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棘托竹荪发酵物的体外抗肿瘤活性



全 文 :食用菌学报2016.23(2):75~78
收稿日期:2016-03-17原稿;2016-04-26修改稿
作者简介:颜梦秋(1989-),女,研究实习员,主要从事药用真菌活性方面研究。
*本文通讯作者 E-mail:fengna006@163.com
DOI:10.16488/j.cnki.1005-9873.2016.02.015
棘托竹荪发酵物的体外抗肿瘤活性
颜梦秋1,田 振1,2,冯 娜1*,冯 杰1,张劲松1
(1上海市农业科学院食用菌研究所,农业部南方食用菌资源利用重点实验室,国家食用菌工程技术研究中心,
国家食用菌加工技术研发分中心,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海201403;2上海海洋大学,上海201306)
摘 要:以肿瘤细胞 HepG2、B16、K562和正常细胞 WPMY-1为受试细胞,对棘托竹荪(Dictyophora
echinovolvata)发酵菌丝体和发酵液不同浓度乙醇提取物和水提物的体外抗肿瘤活性进行测定。结果表明:菌丝
体的不同乙醇浓度提取物仅对肿瘤细胞K562和B16的增殖有较好的抑制作用,而在实验浓度内对肿瘤细胞
HepG2和正常细胞 WPMY-1增殖的抑制能力较弱。与菌丝体相比,发酵液对肿瘤细胞的增殖抑制作用更强,其
不同浓度乙醇提取物对肿瘤细胞HepG2、B16、K562和正常细胞 WPMY-1的增殖都有较强的抑制能力。
关键词:棘托竹荪;菌丝体;发酵液;细胞增殖
棘托竹荪(Dictyophora echinovolvata)属鬼笔科(Phalaceae)竹荪属(Dictyophora),是一种名贵
稀有的食用菌,有“菌中皇后”、“山珍之花”的称谓,虽然目前该菌在我国已实现人工栽培[1-2],但仍存在
栽培周期较长,产品质量控制难度大的问题[3]。液体深层发酵技术由于具有周期短,产量高、品质稳定
等优越性,在珍稀食用菌的规模化生产和以食用菌为原料的功能食品开发中占据了一定优势,越来越
多有关珍稀食用菌的开发正围绕着深层发酵产物展开。已有研究证实棘托竹荪发酵物具有抑菌能力
和抗氧化能力[4-6],而未见关于棘托竹荪液体发酵物抗肿瘤活性方面的报道。因此笔者用不同浓度的
乙醇提取棘托竹荪液体发酵的菌丝体和发酵液,并对提取物的体外抗肿瘤活性进行初步研究,借此来
探讨棘托竹荪液体发酵产品更多利用价值的可能性。
1 材料与方法
1.1菌株与细胞株
  棘托竹荪(D.echinovolvata)ACCC4912,保藏于中国农业微生物保藏中心食用菌分中心。
慢性髓原白血病细胞株K562、人肝癌细胞株 HepG2、小鼠黑色素瘤细胞株B16、人正常前列腺基
质永生化细胞株 WPMY-1购自中国科学院上海生命科学研究院细胞资源中心。
1.2试剂
  DMEM培养基、RPMI 1640培养基、胎牛血清购自美国 Gibco公司;5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,
5-Fu)、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)购自美国Sigma公司;链霉素、青霉素购自美国
Amersco公司;Alamar Blue购自美国Biosource公司;其余均为国产分析纯试剂。
1.3发酵培养
  液体菌种制备:取母种菌块(约6mm×6mm)接种于PDA斜面,26℃避光培养待菌丝长满斜面后
接种于装有100mL PDB培养基的250mL三角瓶中,摇床培养(100r/min,26℃)14d,制得一级种子液,
然后将一级种子液按接种量10%接到新的PDB培养基中,在相同培养条件下培养7d得二级种子液。
液体发酵:500mL三角瓶装200mL发酵培养基(g/L:30玉米粉,20葡萄糖,2.0磷酸二氢钾,1.0
七水硫酸镁,0.01维生素B1,pH自然),接入二级种子液,接种量10%,摇床培养(100r/min,26℃)
5d。发酵产物经过滤分别得到菌丝体和发酵液,冷冻干燥后备用。
食 用 菌 学 报 第23卷
1.4样品的提取与制备
  分别用95%的乙醇常温(25℃)浸提棘托竹荪的菌丝体和发酵液干物质(料液比1∶10,w∶v)24h,
重复3次,将提取液分别合并,减压浓缩,分别获得菌丝体的95%乙醇提取物(DM1)和发酵液的95%
乙醇提取物(DC1)。将提取后的菌丝体和发酵液再分别依次用60%乙醇和20%乙醇25℃超声提取
1h(600W,KQ-600B型超声清洗器),料液比为1∶10(w∶v),重复2次,分别合并提取液后减压浓缩,得
到菌丝体的60%乙醇提取物(DM2)、20%乙醇提取物(DM3),发酵液的60%乙醇提取物(DC2)、20%
乙醇提取物(DC3)。最后菌丝体和发酵液再分别用蒸馏水100℃ 提取1h,料液比为1∶10(w∶v),重复
2次,分别合并提取液后减压浓缩,得到菌丝体水提物(DM4)和发酵液水提物(DC4)。
1.5抗肿瘤活性测定
  K562和HepG2细胞培养于RPMI 1640培养液,WPMY-1和B16细胞培养于DMEM培养液(均含
