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(1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室,新疆阿拉爾 843300;2.新疆兵團南疆化工資源利用工程實驗室,新疆阿拉爾 843300;3.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾 843300)
新疆灰棗葉黃酮對衰老模型小鼠抗氧化活性的影響
周新萍1,2,鄒玲1,吳翠云3,周潤1,白紅進1,2,*
(1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室,新疆阿拉爾 843300;2.新疆兵團南疆化工資源利用工程實驗室,新疆阿拉爾 843300;3.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾 843300)
目的:研究棗葉黃酮對衰老小鼠的心臟、肝、血清抗氧化功能的影響。方法:采用乙醇提取棗葉黃酮,測定灰棗葉總黃酮含量并對其抗氧化活性進行測定;由D-半乳糖連續(xù)皮下注射誘導(dǎo)亞急性衰老模型小鼠,以各組小鼠心臟、肝和血清總抗氧化能力,總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶活力(GSH-Px)和丙二醛(MDA)含量為指標(biāo),評價棗葉黃酮在小鼠體內(nèi)的抗氧化能力;做HE染色切片,觀察其組織細胞狀態(tài)。結(jié)果:灰棗葉總黃酮含量為(18.60±1.06) mg/g,清除DPPH自由基、羥基自由基、ABTS自由基、超氧陰離子自由基的IC50值分別是0.997、1.035、1.039、0.983 mg/mL,均與陽性對照組具有顯著性差異(p<0.05);與空白對照組相比,模型對照組小鼠心臟、肝、腦和血清中T-AOC、SOD、GSH-Px力均有不同程度的降低,MDA含量有不同程度的升高,且空白對照組與模型組差異顯著(p<0.05),說明小鼠衰老模型構(gòu)建成功。與模型對照組相比,棗葉各劑量組能增強模型小鼠心臟、肝、腦和血清中T-AOC、SOD、GSH-Px活力,同時降低MDA值。從病理切片看,棗葉黃酮具有抗氧化能力。結(jié)論:棗葉黃酮能夠顯著增強亞急性衰老小鼠的抗氧化能力,具有延緩衰老的作用。
棗葉黃酮,D-半乳糖,小鼠,抗氧化
棗葉中有豐富的黃酮類、維生素、金屬元素、三萜類、糖類、皂苷,具有抗菌、抗氧化、抗癌等生物活性[1-2]。衰老是生命過程中必然出現(xiàn)的極其復(fù)雜的生理現(xiàn)象,近年來不少國內(nèi)外學(xué)者紛紛使用D-半乳糖致衰老模型來研究體內(nèi)抗氧化作用[3-4]。陳洪雨[5]依托抗衰老的自由基學(xué)說,通過體內(nèi)實驗對山楂黃烷醇(MF)的延緩衰老活性和作用機制進行了探索,發(fā)現(xiàn)不同劑量MF可不同程度的減輕衰老模型小鼠的老化狀態(tài),改善其抗氧化水平。戴成國[6]等人研究首烏藤黃酮(FCPM)的體內(nèi)抗氧化作用,結(jié)果表明FCPM可顯著降低血清含量,提高小鼠的血清及組織的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽歧化酶(GSH-PXHE)和過氧化氫酶(CAT)活力,表明FCPM具有顯著的體內(nèi)抗氧化活性。目前對棗葉提取物的抗衰老研究主要是通過體外法測定其對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、超氧陰離子自由基、羥自由基的清除活性,抗脂質(zhì)過氧化能力以及對金屬離子螯合能力等體外抗氧化指標(biāo)來評價[7]。本實驗用棗葉黃酮灌胃由D-半乳糖連續(xù)皮下注射誘導(dǎo)的亞急性衰老模型小鼠,測定其血清、肝、心臟組織中MDA含量,SOD、GSH-Px、MAO及總抗氧化能力(T-AOC)活性,較為系統(tǒng)地研究棗葉提取物對D-半乳糖衰老模型小鼠體內(nèi)抗氧化的影響,為其進一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
