全 文 : 2005, Vol. 26, No. 9 食品科学 ※营养卫生456
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收稿日期:2005-06-18
基金项目:汕头市科技计划重点项目(2003年)
作者简介:陈美珍,女,副教授,研究方向为天然活性物质研究与开发。
龙须菜藻胆蛋白免疫功能和
抗氧化作用的研究
陈美珍,余 杰,钟秋玲,陈杰良,葛安山
(汕头大学理学院生物系,广东 汕头 515063)
摘 要:目的 探讨龙须菜藻胆蛋白粗提物对小鼠免疫功能和抗氧化能力的影响。方法 以硫酸铵沉淀法提取龙须菜
藻胆蛋白粗提物,经口给予小鼠100、200、300(mg/kg·d)的藻胆蛋白粗提物,连续灌胃15和30d后,分别测
定小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力及小鼠脾、胸腺指数和血红细胞SOD活性及血清过氧化脂质(LPO)含量。结果 藻
胆蛋白粗提物能有效增强小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力,刺激小鼠脾脏和胸腺器官的发育;且能极显著地提高血红
细胞SOD的活性,降低LPO含量。结论 龙须菜藻胆蛋白粗提物具有提高小鼠免疫能力和抗氧化作用。
关键词:龙须菜;藻胆蛋白;免疫功能;抗氧化
Study on the Immunity Function and Anti-oxidation Activity of
Phycobiliproteins from Gracilaria Lemaneiformis
CHEN Mei-zhen,YU Jie,ZHOMG Qiu-ling,CHEN Jie-liang,GE A -shan
(Department of Biology , Shantou University , Shantou 515063,China)
Abstract :Objection: To investigate the immunity function and anti-oxidation activity of phycobiliproteins from Gracilaria
Lemaneiformis in mice. Methods: The mice was treated by Gastric incubation with the crude phycobiliproteins, which were got
from Gracilaria Lemaneiformis by ammonium sulfate precipitation, at doses of 100、200、300mg/kg/d .The ph gocytosing
function of celiac macrophage, the spleen index and the thymus index, the activity of erythrocyte superoxide dismutase (SOD)
and the content of serum lipoid peroxide (LPO) in mice respectively were determined on the 15th day and 30th day of the
treatment. Result: The crude phycobiliprotens could significantly improve the phagocytosing function of celiac macrophage,
and stimulate the growth of spleen and thymus; and also can increased the activity of erythrocyte SOD and decreased the content
of LPO significantly. Conclusion: The crude phycobiliproteins from Gracilaria Lemaneiformis has the abilities to increasing the
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immunity function and anti-oxidation activity in mice.
Key words:G acilaria Lemaneiformis;phycobiliproteins;immun ty function;anti-oxidation
