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裂褶菌胞外多糖对D-半乳糖致衰老小鼠学习记忆及代谢产物的影响



全 文 :were calculated by DAS 2. 1. 1. Result The calibra-
tion curve of tryptanthrin was linear in the range of
0. 0183 ~ 1. 1712 mg·L -1,with the correlation coeffi-
cient of 0. 999. The lower limit of quantitation was
0. 02 mg·L -1 . The intra-and inter-day precision of
the method were smaller than 8% . The main pharma-
cokinetic parameters of tryptanthrin after oral adminis-
tration to female and male rats at a single dose of 56
mg·kg -1 were evaluated,which T 1
2
were 4. 314 and
5. 597 h,Tmax were 5. 2 and 4. 6 h,Cmax were 1. 887
and 2. 620 mg·L -1,AUC0→t 12. 1 and 14. 70 mg·h
· L -1,respectively. Conclusion The developed
method is sensitive,selective and simple and has been
successfully applied to the pharmacokinetic study of
tryptanthrin.
Key words:tryptanthrin;HPLC;pharmacokinetics;
cinnamaldehyde;plasma concentration;rats
网络出版时间:2012 - 2 - 8 9:48 网络出版地址:http:/ /www. cnki. net /kcms /detail /34. 1086. R. 20120208. 0948. 001. html
裂褶菌胞外多糖对 D-半乳糖致衰老小鼠学习记忆
及代谢产物的影响
陈 莹,才 媛,王 琦
(吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心,吉林 长春 130118)
doi:10. 3969 / j. issn. 1001 - 1978. 2012. 02. 028
文献标识码:A 文章编号:1001 - 1978(2012)02 - 0274 - 04
中国图书分类号:R-332;R338. 64;R343. 9;R378. 99;R339. 38
摘要:目的 研究裂褶菌(Schizophyllum commne Fr)胞外多
糖(SPG)对 D-半乳糖致衰老小鼠各项指标的影响。方法
建立 D-半乳糖衰老小鼠模型,以其学习记忆成绩,免疫器官
指数,血清、肝、脑中超氧化物歧化酶(SOD)活力、丙二醛
(MDA)含量,脑中单胺氧化酶(MAO)活力,肝、脑细胞线粒
体 DNA含量为指标,对 SPG 的抗衰老作用进行研究。结果
与模型组比较,SPG 可恢复 D-半乳糖致衰老小鼠的学习
记忆能力;拮抗免疫器官萎缩;提高其血清、肝和脑中 SOD
活性;减少 MDA 在体内积累;抑制脑中 MAO 活性;降低肝、
脑细胞线粒体 DNA 相对含量。最适剂量为 200 mg·kg -1。
结论 高剂量 SPG具有明显抗衰老作用(P < 0. 01) ,且具有
靶向性,对血清和肝组织的抗衰老作用较强,对大脑的改善
作用不如前者。
关键词:裂褶菌胞外多糖;衰老;D-半乳糖;学习记忆能力;超
氧化物歧化酶;丙二醛;单胺氧化酶;线粒体 DNA含量
1969 年,N. Komatsu 等从裂褶菌中分离提取到
收稿日期:2011 - 09 - 09,修回日期:2011 - 11 - 13
基金项目:吉林省科技厅重点项目(No 20090901)
作者简介:陈 莹(1987 -) ,女,硕士,研究方向:药用菌物学,E-
mail:cynthiachen0614@ gmail. com;
王 琦(1963 -) ,女,博士,教授,博士生导师,研究方向:
