后0.5 h血糖分别为(10.07±2.28)、(7.08±3.30)、(6.75±2.20)mmol/L；与对照组比较，米胚芽组小鼠0.5 h血糖下降，差异有统计学意义(F=4.606,P<0.05)；对照组、低、高剂量米胚芽组小鼠血糖曲线下面积分别为(16.62±2.58)、(14.23±3.78)、(12.81±3.19)；与对照组比较，高剂量米胚芽组小鼠血糖曲线下面积下降，差异有统计学意义(P<0.05)。

与对照组比较,高剂量米胚芽组小鼠肝脏组织中GSH-Px、SOD酶活力上升,丙二醛含量下降,差异有统计学意义(P<0.05)；与对照组比较，各剂量米胚芽组小鼠血清SOD酶活力上升，丙二醛含量下降，差异有统计学意义(P<0.05)。

表 2

表 2 米胚芽对小鼠肝组织和血清抗氧化指标影响(x±s,n=10) 组别(%) 肝脏 血清 GSH-Px(U/gprot) SOD(U/gprot) 丙二醛(nmol/gprot) SOD(U/mL) 丙二醛(nmol/mL) 对照组 32.30±5.22 25.30±4.85 2.57±0.85 42.97±4.40 2.07±0.59 米胚芽组 10 33.32±13.37 26.22±9.43 2.51±1.17 48.45±2.54a 1.44±0.25a 40 44.34±11.96a 34.88±7.70a 1.57±0.43a 53.27±2.51a 1.46±0.35a 注：与对照组比较，a P<0.05。

表 2 米胚芽对小鼠肝组织和血清抗氧化指标影响(x±s,n=10)

(表 3) 与对照组比较，高剂量米胚芽组小鼠肝脏组织中GCK mRNA表达明显上调，差异具有统计学意义(P＜0.05)；与对照组比较，低、高剂量米胚芽组小鼠脂肪组织中GLUT-4 mRNA表达均明显上调，差异具有统计学意义(P＜0.05)。

表 3

表 3 米胚芽对小鼠肝脏GCK和脂肪组织GLUT-4 mRNA 表达影响(x±s,n=10) 组别(%) GCK(2-△△CT) GLUT-4(2-△△CT) 对照组 1.05±0.09 1.03±0.10 米胚芽组 10 1.13±0.13 1.15±0.11a 40 1.43±0.16a 1.37±0.15a 注：与对照组比较，a P<0.05。

表 3 米胚芽对小鼠肝脏GCK和脂肪组织GLUT-4 mRNA 表达影响(x±s,n=10)

米胚芽是稻谷的重要组成部分，以稻谷计算，含胚量为2%~2.2%，以糙米计算，含胚量为2.6%~2.9%。米胚的营养丰富，蛋白质、脂类含量均在20%以上，还含有多种维生素和人体必需微量元素以及γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,γ-GABA)、谷胱甘肽、膳食纤维和脂肪酶抑制剂等多种植物化学物^[4]。目前关于米胚芽的研究主要集中于米胚芽油和米胚蛋白提取加工应用等，而对于米胚芽粉或留胚米的效应研究较少。近年来大米加工愈发精细化，包括中国在内的亚洲人群大米消耗量(平均每天3~4份)明显高于美国和澳大利亚人群(平均每周1~2份)，而且中国人群大米摄入引起的血糖反应比欧裔人群高60%^[5]。上海女性健康研究结果显示，74%的血糖负荷源于大米，而随着大米摄入量的增加，2型糖尿病的发病风险也明显升高^[6]。一项荟萃研究发现：白米摄入量过高在美国和澳洲人群增加2型糖尿病发病风险约为12%，在日本人群中则为27%，而上海女性人群则增加55%的发病风险^[2]。空腹血糖、胰岛素以及胰岛素敏感指数是糖尿病最常用的检测指标，反映机体胰岛素敏感性。OGTT试验属于一种葡萄糖负荷试验，以了解胰岛β细胞功能和机体对血糖的调节能力^[7]。本研究结果显示，高剂量米胚芽组小鼠胰岛素敏感指数明显高于对照组，OGTT试验中0.5 h血糖水平、葡萄糖曲线下面积也低于对照组。提示，米胚芽可延缓餐后血糖升高的速度和幅度，具有提高成年小鼠糖耐量的作用。研究表明胰岛素抵抗可源于氧化应激，氧化应激可引起多种丝氨酸激酶激活的级联反应,引起胰岛素抵抗；也可直接损伤胰岛β细胞,促进β细胞凋亡,还可通过影响胰岛素信号转导通路间接抑制β细胞功能^[8-11]。GSH-Px和SOD是机体重要的抗氧化酶，丙二醛含量可反映机体的氧化应激水平。本研究结果显示，高剂量米胚芽组小鼠肝脏组织中GSH-Px和SOD酶活力明显上升，丙二醛含量明显下降；各剂量米胚芽组小鼠血清SOD酶活力明显上升，丙二醛含量明显下降。提示，米胚芽具有提高机体抗氧化水平，降低氧化损伤作用，进而可提高机体糖耐量能力，延缓胰岛素抵抗。GCK 是葡萄糖糖代谢和胰岛素分泌调节中的关键酶,是糖酵解途径的第一限速酶,催化葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖,这也是肝糖原合成的前提。GCK 表达增加可导致肝脏葡萄糖代谢增加,促进葡萄糖的利用和贮存,降低高血糖和高胰岛素血症的发展^[12]。GLUT-4是一条由含有509个氨基酸的多肽链组成的糖蛋白，在脂肪组织中表达很高，介导葡萄糖跨膜转运，促进葡萄糖的利用^[13]。当GLUT-4发生功能障碍时,外周组织，尤其是骨骼肌和脂肪的葡萄糖摄取利用将减少,从而产生受体后胰岛素抵抗,因此，GlUT-4功能异常是导致2型糖尿病的重要原因之一^[14]。本研究结果显示，高剂量米胚芽组小鼠肝脏组织GCK mRNA表达上调，而低、高剂量米胚芽组小鼠脂肪组织GLUT-4 mRNA表达水平也明显上调。提示，米胚芽可降低成年小鼠胰岛素抵抗、提高糖耐量，其机制可能与上调肝脏GCK基因和脂肪组织GLUT-4基因表达有关。