昆明小鼠 70只,雌雄各半,體重(20±0.2) g;供試材料 塔里木大學(xué)園藝實驗站內(nèi)多年生的棗葉,經(jīng)植物科學(xué)學(xué)院吳翠云教授鑒定為鼠李科棗屬植物灰棗葉片(Zizyphusjujubecv. Huizao),于2015年10月采摘,供試材料經(jīng)自然陰干后粉碎,密封,室溫備用;D-半乳糖 美國Sigma公司;氯化鈉注射液(代生理鹽水) 石家莊四藥有限公司;T-SOD測定試劑盒、SOD測定試劑盒、T-AOC測定試劑盒、MDA測定試劑盒、CAT測定試劑盒、GSH-Px測定試劑盒、MAO測定試劑盒、總蛋白定量試劑盒 南京建成生物工程研究所;乙醇,甲醇、無水乙醇、冰乙酸等其它試劑均為國產(chǎn)分析純。
電子分析天平 北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;LD500搖擺式中藥粉碎機 長沙市岳麓區(qū)常宏制藥機械設(shè)備廠;KQ2200E型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;電熱恒溫水浴鍋 上海博訊實業(yè)有限公司;離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;TU-1901雙光束紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;德國萊卡冷凍包埋劑,防脫載玻片,中性快干膠,蘇木精伊紅HE染色劑,塑料載玻片盒 上海源葉生物科技有限公司。
1.2.1 棗葉黃酮的提取 參考李全國[8]方法測定,略有改動。取1 kg樣品置于室溫按照料液比為1∶20加入70%乙醇溶液浸泡提取3 d,重復(fù)提取三次,過濾,收集上清液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)干燥,備用。
總黃酮含量測定:參照陳曉慧[9]方法測定,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=9.71X+0.1044,相關(guān)系數(shù)為0.9995。
1.2.2 棗葉總黃酮的抗氧化活性 將1.2.1得到的總黃酮進行抗氧化能力測定,測定DPPH、ABTS、羥基自由基,超氧陰離子自由基的清除能力,方法參考文獻[10]測定。
1.2.3 劑量設(shè)計與動物處理 將小鼠隨機分為7組,依次為溶劑對照組、模型對照組、陽性對照組和低、中、高劑量組,每組10只。除溶劑對照組外,其余6組采用半乳糖皮下注射法制備小鼠亞急性過氧化損傷模型,即每天定時頸背部皮下多點注射500 mg/kg·bw的D-半乳糖(注射量0.1 mL/10 g·bw),溶劑對照組以注射用生理鹽水代替,連續(xù)42 d。每天觀察小鼠體征,每周稱量一次體重。
在造模的同時,所有動物通過等體積灌胃方式(灌胃量0.25 mL/10 g·bw)給予受試物,其中低、中、高劑量組分別給予50、100、200 mg/kg·bw,陽性對照組給予VE100 mg/kg·bw,溶劑空白對照組和模型對照組給予蒸餾水[5,11]。
1.2.4 樣本采集與制備 實驗(造模和給予受試物)42 d后,稱量體重,摘眼球取血并用頸椎脫臼法處死。小鼠全血3000 r/min離心10 min,收集上層血清,分裝后貯存于-80 ℃冰箱中。解剖小鼠摘取其肝臟、心臟、腎,稱量臟器重量后整體貯存于-80 ℃冰箱中待用[12-13]。
取肝臟、心臟、腎放入包埋盒中-80 ℃冷凍,然后用HE染色,中性樹膠封片,顯微鏡下觀察并拍照[14-15]。
按照1.2.1方法提取灰棗葉黃酮,測得灰棗葉總黃酮含量為(18.60±1.06) mg/g。
由表1可知,體外抗氧化活性實驗說明灰棗葉70%乙醇提取物具有一定的抗氧化能力,但是都弱于陽性對照品。
實驗過程中,日常體征行為學(xué)觀察發(fā)現(xiàn):實驗初期各組小鼠精神振奮,進食量大,反抗能力強,難以抓取,隨著實驗進行,除溶劑組對照組變化較慢外,其余組出現(xiàn)不同衰老特征,實驗?zāi)┢谛∈蠓磻?yīng)遲緩,活動量減少,四肢無力,抓取時反抗較弱。實驗期間小鼠的體重變化見圖1。由圖1可以看出各組小鼠前期體重增長較快,隨后趨于平穩(wěn)。小鼠的平均體重增長及心、肝、腎存在不同差異,但是無顯著性差異(p<0.05)。