药用菌物学,通讯作者,Tel:0431-84533269,E-mail:
qwang2003@ hotmail. com
了裂褶菌胞外多糖,裂褶菌素(schizophyllan,简称
SPG) ,并证明了它具有明显的抗肿瘤活性[1]。1986
年,日本台糖科研制药成功地运用深层发酵技术进
行大规模工业化生产裂褶多糖,其注射针剂“施佐
非兰”已广泛应用于子宫颈癌的临床治疗[2]。90 年
代初,夏冬、李兆兰等[3]较为全面地研究了裂褶菌
胞内、胞外多糖对小鼠免疫功能的影响,特别是对老
年性免疫功能缺陷的影响,结果表明裂褶菌胞内、胞
外多糖可恢复老年动物低下的细胞免疫及体液免疫
功能,对延缓衰老可能有一定的意义。本文通过建
立 D-半乳糖亚急性衰老模型,检测和分析各项衰老
指标,从非免疫角度探讨了 SPG 的抗衰老作用,为
其进一步开发提供理论依据。
1 材料
1. 1 动物 昆明小鼠,♂,体质量(20 ± 2)g,长春
高新医学实验动物中心提供,合格证号:10-5113。
在实验条件下饲养 7 d以适应环境。
1. 2 裂褶菌多糖 裂褶菌菌株购于四川省绵阳市
食用菌研究所,采用液体深层发酵,26℃,10 d,分离
发酵液与菌丝体,浓缩发酵液,加 95%乙醇,4℃放
置 24 h,离心,沉淀经无水乙醇、丙酮依次洗涤。加
水复溶,Sevag 法脱蛋白,醇沉,复溶,去离子水透析
24 h,醇沉,沉淀经无水乙醇、丙酮依次洗涤,真空干
燥至恒重,得裂褶菌胞外多糖(SPG)。SPG 为白色
粉末,溶于水,不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。
pH中性。测得多糖含量为 90. 25%,蛋白质含量为
3. 15%。
1. 3 药品与试剂 D-半乳糖,批号:20070908,中国
·472· 中国药理学通报 Chinese Pharmacological Bulletin 2012 Feb;28(2) :274 ~ 7
(上海)惠世生化试剂有限公司。维生素 E 胶丸,批
号:20100902,上海东海制药股份有限公司。超氧化
物歧化酶(SOD)试剂盒,批号:20110613;丙二醛
(MDA)试剂盒,批号:20110613;单胺氧化酶(MAO)
试剂盒,批号:20110615,均为南京建成生物工程研
究所产品。其余试剂均为国产分析纯。
1. 4 仪器 Morris 水迷宫,成都泰盟科技有限公
司。Z-36HK 型高速低温离心机,德国 HERMLE。
T6 新世纪紫外可见分光光度计,北京谱析通用仪器
有限责任公司。
2 方法
2. 1 分组及给药[4] 昆明小鼠 72 只,随机分成 6
组,即空白组、模型组、VE组、SPG高剂量组、SPG中
剂量组、SPG低剂量组。除空白组外,每天腹腔注射
D-半乳糖(100 mg·kg -1·d -1)建立亚急性衰老小
鼠模型,空白组给予等量生理盐水。造模同时按相
应剂量灌胃给药,空白组和模型组给予等量 0. 5%
CMC-Na溶液。连续造模及给药 42 d。
2. 2 Morris水迷宫试验 d 37 开始进行定向航行
试验。将小鼠分别在 3 个不同象限头朝池壁放入水
中,记录 120 s内成功找到平台的时间(即逃避潜伏
期,Escape latency) ,如在 120 s 内不能找到平台,则
将其引导至平台,停留 10 s,并将 EL 记录为 120 s。
连续训练 5 d,每天 2 次,每次间隔为 10 min。d 42
进行空间探索试验。将平台撤除,在第 3 象限(原
平台象限对侧)将小鼠头朝池壁放入水中,记录 120
s内小鼠在原平台象限的游泳时间和跨越平台次
数。
2. 3 小鼠血清、肝和脑组织中 SOD 活性、MDA 含
量和MAO活性的测定 d 43,眼球取血,获得小鼠
血清。脱臼处死,迅速取出肝和脑组织,用冰生理盐
水制成 10%(W/V)组织匀浆。按照试剂盒说明进
行测定。
2. 4 小鼠肝、脑细胞线粒体 DNA 含量的测定 迅
速称取 1 g肝和 0. 3 g 脑组织,剥离干净,冰生理盐
水冲洗,滤纸吸干,液氮冻存,采用 SDS 碱变性法提
取 mtDNA[5]。提取物用 100 μl TE 溶解,紫外分光
光度计测定 A260nm和 A280nm值,计算 DNA含量。
2. 5 统计学处理 数据以珋x ± s表示,以组间 t检验
进行统计处理。
3 结果
3. 1 裂褶菌胞外多糖对 D-半乳糖致衰老小鼠免疫
器官的影响 与空白组相比,模型组小鼠的免疫器
官出现了明显萎缩(P < 0. 01)。不同剂量的 SPG对
衰老小鼠的免疫器官萎缩具有明显的抑制作用,其