中图分类号:TS218 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2005)09-0456-04
藻胆蛋白(phycobiliproteins)是存在红藻和蓝藻中特
有的重要捕光色素蛋白,参与光合作用的能量吸收和传
递。研究发现藻胆蛋白不仅可作为荧光探针用于免疫检
测、荧光显微术和流式细胞仪技术,作为光敏剂用于
光动力治疗癌症等方面,还具有提高机体免疫力、抗
氧化,防治肿瘤等多种生理活性[1~4]。龙须菜(Gracilaria
lemaneiformis)是一种江篱属产琼红藻,含有19.14%(以
干重计)的粗蛋白,其藻胆蛋白主要是藻红蛋白[5],因
此有较好的研究利用价值。作者前期研究发现龙须菜藻
胆蛋白有清除体外自由基、抗畸变和抑制肿瘤细胞的生
长[5,6]等作用。为了深入系统地探讨龙须菜藻胆蛋白的生
理活性,本文研究了龙须菜藻胆蛋白粗提物对小鼠机体
免疫功能和抗氧化能力的影响。
1 材料与方法
1.1材料及试剂
1.1.1材料 龙须菜( KF981品系) 2004年3月~5月采
自广东省南澳县,为人工养殖
1.1.2实验动物 昆明种小鼠(体重18g~22g,清洁级),
由广东省实验动物中心提供
1.1.3主要试剂 注射用环磷酰胺(CP) 上海华联制药
公司产品;硫代巴比妥酸(TBA) 上海试剂二厂;四乙
氧基丙烷(TEP) Fluka公司产品;邻苯三酚 浙江温州市
欧海化工试剂厂;标准SOD试剂盒 四川医学试剂研
究开发中心产品。
1.2方法
1.2.1龙须菜藻胆蛋白粗提物的制备
新鲜龙须菜洗净切碎,用1mmol/L pH 6.8(PBS)的
磷酸缓冲液在4℃下浸泡1d,低温捣碎,然后于4℃避
光浸提2d,离心,取粉红色上清液,加入硫酸铵(饱
和度为45%)缓慢而充分搅匀,置4℃避光沉淀2h,离
心,将沉淀物置1mmol/L pH6.8 PBS充分透析,离心
得到粉红色的上清液即为藻胆蛋白粗提物( C r u d e
phycobiliproteins ,CPP)。
1.2.2粗提物蛋白含量的测定与浓缩
采用bradford试剂法在595nm波长下测定粗提液中
藻胆蛋白含量[7]。用20000分子量的聚乙二醇进行反透析
浓缩,以达到所需浓度。
1.2.3藻胆蛋白对小鼠免疫功能的影响
1.2.3.1实验分组、给药方法及剂量
小鼠适应性喂养后随机分成六组:正常对照组(生
理盐水);藻胆蛋白低剂量(100mg/kg·d)、中剂量
(200mg/kg·d)和高剂量(300mg/kg·d)组;CP阳性对照
组;CP+藻胆蛋白(300mg/kg·d)实验组。每组10只,
雌雄各半。各剂量组连续灌胃CPP 15d,正常对照组和
阳性对照组灌胃等量生理盐水,给予CP的两组从灌胃
的第六天开始腹腔注射CP (40mg/kg·d),连续5d。
1.2.3.2小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力的实验[8]
实验第15d给每只小鼠腹腔注射5%的鸡红细胞生理
盐水悬液(0.7ml/只)进行免疫,并用手轻柔腹部。间隔
10h后用脱颈椎法处死,腹腔注入Hanks工作液2.5ml,
轻柔腹部使Hanks液充分涮洗腹腔内的巨噬细胞。
自腹腔中央剪一小口,吸取腹腔洗液于载玻片上,
将载玻片放入铺有用生理盐水润湿压平多层纱布的白磁
盘中,于37℃孵育30min,用蒸馏水冲洗掉载玻片上未
被吞噬的鸡红细胞,晾干,再用Giemsa染色液染色5~
10min,用流水冲洗干净染液,晾干。在显微镜下镜
检,计数。记录200个巨噬细胞中吞噬了鸡红细胞的数
量和吞有鸡红细胞的巨噬细胞数目。并按下式求出巨噬
细胞吞噬率及吞噬指数:
吞有鸡红细胞的巨噬细胞数
吞噬效率(%)=———————————————×100%
巨噬细胞总数
被吞噬的鸡红细胞数
吞噬指数=———————————————×100%
巨噬细胞总数
1.2.3.3小鼠胸腺和脾脏指数的测定[8]
在进行[1.2.3.2]实验获取腹腔洗液后,立即取出小
鼠的胸腺和脾脏,进行称重。结果以胸腺指数和脾脏
指数[mg(胸腺或脾脏重)/10g(体重)] 表示。
1.2.4藻胆蛋白对小鼠抗氧化能力的影响
1.2.4.1实验分组、给药方法及剂量
小鼠适应性喂养后随机分成四组:正常对照组;
藻胆蛋白低剂量(100mg/kg·d)、中剂量(200mg/kg·d)
和高剂量(300mg/kg·d)实验组。每组8只,雌雄各半。
各剂量组灌胃CPP,正常对照组给予等量生理盐水,连
续30d后,各组小鼠眼眶取血,测定小鼠血清中过氧化
脂质(LPO)含量和红细胞SOD活力。
1.2.4.2小鼠血红细胞SOD活力的测定
