衰老(aging)从生物学来讲本身就是一种趋向死亡,不可逆转的过程。机体随年龄增加,自身结构和机能减退,内环境稳定能力与抵抗力下降。自然界一系列不利活动的存在,如环境污染、辐射污染、社会压力等,促使机体产生大量的氧自由基(Reactive oxygen species,ROS),将加速衰老进程。自由基理论认为,ROS恶性积累损伤细胞,诱发一系列退化性疾病,引起个体衰老。而抗氧化的主要功能便是本身直接清除ROS或间接增加抗氧化酶活性起到清除作用,可以一定程度延缓衰老过程。因此,开发副作用小、疗效佳的抗氧化药物或保健品具有巨大市场潜力。壳寡糖(chito-oligosaccharide,COS)是由2-10个壳聚糖(Chitosan,CTS)单体组成的降解产物,由于其具有易被人体吸收、转化和利用等特点,更易发挥其生物学功能。近年来,COS的抗氧化功能方面的研究越来越受到重视,大量的体内和体外实验研究结果表明,COS具有较为明显的清除自由基、提高抗氧化酶活力功能。有研究发现,COS生物活性会随着分子量降低而增强,基于此背景,本课题选用平均分子量≤1000 Da壳寡糖颗粒(COST)进行了抗氧化、抗衰老相关研究。本论文通过体外抗氧化、清除自由基研究发现:(1)不同浓度COST均可以有效地清除DPPH自由基,随着浓度的升高其清除能力同时升高。(2)不同浓度COST清除·OH能力较强,其清除·OH能力随着浓度的提高而升高。(3)COST低浓度时清除·O2-能力较弱,COST浓度>0.5mg/mL,清除·O2-强度随浓度升高而增强。(4)COST浓度越大,其还原力越强,且具有一定的线性关系。(5)COST络合Fe2+的能力随着浓度的增加而增强。采用腹腔给药D-gal诱导C57BL/6J小鼠制备衰老模型,考察COST体内清除ROS的抗氧化作用。实验结果表明,腹腔注射D-半乳糖诱导的衰老模型出现明显衰老体征,机体脂质过氧化产物丙二醛(MDA)显著增加,多种抗氧化酶活力下降,包括超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px),证明造模成功并且适用于COST抗氧化的体内研究。D-半乳糖诱导衰老模型会使小鼠体重增重率明显下降,COST则可有效地抑制衰老小鼠体重降低。此外,COS可提高血清SOD活力,降低血清MDA水平,提高还原型谷胱甘肽(GSH)产物,但清除蛋白质羰基化产物能力较弱。COST还可以降低心、肝、肾三大重要脏器的MDA水平,提高SOD活力及T-AOC,在肝脏中,除了以上抗衰老指标外,COST还可以显著增加CAT,GSH-Px活力,而在其他器官则不明显。通过病理切片观察发现,COST可以提高脾脏和肝脏指数及改善其病理状态,具有一定提高免疫力和保肝护肝的能力。本课题组前期研究表明,COST在一定程度具有保肝护肝作用,可能主要通过保护肝脏起到抗衰老作用,但分子机制尚未研究。因此,本研究采用FQRT-PCR法和Western-blotting法检测各组小鼠肝脏内沉默信息调节因子2相关酶1(SIRT1)、叉头框蛋白O家族(Fox Os)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC1-α)、SOD2、GPX1、CAT mRNA和蛋白的表达情况,初步探讨COST抗衰老作用机制。结果表明,COST通过促进肝脏SIRT1表达,进而上调FoxO4表达来提高SOD2、GPX1、CAT抗氧化酶活力,从而起到抗衰老作用。