表1 提取液抗氧化能力的IC50值(mg/mL)Table 1 Antioxidant activities of the extracts obtained of IC50(mg/mL)
注:DPPH、ABTS、超氧陰離子所用陽性對照品為蘆丁,羥基自由基所用為VE,同一列小寫字母表示顯著差異(p<0.05)。
表3 棗葉黃酮對小鼠組織和血清SOD含量的影響Table 3 Effect of the flavonoids from Jujube leaves on the content SOD in tissue and serum in aging mice
圖1 小鼠體重變化Fig.1 Body weight of mice
注:同一列小寫字母表示顯著差異(p<0.05)。各實驗組小鼠臟器系數(shù)的情況見表2。
表2 小鼠臟器系數(shù)Table 2 Apparatus coefficient of mice
由表2可知,各組的臟器指數(shù)之間變化不大。
超氧化物歧化酶(SOD)對機體的抗氧化與抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用,此酶能清除超氧陰離子自由基保護細胞免受損傷。棗葉黃酮對小鼠組織和血清中SOD活性的影響見表3。
由表3可知,模型組與溶劑對照組相比,其 SOD活性全部都低于溶劑對照組,且呈現(xiàn)顯著性差異(p<0.05),說明從SOD活性的角度來看,成功構(gòu)建了衰老小鼠模型。與模型組相比,其余幾組肝臟、心臟和血清的SOD值均有所升高,且存在顯著性差(p<0.05),說明棗葉黃酮能顯著性的提高小鼠心臟、肝臟、血清中的SOD活性。其中從對肝臟的SOD活性作用看,中、高、低劑量組都顯著高于VE組,但是中劑量組與高劑量組之間沒有顯著性差異;對心臟的SOD活性作用中,高劑量組與VE組無顯著性差異,中、低劑量組有顯著性差異且都低于VE組;對血清的SOD活性作用高劑量組與VE組有顯著性差異,中、低劑量組與VE無顯著性差異。
氧自由基不但通過生物膜中多不飽和脂肪酸的過氧化引起細胞損傷,而且還能通過脂氫過氧化物的分解產(chǎn)物引起細胞損傷。因而測試MDA的量常??煞从硻C體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度,間接反映出細胞損傷的程度。棗葉黃酮對小鼠組織和血清中MDA活性的影響見表4。
表4 棗葉黃酮對小鼠組織和血清MDA含量的影響Table 4 Effect of flavonoids from Jujube leaves on the content MDA in tissue and serum in aging mice
注:同一列小寫字母表示顯著差異(p<0.05)。
表5 棗葉黃酮對小鼠組織和血清GSH-Px活性的影響Table 5 Effect of flavonoids from Jujube leaves on the content GSH-Px activity in tissue and serum in aging mice
注:同一列小寫字母表示顯著差異(p<0.05)。
表6 棗葉黃酮對衰老模型小鼠組織和血清中T-AOC活性的影響Table 6 Effect of flavonoids from Jujube leaves on the content T-AOC in tissue and serum in aging mice
注:同一列小寫字母表示顯著差異(p<0.05)。
由表4可知,模型組與溶劑對照組相比,模型組的MDA含量明顯高于空白對照組,且呈現(xiàn)顯著性差異(p<0.05),說明從MDA含量的角度來看,成功構(gòu)建了衰老小鼠模型。本實驗發(fā)現(xiàn),對衰老模型小鼠給予不同劑量灰棗葉黃酮均可以有效減低衰老小鼠血清、心臟和肝臟組織的MDA水平,說明各劑量的灰棗葉黃酮均明顯減輕了衰老小鼠體內(nèi)有害氧化產(chǎn)物的積累,減少細胞損傷。
GSH-Px活性反映小鼠體內(nèi)組織和血清的還原力的大小,它的高低間接反映小鼠對自由基的消除能力的大小。棗葉黃酮對小鼠組織和血清中GSH-Px活性的影響見表5。
