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黄精多糖作为黄精(Polygonati rhizoma)的主要活性物质之一,具有广泛的药理活性。《中国药典》2020年版有3种药用黄精来源,分别为黄精(Polygonatum sibiricum Red.)、多花黄精(P.cyrtonema Hua)和滇黄精(P.kingianum),药典采用总多糖对黄精药材进行质量控制,但3种黄精的多糖组分及活性的差异,尚未见系统的深入研究报道。本实验通过相同的提取、分离和纯化方法比较3种药用黄精的多糖含量及组分差异;并比较不同品种纯化多糖的体外抗氧化及抗炎活性,筛选出抗氧化活性最好,且得率最高的多糖PSP-NP-Ι;再以老龄小鼠为病理模型,研究黄精多糖PSP-NP-Ι在体内对肠道及肺功能的影响,初步讨论其作用机制,并对其结构进行解析。本课题研究为黄精药材的品质评价提供依据,为黄精多糖的进一步开发利用奠定基础,为动物肠、肺疾病的治疗提供一种天然药物,也为黄精多糖的构效关系研究提供参考。1三种不同品种黄精多糖的提取、分离、纯化和组分比较研究95%乙醇和50%乙醇除杂后,采用水提法提取3个品种黄精的粗多糖,通过苯酚硫酸法、考马斯亮蓝法和福林酚法测定3种粗多糖的多糖、蛋白和多酚含量;再以DEAE-琼脂糖凝胶和琼脂糖凝胶6FF柱分离、纯化黄精粗多糖,冻干,得到纯化的中性多糖和酸性多糖,精密称重,计算得率。结果表明,黄精粗多糖得率为3.7%,呈疏松泡沫状,多花黄精粗多糖得率为3.08%,呈疏松絮状,滇黄精粗多糖得率为1.03%,呈致密板结状;黄精粗多糖中多糖含量为65.83%,多酚含量为20.24%,多花黄精粗多糖中多糖含量为74.02%,多酚含量为24.83%,滇黄精粗多糖中多糖含量为37.47%,多酚含量为25.47%;黄精粗多糖以中性多糖为主,占70.50%,多花黄精粗多糖以酸性多糖为主,占64.67%,滇黄精粗多糖中的中性多糖和酸性多糖含量差别不大,中性多糖41.75%,酸性多糖58.25%。进一步纯化后,黄精多糖得到中性多糖PSP-NP-Ι,酸性多糖PSP-Ι-Ι;多花黄精多糖得到中性多糖PCP-NP-Ι,酸性多糖PCP-Ι-Ι;滇黄精多糖得到中性多糖PKP-NP-Ι,酸性多糖PKP-Ι-Ι。2不同黄精纯化多糖对猪小肠上皮细胞的体外抗氧化和抗炎活性研究通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测并比较4种纯化多糖对猪小肠上皮细胞超氧化物歧化酶SOD1及白细胞介素IL-6基因表达的影响。结果表明,PSP-NP-Ι对IL-6基因的表达有一定的抑制作用,同时显著增加了SOD1基因的表达(P<0.01),PSP-Ι-Ι对IL-6基因没有明显活性(P>0.05),但显著增加了SOD1基因的表达(P<0.01);PCP-Ι-Ι显著降低了细胞中IL-6基因的表达(P<0.01),但对细胞SOD1基因的表达出现了一定的抑制(P<0.05);PKP-Ι-Ι显著降低了细胞中IL-6基因的表达(P<0.01),但SOD1基因表达无明显变化(P>0.05)。3黄精中性多糖PSP-NP-Ι对老龄小鼠的肠、肺作用研究取64只10月龄SPF级C57BL/6Cnc雄性小鼠,分为4组,每组16只,分别为空白组(生理盐水)、给药黄精多糖PSP-NP-Ι高(200 mg/kg/d)、中(100(mg/kg/d)、低剂量组(50 mg/kg/d)。灌胃给药45天后采样,观察其对老龄鼠空肠、回肠、结肠及肺脏的作用。(1)对脏器指数和组织病理的影响:观察肺和脑脏器指数的变化;HE染色观察不同肠段和肺组织病理变化情况。(2)对黏膜屏障的影响:阿利新蓝-过碘酸雪夫(AB-PAS)染色对不同肠段杯状细胞进行计数;酶联免疫吸附试验测定血清中内毒素LPS含量;qRT-PCR分析不同肠段及肺黏蛋白Mucin2和紧密连接蛋白ZO-1、Occludin基因的表达。(3)对免疫指标的影响:酶联免疫吸附试验法(ELISA)测定对不同肠段组织和肺中分泌型免疫球蛋白A(sIgA)含量的影响。