中高剂量组与模型组差异最明显(P < 0. 01) (如
Tab 1)。
Tab 1 Effects of schizophyllan on indexes of thymus
and spleen of aging mice treated with D-galactose(珋x ± s,n = 12)
Group
Dose /
mg·kg -1
Thymus index /
mg·g - 1
Spleen index /
mg·g - 1
Control 2. 14 ± 0. 21 4. 36 ± 0. 79
Model 1. 58 ± 0. 16** 3. 54 ± 0. 48**
VE 100 1. 99 ± 0. 15▲▲ 4. 20 ± 0. 61▲▲
SPG-H 200 2. 29 ± 0. 19▲▲ 4. 57 ± 0. 69▲▲
SPG-M 100 2. 03 ± 0. 22▲▲ 4. 22 ± 0. 83▲
SPG-L 50 1. 77 ± 0. 17** 3. 84 ± 0. 68
* P < 0. 05,**P < 0. 01 vs control group;▲P < 0. 05,▲▲P < 0. 01
vs model group
3. 2 裂褶菌胞外多糖对 D-半乳糖致衰老小鼠空间
学习记忆能力的影响 如 Fig 1 和 Tab 2 所示,模型
组小鼠出现了明显的空间学习记忆障碍(P <
0. 01)。不同剂量的 SPG可一定程度地提高衰老小
鼠在目标象限游泳的时间(P < 0. 05)。
Fig 1 Effect of schizophyllan on escape latency of aging mice
treated with D-galactose in Morris water maze test(珋x ± s,n = 12)
Tab 2 Effects of schizophyllan on the percentage of the time spent
in target quadrant and the number of cross the platform of aging
mice treated with D-galactose in Morris water maze test(珋x ± s,n =12)
Group
Dose
/mg·kg -1
Percentage of the time
spent in target quadrant /%
Number of cross
the platform/Times
Control 63. 5 ± 7. 7 5. 71 ± 1. 70
Model 45. 3 ± 8. 4** 3. 22 ± 1. 64**
VE 100 52. 4 ± 11. 5* 4. 00 ± 1. 67*
SPG-H 200 52. 5 ± 8. 0**▲ 4. 14 ± 1. 77*
SPG-M 100 51. 9 ± 5. 8**▲ 3. 86 ± 1. 21**
SPG-L 50 51. 5 ± 4. 8**▲ 3. 66 ± 1. 64**
* P < 0. 05,** P < 0. 01 vs control group;▲ P < 0. 05 vs model
group
3. 3 裂褶菌胞外多糖对 D-半乳糖致衰老小鼠脑中
MAO活性的影响 与空白组相比,模型组小鼠脑
组织内产生了大量 MAO(P < 0. 01)。不同剂量的
SPG可使衰老小鼠脑内 MAO 水平有一定程度地降
低。其中高剂量组与模型组差异有显著性(P <
0. 05) (如 Tab 3)。
·572·中国药理学通报 Chinese Pharmacological Bulletin 2012 Feb;28(2)
Tab 3 Effect of schizophyllan on the activity of MAO in brain
of aging mice treated with D-glactose(珋x ± s,n = 12)
Group Dose /mg·kg -1 MAO /U·mg -1 Pro
Control 6. 14 ± 1. 32
Model 9. 48 ± 2. 14**
VE 100 7. 58 ± 1. 73*▲
SPG-H 200 7. 13 ± 2. 01▲
SPG-M 100 7. 62 ± 1. 57*▲
SPG-L 50 8. 77 ± 2. 27**
* P < 0. 05,**P < 0. 01 vs control;▲P < 0. 05 vs model