10%胎牛血清,30μg/mL青霉素,50μg/mL链霉素)中,在37℃、5%CO2及饱和湿度下于培养箱内培养
传代。参照文献[7]的方法,取对数生长期的细胞,分别用相应的培养基将细胞制成2×104个/mL的单细
胞悬液,加入96孔培养板中,每孔199μL,置培养箱培养6h后加入1μL不同浓度的样品,每浓度3个
重复。阴性对照为1μL的DMSO,阳性对照为0.4mg/mL的5-Fu DMSO溶液(作用浓度2μg/mL)。
培养48h后每孔加30μL 0.1% Alamar Blue试剂,继续培养至显色,在570和600nm处测吸光度
(A)(Synergy HT多功能酶标仪,美国Bio-TEK公司)。根据公式计算样品对细胞的抑制率。
抑制率={1-[117216×A!570(样品)-80586×A!600(样品)]/[117216×A!570(对照)-80586×A!600(对照)]}×100%
2 结果与分析
  菌丝体和发酵液不同浓度乙醇提取物对供试细胞增殖的抑制率及其IC50值见图1和表1。
数据为平均值±SD(n=3);DM1、DM2、DM3和 DM4分别为棘托竹荪菌丝体95%、60%和20%乙醇提取物及水提物;DC1、DC2、
DC3和DC4分别为棘托竹荪发酵液95%、60%和20%乙醇提取物及水提物
Values are the means±SD(n=3);DM1,DM2,DM3and DM4:ethanolic(95%,60%,20%)and aqueous extracts,respectively of
D.echinovolvata mycelia;DC1,DC2,DC3and DC4were 95%,60%,20%ethanol extracts and water extracts of freeze-dried spent
culture broth of D.echinovolvata,respectively.Fungal mycelium was grown in 500mL flasks containing 200mL medium (g/L:30
corn powder,20glucose,2.0KH2PO4,1.0MgSO4·7H2O,0.01vitamin B1,pH unadjusted)inoculated with 10%liquid spawn
(grown on potato dextrose broth for 7days at 26℃)and incubated with shaking(100r/min)at 26℃for 5d.After harvesting the
mycelium,the spent culture broth was freeze-dried prior to extraction
图1 棘托竹荪菌丝体和发酵液提取物对细胞增殖的抑制作用
Fig.1 Inhibition to HepG2,B16and K562cancer cel proliferation by extracts of mycelium
and spent culture broth of D.echinovolvata
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第2期 颜梦秋,等:棘托竹荪发酵物的体外抗肿瘤活性
表1 棘托竹荪菌丝体和发酵液提取物抑制细胞增殖的IC50值
Table 1 IC50values for the inhibition of HepG2,B16and
K562cancer cel proliferation by extracts of mycelium and
spent culture broth of D.echinovolvata
提取物
Extracts
细胞Cel line
B16 HepG2 K562 WPMY-1
DM1  219.6 >400  43.6 >400
DM2  367.7 >400  36.1 >400
DM3  145.9 >400  34.3 >400
DM4 >400 >400  88.7 >400
DC1  38.3  74.5  15.5  69.5
DC2  40.0  53.0  17.3  153.7
DC3  66.4  225.1  39.0  327.6
DC4  117.7  152.0  32.4  373.9
数据单位为μg/mL;DM1、DM2、DM3、DM4、DC1、DC2、DC3和DC4同图1
Values are expressed asμg/mL;DM1,DM2,DM3,DM4,DC1,DC2,
DC3and DC4as in footnote to Fig.1
  实验结果表明:棘托竹荪发酵菌丝体不
同浓度乙醇提取物对肿瘤细胞B16和 K562
的增殖有较好的抑制作用,但在实验浓度内
对肿瘤细胞 HepG2和正常细胞 WPMY-1
的增殖抑制作用较弱;棘托竹荪发酵菌丝体
水提物仅对 K562的增殖有抑制作用,抑制
能力与其它提取物相比较弱,其IC50值较高。
这说明棘托竹荪发酵菌丝体不同浓度乙醇提
取物具有一定的抑制肿瘤细胞增殖的能力。
棘托竹荪发酵液不同浓度乙醇提取物和