采用邻苯三酚自氧化法[9]测定SOD活力:取0.5ml
血液放入3.8%柠檬酸钠的试管中,加生理盐水离心沉
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淀,弃去上清液,取压积红细胞加入预冷蒸馏水2ml混
匀,加入95%乙醇振摇30s后,加氯仿1ml,混匀,
4000r/min离心30min,上层为SOD抽提液,记录SOD
抽提液体积。然后按文献[9]的方法、操作程序测定抽
提液SOD活力。
酶活性单位:以在1ml反应液中,每分钟抑制邻苯
三酚自氧化速率达50%时的酶量为一个酶活性单位。
1.2.4.3血清中LPO含量的测定
采用TBA比色法测定[9] 以TEP为标准品,正丁醇
作空白管调零,用分光光度计在535nm波长处比色测定
吸收度(A),实验操作步骤按文献[9]比色法(B法)进行。
计算公式如下。
血清LPO浓度(nmol/L)= (AU/ AS)×10
式中:AU为血清吸光值; AS为标准管吸光值
1.2.5实验数据分析
用PESE3.1统计分析软件,数据用X±s表示,各
组数据间的比较用t检验。
2 结果与分析
2.1藻胆蛋白粗提物对小鼠免疫功能的影响
2.1.1对小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力的影响
给予不同剂量的龙须菜CPP后,各组小鼠腹腔巨噬
细胞的吞噬百分数和吞噬指数都得到极其显著的增加 (p
<0.01),其中200mg/kg·d剂量效果最好。同时,CPP
对由环磷酰胺(CP)引起免疫力降低的小鼠巨噬细胞的吞噬
指数与吞噬百分率有修复作用,且吞噬能力明显高于正
常组(见表1)。
组 别 CPP C P 吞噬百分 吞噬指
(mg/kg)(mg/kg)率(%) 数(%)
正常对照 0 0 39.41±3.99 44.39±3.29
CPP低剂量 100 0 61.28±8.15**68.34±8.94**
CPP中剂量 200 0 65.00±5.27**71.42±7.77**
CPP高剂量 300 0 57.84±11.83**65.43±12.74**
CP阳性对照 0 40 25.74±2.12 32.70±1.27
CP+CPP 300 40 44.52±2.43△△ 55.52±2.94△△
表1 CPP对巨噬细胞吞噬能力的影响( X±S)
Table 1 The effect of phycobiliproteins on phagocytosing action
of celiac macrophage of mice
注:** p<0.01VS正常对照组;△△p<0.01 VS CP阳性对照组。
** p<0.01νS compared with nomal;△△p<0.01νS compared with CP
2.1.2CPP对小鼠胸腺和脾脏的影响
从表2可见,与正常对照组比较,各剂量组的胸
腺指数和脾脏指数都有所增加,其中200mg/kg·d剂量
组差异显著 (p<0.05)。同时,藻胆蛋白也能够使已经
由CP降低了免疫力的小鼠的脾脏指数得到极其显著的增
强(p<0.01),有抑制CP对小鼠胸腺指数和脾脏指数的
降低作用。因此表明,CPP可以在一定程度上刺激小鼠
免疫器官的发育。
组别
RPP C P 胸腺指数 脾脏指数
(mg/kg)(mg/kg)(mg/10g) (mg/10g)
阴性对照 0 0 15.50±5.25 51.62±3.33
CPP低剂量 100 0 18.49±4.05 58.03±11.34
CPP中剂量 200 0 21.42±5.95*66.99±22.51
CPP高剂量 300 0 20.71±9.98 65.67±26.38
CP阳性对照 0 40 4.17±1.55 39.14±10.83
CP+CPP 300 40 5.70±1.7156.77±9.54△△
表2 CPP对小鼠胸腺指数和脾脏指数的影响( X±S)
Table 2 The effect of phycobiliproteins on thymus index and
spleen index of mice
注:* p<0.05 νs正常对照组;△△p<0.01 νs CP阳性对照组。
** p<0.01 νS compared with nomal; △△p<0.01 νS compared
with CP
由表1、表2的结果表明,龙须菜藻胆蛋白粗提物
可以增强小鼠的非特异性免疫功能。这种免疫作用虽与
供给量有关,但是有限的,不是剂量越大效果越好。
2.2CPP对小鼠抗氧化能力的影响
给予不同剂量的CPP,小鼠血红细胞SOD活性和