3. 4 裂褶菌胞外多糖对 D-半乳糖致衰老小鼠血
清、肝和脑中 SOD 活性、MDA 含量的影响 与空
白组相比,模型组小鼠血清、肝和脑内 SOD 活性受
到抑制,并产生了大量的 MDA(P < 0. 01)。不同剂
量的 SPG 可恢复并提高其 SOD 活性,减少并抑制
MDA积累,其中高剂量 SPG对血清及肝的保护作用
与模型组相比差异有极显著性(P < 0. 01) (如 Tab
4)。
3. 5 裂褶菌胞外多糖对 D-半乳糖致衰老小鼠肝、
脑细胞中 mtDNA 含量的影响 与空白组相比,模
型组小鼠肝、脑细胞中 mtDNA 的含量明显增加(P
< 0. 01)。SPG可使其有不同程度的减少,其中,高
剂量组小鼠的肝细胞 mtDNA 含量与模型组相比差
异有极显著性,(P < 0. 01) ,如 Fig 2。
4 讨论
D-半乳糖亚急性衰老模型是根据衰老的代谢紊
乱学说建立的[6],长期注射 D-半乳糖,会引起全身
代谢紊乱,表现为记忆力减退,免疫器官退化,自由
基堆积,过氧化脂质增加,B 型单胺氧化酶活性升
高,这些变化与老龄小鼠相似[7]。因此广泛应用于
药物的抗衰老研究。本实验证实了 D-半乳糖所致
衰老小鼠的上述病理改变,模型组小鼠表现出明显
的免疫器官萎缩,学习记忆障碍,血清、肝、脑组织中
SOD活性降低,大量 MDA 积累,脑组织 MAO 水平
升高,肝、脑细胞中 mtDNA含量增加(P < 0. 01)。
自由基学说是目前较为公认的衰老机制理论。
1956 年,Harman[8]提出了衰老的自由基学说,他认
为衰老是由自由基引起的组织随机毒害的结果。
SOD是体内清除氧自由基的关键酶,其活性间接反
映了机体清除氧自由基的能力;MDA 是自由基诱导
的脂质过氧化反应产物,其含量高低间接反映细胞
受自由基攻击的严重程度[9]。实验结果表明,SPG
对 D-半乳糖致衰老小鼠血清、肝和脑中 SOD活性的
恢复作用具有靶向性和量效关系,对 MDA 生成的
抑制作用则未表现出明显规律。
Fig 2 Effects of schizophyllan on the contents of mtDNA in
liver and brain of aging mice treated with D-glactose(珋x ± s,n = 12)
* P < 0. 05,**P < 0. 01 vs control group;▲P < 0. 05,▲▲P < 0. 01
vs model group
学习记忆能力和脑组织内 MAO 活性是判断大
脑衰老的重要指标。人脑组织内氧化儿茶酚胺等单
胺类递质 MAO活性在 45 岁以后随年龄增长而急剧
增加[10]。实验结果表明,与 SPG 对 D-半乳糖致衰
老小鼠血清和肝的明显的保护作用相比,其对大脑
衰老的改善作用并不明显。
关于 mtDNA突变与衰老关系的研究中,与增龄
相关的 mtDNA含量的变化报道较少[11]。mtDNA缺
失发生率及相对含量均随增龄而增加[12]。实验结
果表明,高剂量 SPG 可一定程度地恢复肝、脑细胞
中 mtDNA含量,其中对肝脏的作用较明显。
综上所述,SPG对D-半乳糖致衰老小鼠具有一
Tab 4 Effects of schizophyllan on the activity of SOD and the content of MDA in serum,
liver and brain of aging mice treated with D-glactose(珋x ± s,n = 12)
Group
Dose /
mg·kg -1
Serum
SOD /kU
·L -1
MDA /μmol
·L -1
Liver
SOD /kU
·g - 1 Pro
MDA /μmol
·g - 1 Pro
Brain
SOD /kU
·g - 1 Pro
MDA /μmol
·g - 1 Pro
Control 192. 6 ± 15. 2 5. 12 ± 0. 49 383. 7 ± 29. 7 8. 22 ± 1. 14 163. 4 ± 8. 0 10. 56 ± 1. 72
Model 170. 7 ± 9. 0** 6. 64 ± 1. 22** 265. 3 ± 27. 2** 12. 91 ± 1. 81** 141. 2 ± 8. 3** 13. 78 ± 2. 06**
VE 100 195. 9 ± 21. 4▲▲ 5. 73 ± 1. 16 380. 7 ± 24. 0▲▲ 8. 76 ± 2. 92▲▲ 156. 9 ± 6. 1*▲▲ 10. 70 ± 1. 83▲▲