水提物对肿瘤细胞 HepG2、B16、K562和正
常细胞 WPMY-1的增殖均有较强的抑制作
用,其中棘托竹荪发酵液提取物对肿瘤细胞
的抑制作用要明显强于其对正常细胞的抑制
作用,而在3种肿瘤细胞中,又以对K562增殖的抑制能力最强。相比较来看,棘脱竹荪发酵液提取物
对肿瘤细胞HepG2、B16、K562和正常细胞的 WPMY-1增殖的抑制能力均要强于棘托竹荪菌丝体提
取物。
3 讨论
  本研究采用肿瘤细胞和正常细胞这两类细胞来进行活性测试。结果表明,棘托竹荪发酵液不同浓
度乙醇提取物和水提物与棘托竹荪发酵菌丝体不同浓度乙醇提取物和水提物相比,有更强的抑制肿瘤
细胞增殖的能力,且对正常细胞的增殖也具有较好的抑制能力。此前的研究发现棘托竹荪发酵菌丝体
和发酵液的提取物中均含有糖类、氨基酸(蛋白)、有机酸、黄酮体、生物碱、蒽醌和甾体类等物质[6]。这
说明棘托竹荪发酵过程中,胞内和胞外的代谢产物在具体种类和含量上各有不同,因此造成了菌丝体
和发酵液活性的差异。慢性髓原白血病细胞K562作为对自然杀伤细胞高度敏感的体外靶标,被广泛
应用于体外抗肿瘤活性检测之中,在此研究中,棘托竹荪菌丝体和发酵液的不同提取物均表现出强烈
的抑制K562增殖的活性,证实了该肿瘤细胞的高度敏感性。发酵液作为深层发酵过程中微生物的营
养载体,在提供给微生物营养的同时,又会接受微生物生长过程中分泌的各类代谢物质,如各种多糖、
酶、三萜、有机酸等。研究发现,某些真菌发酵液中的此类代谢物质有一定的抗氧化、抑菌、抗衰老作
用[8-12]。因此,鉴于棘托竹荪发酵液良好的抑制细胞增殖的能力,在开发棘托竹荪液体深层发酵的功能
产品时,有必要对发酵液也进行开发利用。
参考文献
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Inhibition of in Vitro Proliferation of Selected Cancer
Cel Lines byExtracts of Dictyophora echinovolvata
Mycelium and Spent Culture Medium
YAN Mengqiu1,TIAN Zhen1,2,FENG Na1*,FENG Jie1,ZHANG Jingsong1
[1Institute of Edible Fungi,Shanghai Academy of Agricultural Sciences;Key Laboratory of Edible Fungi
Resources and Utilization(South),Ministry of Agriculture,P.R.China;National Engineering Research
Center of Edible Fungi;National R&D Center for Edible Fungi Processing;Key Laboratory of Agricultural
Genetics and Breeding of Shanghai,Shanghai 201403,China;Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China]
Abstract:In vitro antitumor activity of aqueous and ethanolic(20%,60%and 95%)extracts of Dictyophora
echinovolvata mycelium and spent culture broth was evaluated by measuring the inhibitory effects on the
proliferation of HepG2(human liver cancer),B16(mouse melanoma),K562(chronic myeloid leukemia)
and WPMY-1(human normal prostate stroma)cels lines.Al the mycelial extracts inhibited the proliferation
of B16and K562tumor cels but exhibited only weak or no inhibitory effect on HepG2and WPMY-1cels at
the concentrations tested.Al the spent culture broth extracts inhibited the growth of HepG2,B16,K562
tumor and WPMY-1normal cels,more strongly so compared with the mycelial extracts.
Key words:Dictyophora echinovolvata;mycelium;spent culture broth;tumor cel proliferation
[本文编辑] 朱丽娜
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