血清LPO值的变化如表3所示。与正常对照组比较,低
剂量组和中剂量组小鼠血红细胞SOD活性均有极显著地
提高(p<0.01),但高剂量组却没有此效果,反而稍微
低于正常水平。说明了藻胆蛋白粗提物可以在一定浓度
范围内提高血红细胞SOD活力,但无剂量效应关系。而
三个剂量组小鼠血清LPO值下降均极其显著。血清LPO
值除与SOD活性有关外,还与机体自由基数量有关。试
验表明藻胆蛋白粗提物具有体外清除自由基活性[5],这
可能是高剂量组LPO值与正常组比较仍存在极显著差别
(p<0.01)的原因。
组别 剂 量(mg/kg.d)SOD活力(U/ml)LPO(μmol/L)
正常对照 0 162.94±17 12.51±0.22
CPP低剂量 100 206.61±10** 8.16±0.11△△
CPP中剂量 200 209.89±10** 6.70± .27△△
CPP高剂量 300 161.91±17 6.16±0.23△△
表3 CPP对小鼠血红细胞SOD活性和血清LPO的影响( X±S)
Table 3 The effect of phycobiliproteins on the activity of SOD
and the content of lipoid peroxide in the serum of mice
注:** p<0.01 νS正常对照组;△△p<0.01νS正常对照组。
** p<0.01 νS compared with nomal;△△p<0.01νS compared with
nomal
3 讨 论
小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红血细胞的作用能体现机
体抗感染的能力。而胸腺是T细胞成熟并分泌的场所,
胸腺细胞的减少使得T细胞相应减少。当机体衰老时,
胸腺萎缩,从而影响机体的免疫能力,对感染肿瘤等
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免疫功能随之下降[8]。本试验给予藻胆蛋白粗提物15d
后,小鼠的胸腺和脾脏指数显著增加,可能为引起免
疫器官活性的细胞发生增生反应[12];同时腹腔吞噬细胞
的吞噬百分率和吞噬指数分别增加了64.93%和61.90%,
表明了CPP能有效地提高小鼠的非特异性免疫功能。作
者在前期的研究中发现CPP有抑制小鼠移植性肿瘤S180
的生长,其抑制率为44.01%。这种抗肿瘤作用可能与
其具有提高小鼠免疫功能有关。
过氧化脂质是细胞膜上的多不饱和脂肪酸受超氧阴
离子的氧化形成的。LPO的形成是导致组织损伤、细
胞功能减退、机体衰老的重要因素之一。而SOD是机
体清除超氧阴离子的重要酶,因此测定其活力可间接反
映机体清除自由基的能力,衡量组织细胞抗氧化水平。
本研究显示CPP能极显著地提高小鼠SOD活性(p<0.01)
和降低血清LPO含量(p<0.01)。此外,CPP也有清除
体外由化学反应产生的O2·和·OH自由基的作用[5],
说明CPP本身就是一种自由基清除剂。可见CPP能以多
途径发挥其抗氧化作用,以减少组织细胞的损伤,延
缓机体的衰老。
研究表明,CPP在适当浓度下具有明显提高机体免
疫力和抗氧化能力的作用,但浓度过高时,其作用下
降甚至消失。笔者推测这种现象可能与藻胆蛋白分子中
含有藻胆素(发色团),使其具有光敏剂的作用,由此带
来对体内生物大分子(如蛋白质和DNA)和细胞结构的破坏
所致。其真正原因尚需进一步的实验验证。
本文及前期对龙须菜藻胆蛋白和多糖的研究成果,
为寻找海洋活性物质提供了理论依据。研究证明龙须菜
具有多种生理功能,是开发海洋新药和保健食品的一种
良好原料。
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信 息
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美国果菜开始采用激光标示
最新报道,美国果菜分销商开始使用激光资料纪录系统,为果菜标示名称、识别号码、产地和其他资料,以
加速物流作业,并减少传统的粘纸标签给消费者带来的不便。
这种程序目前已获得美国政府批准,从业者也反映相对安全,这是和设计初衷分不开的。水果和蔬菜上的粘
纸标签常使消费者感到不便,因为那些“顽强”的小标签很难撕掉。新的激光标示是一种将价格和其他资料直接
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费者,也使从业者降低了生产成本。
目前,附有激光标记的产品已经出现在全美各地商店,新的无标签技术还有更广泛的用意:果菜业希望以此
辨认和追踪美国人消耗的所有食物,在分销作业的每个流程维护食品供应安全。