SPG-H 200 221. 6 ± 14. 6**▲▲ 5. 14 ± 0. 84▲▲ 381. 8 ± 28. 4▲▲ 8. 32 ± 2. 63▲▲ 149. 6 ± 8. 4**▲ 10. 12 ± 2. 16▲▲
SPG-M 100 208. 5 ± 21. 6*▲▲ 5. 57 ± 0. 66▲ 375. 8 ± 19. 6▲▲ 9. 60 ± 1. 04**▲▲ 144. 7 ± 6. 1** 11. 95 ± 1. 52*▲
SPG-L 50 185. 0 ± 14. 4▲▲ 6. 24 ± 0. 75** 335. 3 ± 22. 6** 11. 12 ± 2. 03**▲ 141. 5 ± 8. 7** 12. 21 ± 1. 41*▲
* P < 0. 05,**P < 0. 01 vs control group;▲P < 0. 05,▲▲P < 0. 01 vs model group
·672· 中国药理学通报 Chinese Pharmacological Bulletin 2012 Feb;28(2)
定的抗衰老作用,最适剂量为 200 mg·kg -1。其抗
衰老作用具有靶向性,对血清和肝组织的作用较明
显,对大脑的保护作用则不如前者。本实验基于自
由基学说对 SPG的抗衰老作用进行研究,虽得到的
结果与夏冬一致,但作用并不如其报道突出,原因可
能是 SPG属于免疫活性多糖,主要仍是通过调节免
疫功能间接发挥抗衰老作用。
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Effects of schizophyllan on learning and memory capacity and related
substances of aging mice treated with D-galactose
CHEN Ying,CAI Yuan,WANG Qi
(Engineering Research Center of Chinese Ministry of Education for
Edible and Medicinal Fungi,Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China)
Abstract:Aim To study the effects of schizophyllan
on various aging indicators of mice treated with D-ga-
lactose.Methods Aging model was established by i.
p. D-galactose,taking learning and memory results,
indexes of immune organs, activities of SOD and
MAO,contents of MDA and mtDNA in serum,liver
and brain as indicators. Results Compared with mod-
el group,SPG could recover learning and memory ca-
pacity,resist immune organs atrophy,enhance the ac-
tivity of SOD,inhibit the activity of MAO,and reduce
the content of MDA and mtDNA in serum,liver and
brain of aging mice. The optimum dosage was 200 mg
·kg -1 . Conclusions High dose of SPG has remarka-
ble anti-aging effect (P < 0. 01). The targeted effects
on serum and liver are much more significant than
those on brain.
Key words:schizophyllan;aging;D-galactose;learning
and memory capacity;SOD;MDA;MAO;content of
mtDNA
·772·中国药理学通报 Chinese Pharmacological Bulletin 2012 Feb;28(2)