由表5可知,模型對照組小鼠的肝、心臟和血清中的GSH-Px活性均低于空白對照組,各組中GSH-Px活性差異顯著(p<0.05),說明從GSH-Px活性的角度來看,成功構(gòu)建了衰老小鼠模型?;覘椚~黃酮對小鼠肝組織GSH-Px活性作用中,高劑量組與VE對照組無顯著性差異,中、低劑量組顯著性弱于VE對照組;灰棗葉黃酮對小鼠心臟組織GSH-Px活性作用與VE對照組相比,高、中劑量組顯著性強于VE對照組,低劑量組顯著性弱于VE對照組;灰棗葉黃酮對小鼠血清GSH-Px活性作用與VE對照組相比,高劑量組顯著性強于VE對照組,中、低劑量組顯著性弱于VE對照組;灰棗葉黃酮各劑量組和VE陽性對照組的GSH-Px活性均大于模型對照組且差異顯著(p<0.05),說明灰棗葉黃酮能顯著提高小鼠肝、心臟和血清的GSH-Px活性、增強還原能力,具有很好的抗氧化活性。
由表6可知,模型對照組小鼠的肝、心臟和血清中的T-AOC值均低于溶劑對照組,說明從T-AOC值的角度來看,成功構(gòu)建了衰老小鼠模型。在小鼠肝組織中,從T-AOC值看,高、中劑量組總抗氧化能力比VE對照組強,呈現(xiàn)顯著性差異(p<0.05);小鼠心臟組織中,中、低劑量組和VE陽性對照組的T-AOC值與模型對照組差異不顯著,高劑量組顯著高于VE對照組;在小鼠血清中,各劑量組的T-AOC值均與模型組差異顯著(p<0.05),高、中、低劑量組都顯著強于VE對照組。實驗總體說明棗葉黃酮能提高小鼠肝、心臟組織和血清的總抗氧化能力。
2.7.1 灰棗葉黃酮對衰老模型小鼠心臟病理切片觀察 如圖2可以看出,空白對照組(A)模型組(B)呈現(xiàn)暗紅色的條紋,兩者詳見排列,狀似虎皮,為虎斑心,發(fā)生脂肪變性,心肌細胞中出現(xiàn)細小的脂肪空泡,呈串珠狀排列。
圖2 小鼠心臟HE染色結(jié)果,×400 Fig.2 HE staining of heart in mice,×400 注:A:空白對照組;B:模型組;C:VE組;D:高劑量組;E:中劑量組;F:低劑量組。
2.7.2 灰棗葉黃酮對衰老模型小鼠肝臟病理切片觀察 由圖3可以看出空白對照組(A)中的肝小葉及干細胞機構(gòu)正常,肝索排列規(guī)律、整齊、肝竇正常,中央靜脈無異常;模型組(B)肝細胞體積縮小,胞漿嗜酸性增強,細胞核的體積也縮小,染色增強,肝細胞之間連接松散,肝細胞可見肝臟發(fā)生脂肪變性,顯微鏡下可以看見在變性的肝細胞漿內(nèi)出現(xiàn)大小不一的空泡,肝索紊亂,肝竇扭曲、狹窄乃至閉塞;VE組(C)、肝細胞的體積比模型組(B)大,細胞核也大,少量肝細胞的胞漿可見脂滴顆粒,肝索比模型組(B)寬,少量肝細胞的胞漿嗜酸性增強,細胞核呈固縮改變。
圖3 小鼠肝臟HE染色結(jié)果,×400 Fig.3 HE staining of liver in mice,×400 注:A:空白對照組;B:模型組;C:VE組;D:高劑量組;E:中劑量組;F:低劑量組。
2.7.3 灰棗葉黃酮對衰老模型小鼠腎臟病理切片觀察 灰棗葉黃酮對衰老模型小鼠腎臟蘇木精伊紅染色的結(jié)果如圖4所示,和空白對照組(A)相比,模型組(B)小鼠的腎小球外觀不規(guī)則,呈現(xiàn)出一定的萎縮,經(jīng)灰棗葉黃酮和陽性對照組(VE組)干預(yù)后,腎小球的萎縮癥狀明顯減緩,尤其是高劑量組(E)的效果和陽性對照組相當(dāng),灰棗葉黃酮在一定程度上減緩了衰老小鼠腎臟的病理性變化,減緩了小鼠衰老的進程,說明灰棗葉黃酮在一定程度上局有抗衰老的作用。
圖4 小鼠腎臟HE染色結(jié)果,×400 Fig.4 HE staining of kidney in mice,×400注:A:空白對照組;B:模型組;C:VE組;D:高劑量組;E:中劑量組;F:低劑量組。
從自然界找尋具有延緩衰老的活性物質(zhì)是近幾年的研究熱點之一,新疆紅棗樹種植面積達760多萬畝,豐富的棗葉資源亟待深度開發(fā)利用。
本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),南疆灰棗棗葉在芽生長期總黃酮含量最高,這與文獻報道基本一致[16],但考慮后期果實發(fā)育需要充足光合作用,故采用果實成熟期葉片作為研究對象。
南疆灰棗成熟期葉片中總黃酮含量為18.60 mg/g,高于趙欣等人(2015)灰棗葉的研究結(jié)果(13.508 mg/g)[17],這主要是栽培條件,特別是地區(qū)物候期差異影響的結(jié)果。與懷晴晴等人(2017)研究相比,與泉城 1號含量(18.77 mg/g)一致,高于高VC芽(16.93 mg/g),但低于胎里(19.75 mg/g)和泉城 2號(23.03 mg/g)[16];高于李全國(2014)報道的樂陵棗葉總黃酮含量(14.3151 mg/g)[8],這主要是品種間遺傳差異導(dǎo)致的結(jié)果。
