衰老是人体正常、不可逆的生理现象,伴随机体衰老,各种功能普遍衰退,抵抗外界环境伤害和恢复体内平衡能力减弱,从而导致疾病和死亡率的增高。现代医学表明,随着年龄的增长,人体的代谢速度会变缓慢,体内会产生过量的活性氧(ROS)。而当机体内的ROS过量时,则会诱导机体发生氧化应激,从而对细胞结构和生物分子功能造成重大损伤,继而直接或间接导致多种疾病的产生。因此,天然抗氧化产物的研发是目前抗氧化衰老研究的热点之一,已有大量文献报道植物多糖具有一定的抗氧化性。
线虫作为一种模式生物,其结构简单、生命周期短、基因组与人类基因保守性较高,因此在抗氧化和延缓衰老研究领域具有明显优势,广泛应用于抗衰老、药物筛选和神经系统疾病等各方面的研究。华南农业大学食品学院的黄少杰、杜 冰*等选用铁皮石斛叶多糖饲喂N2野生型线虫,通过对其寿命、生殖能力、运动能力、应激实验、体内ROS及抗氧化酶活力等方面进行研究,探究铁皮石斛叶多糖在其体内的抗衰老作用及机理,以期为铁皮石斛叶进一步研究与开发利用提供参考,并为开发抗衰老、抗氧化的功能性食品提供依据。
1、铁皮石斛叶多糖对线虫寿命的影响
结果可知,多糖处理组线虫的平均寿命、最长寿命以及寿命中位数均高于CD组。MD与HD组线虫的平均寿命均极显著高于CD组(P<0.01),LD组线虫的平均寿命显著高于CD组(P<0.05),各实验组线虫的最长寿命均有一定程度的延长,其中MD组线虫最长寿命与CD组差异极显著(P<0.01),且高于YD组,表明其效果优于虾青素。以上结果说明铁皮石斛叶多糖对线虫存活率有一定影响,能够有效延长线虫的寿命。
2、铁皮石斛叶多糖对线虫行动能力的影响
如图2所示,随着机体的衰老,线虫的运动能力逐渐下降。在培养前10 d,铁皮石斛叶多糖对线虫的运动状态影响并不显著(P>0.05);在培养15 d后,与CD组相比,不同质量浓度的铁皮石斛叶多糖均能提高线虫的蠕动能力,在培养到20 d时,CD组中线虫运动状态均为C等级,铁皮石斛叶多糖干预组部分线虫运动状态为B等级,表明铁皮石斛叶多糖可以显著提高线虫的运动能力(P<0.05),且MD、HD组线虫的运动能力略优于YD组,进一步说明铁皮石斛叶多糖还可以提高线虫运动行为能力。
3、铁皮石斛叶多糖对线虫产卵量的影响
如图3所示,本研究中各组总产卵量没有显著差异(P>0.05),表明铁皮石斛叶多糖可以延长线虫寿命的同时不影响其生殖能力。
4、铁皮石斛叶多糖对线虫应激效应的影响
本研究探讨了35 ℃条件下不同质量浓度铁皮石斛叶多糖干预线虫抵抗热应激的能力。由图4A可知,与CD组相比,低、中、高剂量的铁皮石斛叶多糖对线虫的抗热应激能力均无明显的增强作用。
由图4B可知,在培养前中期时,HD组中的线虫存活率明显高于CD组,说明当铁皮石斛叶多糖的质量浓度达到一定水平时,铁皮石斛叶多糖能增强线虫的抵抗氧化应激的能力;同时,与CD组相比,实验组线虫生存曲线右移,表明实验组中线虫抵御氧化应激的能力普遍提高。
5、铁皮石斛叶多糖对线虫活性氧相对水平的影响
由图5可知,线虫体内的ROS相对水平随反应时间的延长而增加,处理120 min时,与CD组相比,铁皮石斛叶多糖干预后的线虫体内ROS相对水平都明显降低,LD、MD、HD组ROS相对水平分别降低了40.0、79.1、85.0 个百分点,具有剂量-效应关系。以上结果表明,铁皮石斛叶多糖能有效清除线虫体内的ROS,且HD组对ROS清除效果最为明显。
6、铁皮石斛叶多糖对线虫体内抗氧化酶活力和丙二醛含量的影响
由图6A、B可知,在本实验考察质量浓度范围内,与CD组相比,铁皮石斛叶多糖均可以提高线虫体内SOD和CAT活力,其中,SOD活力由(53.92±1.24)U/mg极显著提高到HD组的(90.02±3.35)U/mg(P<0.01),且存在剂量-效应关系;同时,与CD组相比,不同质量浓度的铁皮石斛叶多糖均能提高CAT活力,且HD组的提升效果显著(P<0.05);由图6C可知,铁皮石斛叶多糖干预组具有更低的MDA含量,与CD组相比,LD、MD、HD组中的MDA含量分别降低了25.24%、26.42%、31.86%,呈现剂量-效应关系。以上结果表明铁皮石斛叶多糖可在一定程度上能够提高线虫体内抗氧化能力,缓解氧化损伤及线虫衰老,具有激活线虫体内抗氧化防御系统的潜力。
结 论
本实验引入模式生物线虫,评价了铁皮石斛叶多糖延缓线虫衰老的作用,并对其可能的作用机制进行了初步的探索。结果表明,与空白对照组线虫相比,铁皮石斛叶多糖能提高线虫的平均寿命和最大寿命,并且不以损害生殖能力为代价,能有效清除自由基和提高机体抗氧化应激能力,同时降低ROS相对水平。与空白对照组线虫相比,铁皮石斛叶多糖能有效提高线虫体内SOD和CAT活力,显著降低MDA含量(P<0.05),且应激条件下线虫的生存率增加。本实验结果表明铁皮石斛叶多糖具有抗氧化活性,可为以后铁皮石斛叶多糖的进一步研究提供参考,但其产生抗氧化作用的具体作用机制仍需进一步研究。
本文《铁皮石斛叶多糖对秀丽隐杆线虫体内抗衰老作用》来源于《食品科学》2022年43卷21期203-208页,作者:黄少杰,陈宏著,钟淳菲,朱思阳,黎攀,杜冰。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20211202-031。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
图片来源于文章原文及摄图网。
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Food Science of Animal Products(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容包括食物原料品质、加工特性,营养成分、活性物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。
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