(4)对氧化应激指标的影响:ELISA法测定对不同肠段组织和肺中羰基化蛋白含量的影响。(5)对肠道菌群的影响:通过盲肠内容物细菌鉴别培养初步分析肠道菌群变化,气相色谱法检测盲肠内容物中短链脂肪酸的含量。(6)对脑肠肽物质的影响:qRT-PCR分析不同肠段及肺中神经肽P物质(SP),血管活性肠肽(VIP)、降钙素相关基因肽(CGRP)的基因表达。(7)对炎症细胞因子的影响:qRT-PCR分析不同肠段及肺中白细胞介素1β、4、6、10、12A、12B、17、23及肿瘤坏死因子α(TNF-α)和转化生长因子β(TGF-β)基因的表达。结果表明,(1)对脏器指数和组织病理的影响:PSP-NP-Ι低剂量组显著的提高了肺脏器指数(P<0.05);给药后空肠、回肠、结肠及肺组织组病理变化得到显著改善。(2)对黏膜屏障的影响:PSP-NP-Ι给药后空肠杯状细胞极显著增加(P<0.01),回肠杯状细胞都有所增加;血清中LPS含量都显著降低(P<0.05),且具有一定的剂量依赖性;PSP-NP-Ι极显著增加空肠、回肠和肺组织中Muc2基因的表达(P<0.01),但在结肠中无明显变化(P>0.05),对空肠、回肠及肺中ZO-1基因的表达均有极显著的提高作用(P<0.01),在结肠中未见显著的变化(P>0.05),Occludin基因的表达在肺及不同肠段中都被显著上调(P<0.01)。(3)对免疫指标的影响:PSP-NP-Ι可以极显著提升空肠、回肠及肺中的sIgA含量(P<0.01),且中、低剂量组的效果都明显优于高剂量组。(4)对氧化应激指标的影响:PSP-NP-Ι极显著降低了空肠、结肠和肺中的羰基化蛋白含量(P<0.01)。(5)对肠道菌群的影响:PSP-NP-Ι能显著增加双歧杆菌的数量(P<0.05),且呈剂量依赖趋势;能增加乳酸杆菌数量,同时能降低大肠杆菌的数量。PSP-NP-Ι给药后盲肠内容物中乙酸、丙酸和丁酸含量都显著的高于空白组。(6)对脑肠肽物质的影响:给药后不同肠段和肺中SP和VIP基因的表达都被显著的抑制(P<0.05),而CGRP基因表达被显著提高(P<0.01)。(7)对炎症细胞因子的影响:PSP-NP-Ι对促炎因子,包括IL-12A、IL-12B、IL-23、IL-17、IL-6、IL-1β和TNF-α等的基因表达具有显著的抑制作用(P<0.05),但在不同部位的活性有明显的差异;PSP-NP-Ι可以显著的促进抗炎因子包括IL-4,IL-10及TGF-β等基因的表达(P<0.05),且不同剂量对不同部位基因的表达有明显的差别。4黄精中性多糖PSP-NP-Ι的结构测定采用傅里叶红外光谱(FT-IR)分析黄精中性多糖PSP-NP-Ι含有的官能团;凝胶柱柱层析法测量其分子量;气相色谱(GC)测定其单糖组成;气质联用色谱(GC-MS)及核磁共振(NMR)检测其糖苷键组成及连接方式,最后通过以上结构信息,阐明黄精中性多糖PSP-NP-Ι的基本结构。结果表明,黄精多糖PSP-NP-Ι含有O-H、C-H、C=O和C-O等4种多糖特征性官能团,分子量为43.0 k Da,由大量半乳糖、甘露糖和少量葡萄糖构成,比例为68.7:24.3:7.0,是以1,4-β-D-半乳糖、1,4,6-β-D-半乳糖、T-α-D-甘露糖、1,4-α-D-葡萄糖及T-α-D-葡萄糖构成的中性杂多糖。综上所述,本实验系统比较了3个不同品种黄精多糖的得率和组成,并比较了其体外抗炎和抗氧化活性,得到抗氧化活性最好,得率最高的黄精多糖PSP-NP-Ι,其在体内可以改变老龄鼠肠和肺组织的病理变化,能通过增加杯状细胞数量及黏蛋白和紧密连接蛋白基因的表达改善老龄鼠肠道通透性,增加肠道及肺sIgA含量,降低肠道及肺羰基化蛋白的含量,增加盲肠双歧杆菌数量并提高短链脂肪酸含量,还可通过影响神经肽类物质和炎症因子基因的表达来调节肠道及肺组织的运动及炎症反应。黄精多糖PSP-NP-Ι是分子量43.0 k Da,以1,4-β-D-半乳糖、1,4,6-β-D-半乳糖、T-α-D-甘露糖、1,4-α-D-葡萄糖及T-α-D-葡萄糖构成的中性杂多糖。