大多數(shù)研究黃酮類化合物延緩衰老的作用是以其抗氧化活性為基礎(chǔ)的,通過阻斷自由基鏈反應(yīng),清除自由基和減少自由基的產(chǎn)生,從而直接或者間接發(fā)揮延緩衰老的作用。文獻報道姜黃素、槲皮素、根皮苷、芹菜素等黃酮類化合物是通過抗氧化活性來實現(xiàn)其抗衰老作用[18-20]。棗葉中含有的黃酮類化合物具有抗氧化功效[1,7-8],對皮膚熒光斑馬魚也有一定的抗氧化活性[21]。本實驗體外活性研究表明,灰棗葉總黃酮提取物對DPPH的清除率(50%)高于文獻報道值(43.18%)[17],這與文獻報道的棗黃酮具有一定的清除自由基作用相一致[8,17]。體內(nèi)實驗顯示,灰棗葉黃酮對衰老小鼠SOD等抗氧化酶活力具有提升作用,可能與其清除氧自由基及其損傷細胞成分產(chǎn)生的有害產(chǎn)物,預(yù)防了老齡動物神經(jīng)、內(nèi)分泌等調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能減退和微量元素的缺失,從而遏制了機體衰老導(dǎo)致的SOD合成減少等因素密切相關(guān)[22]。這與文獻報道棗葉黃酮具有抗衰老的活性結(jié)果一致[23]。
灰棗葉總黃酮含量為(18.60±1.06) mg/g,清除DPPH自由基、羥基自由基、ABTS自由基、超氧陰離子自由基的IC50值分別是0.997、1.035、1.039、0.983 mg/mL,均與陽性對照組具有顯著性差異(p<0.05);與空白對照組相比,模型對照組小鼠心臟、肝、腦和血清中T-AOC、SOD、GSH-Px活力均有不同程度的降低,MDA含量有不同程度的升高,且空白對照組與模型組差異顯著(p<0.05),說明小鼠衰老模型構(gòu)建成功。與模型對照組相比,棗葉各劑量組能增強模型小鼠心臟、肝、腦和血清中T-AOC、SOD、GSH-Px活力,同時降低MDA值。從病理切片看,棗葉黃酮具有抗氧化能力。
本實驗可知,新疆灰棗葉總黃酮能抑制并減緩衰老小鼠的機體衰老,表明灰棗葉具有增強小鼠體內(nèi)抗氧化,延緩衰老的作用。為其進一步開發(fā)利用提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。然而,本研究僅對灰棗葉總黃酮的延緩衰老作用做了初步的探討,對灰棗葉黃酮中起抗衰老作用的單體化合物的研究與灰棗葉抗衰老的機理尚待研究。
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EffectsofflavonoidsfromXinjiangZizyphusjujubecv.Huizaoleavesonantioxidantactivityinagingmicemode
ZHOUXin-ping1,2,ZOULing1,WUCui-yun3,ZHOURun1,BAIHong-jin1,2,*
(1.College of Life Sciences,Key Laboratory of Protection & Utilization of Biological Resourcesin Tarim Basin of Xinjiang Production and Construction Corps,Tarim University,Alar 843300,China;2.Engineering Laboratory of Chemical Resources Utilizationin South Xinjiang of Xinjiang Production and Construction Corps,Alar 843300,China;3.College of Plant Science,Tarim University,Alar 843300,China)
Objective:To study the antioxidant activity of flavonoids from jujube leaves extract in aging mice’s heart liver and serum. Methods:flavonoids from Jujube leaves was extracted with ethanol,the content of total flavonoids in jujube leaves was determined and its antioxidant activity was determined. The aging mouse model induced by subcutaneous injection of D-galactose was orally administered with Jujube leaves extract. The content of malondiaidehyde(MDA),the activities of superoxide dismutase(SOD)and glutathione peroxidase(GSH-Px)and total antioxidant capacity(T-AOC)in heart,liver and serum of the mice were assessed;do HE staining slice,observe the state of tissue cells. Results:The content of total flavonoids in leaves was(18.60±1.06) mg/g,The IC50values of DPPH free radicals,hydroxyl radicals,ABTS radicals,and superoxide anion radicals were 0.997,1.035,1.039,0.983 mg/mL,all with positive control group had significant difference;D-galactose could obviously reduce T-AOC as well as SOD and GSH-Px activities,and enhance MDA contents in mouse heart,liver and serum,there was significant difference between the blank control group and the model group. In contrast,flavonoids from Jujube leaves could significantly enhance T-AOC,and SOD and GSH-Px activities,and reduce MDA contents in serum,and cerebrum,heart and liver tissues of the aging mice,especially in serum;According to the observation of pathological,flavonoids of jujube leaf have antioxidation ability. Conclusion:flavonoids from Jujube leaves could improve the activities of endogenous antioxidant enzymes in aging mice. Therefore,it has good antioxidant and anti-aging effects.
flavonoids from Jujube leaves extract,D-galactose,mice,antioxidation
2017-05-05
周新萍(1993-),女,碩士研究生,研究方向:天然產(chǎn)物研究與開發(fā),E-mail:zhouzhouxinping@163.com。
*通訊作者:白紅進(1967-),碩士,教授,研究方向:天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與功能,E-mail:bhj67@163.com。
浙江大學(xué)馥莉食品研究院基金項目(KY201404)。
TS201.4
A
1002-0306(2017)23-0289-06
10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.053