萝卜叶延缓衰老活性成分、分子机制及体外模拟消化和吸收研究

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基于自由基学说,从天然产物中筛选安全、无毒副作用的延缓衰老活性成分是抗衰老研究的热点。萝卜叶有多种生物活性,前期研究表明萝卜叶乙醇提取具有强的清除自由基和抗氧化活性,并能有效延长果蝇的寿命,但萝卜叶延缓衰老作用化学组成、分子机制及其消化吸收规律尚不明确。基于此,本论文以萝卜叶为研究对象,通过亚临界水提取技术制备富含多酚的提取物,采用过氧化氢(H2O2)诱导的人胚肺成纤维细胞(MRC-5)氧化应激早衰模型,从提取物中筛选并获得具有延缓细胞衰老作用的活性部位,在细胞水平探讨其延缓衰老活性的分子机制,同时考察了萝卜叶活性成分在体外模拟消化过程中的变化规律以及跨膜转运机制,为萝卜叶资源利用及延缓衰老健康食品的开发提供理论基础和科学依据。主要研究内容和结果如下:(1)亚临界水提取萝卜叶多酚的研究在单因素试验的基础上,通过响应面设计,以多酚提取量为响应值,优化亚临界水提取萝卜叶多酚的最佳提取条件为:辅助萃取剂NaHSO3添加量0.3%(m/v),提取温度137℃,水料比34:1 mL/g,提取时间13 min。该条件下萝卜叶多酚的提取量为(7.11±0.03)mg GAE/g dw,比常规热水提取法提取量提高了16.60%。在测试浓度范围内,亚临界水提取的萝卜叶多酚(SWEP)抗氧化活性显著高于常规热水提取的萝卜叶多酚(HWEP),SWEP清除DPPH和ABTS自由基能力的IC50及还原力的EC50分别比HWEP低30.18%、18.80%和18.27%。(2)萝卜叶延缓衰老活性部位筛选及成分分析基于衰老自由基学说建立H2O2诱导的MRC-5细胞氧化应激早衰模型,结果表明,200μM的H2O2可诱发MRC-5细胞早衰;以总多酚、总黄酮、抗氧化活性和细胞存活率为指标,从萝卜叶提取物中筛选获得延缓细胞衰老活性部位。其中乙酸乙酯部位(EAF)的总多酚、总黄酮和延缓细胞衰老活性最好,进一步筛选发现,EAF中F2组分总多酚和总黄酮含量最高,分别为(477.95±5.31)mg GAE/g dw和(172.91±4.88)mg CE/g dw,且延缓细胞衰老活性最强,细胞存活率比模型组细胞增加31.94%(100μg/mL F2组);经过液质联用分析及与标准品比对发现,F2中主要成分为咖啡酰苹果酸、对香豆酰苹果酸和阿魏酰苹果酸和山奈苷,含量分别为(9.67±0.65)、(11.01±0.16)、(22.26±0.72)和(176.54±1.02)mg/g dw。(3)F2对H2O2诱导MRC-5细胞早衰的预防作用及其作用机制研究采用H2O2诱导MRC-5细胞氧化应激早衰模型,系统的研究了F2对细胞衰老表型和细胞内氧化还原系统的影响;并通过western blot法研究F2延缓衰老活性的分子机制。结果表明,浓度为50μg/m L的F2预处理12 h对细胞的延缓/预防衰老效果最好;与模型组细胞相比,F2预处理可显著降低模型细胞中衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)活性和衰老相关异染色质聚集(SAHF)阳性率、刺激细胞从G1期进入S期并促进细胞增殖,从而起到延缓衰老的作用;F2通过提高细胞内抗氧化酶的活性,如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT),清除细胞内过量的ROS,维持细胞内氧化还原系统平衡,进而降低细胞内MDA含量以及维持线粒体和DNA完整,从而发挥延缓细胞衰老的作用;此外,F2可能通过抑制细胞凋亡和PI3K/Akt/FoxO1通路发挥延缓细胞衰老的作用。(4)萝卜叶体外模拟消化过程中活性成分的变化规律研究采用体外模拟消化,研究萝卜叶中多酚和黄酮类物质在口腔、胃和肠道消化过程中含量及抗氧化活性的变化规律;并对萝卜叶体外消化产物的活性部位延缓衰老活性进行研究。结果,萝卜叶经消化(口腔、胃和小肠)后,多酚和黄酮的回收率分别为(54.91±0.96)%和(25.26±0.55)%,生物利用率分别为(14.62±0.38)%和(11.95±0.77)%;在消化各阶段的消化液中,均有延缓衰老活性成分释放,但并不稳定;模拟消化后的消化液中活性部位(GIDF2)仍具有延缓细胞衰老的活性。(5)GIDF2及山奈苷的跨膜转运研究建立Caco-2细胞单层膜模型,其细胞电阻(TEER)大于500Ω·cm2、顶侧(AP)和基底侧(BL)的碱性磷酸酶(AKP)比值(AKPAP/AKPBL)为2.8、荧光黄(LY)的表观渗透系数(Papp)<1×10-66 cm/s,表明该模型可用于跨膜转运研究。用该模型研究了GIDF2中各成分的跨膜转运规律。研究发现,GIDF2中各成分的转运均呈现时间浓度依赖效应,在浓度为400μg/m L时,咖啡酰苹果酸、对香豆酰苹果酸、阿魏酰苹果酸和山奈苷的外排率(ER)分别为2.11、1.49、1.68和1.69。温度降低使GIDF2中各成分的双向转运Papp和ER皆减小,表明四种成分的吸收转运以主动运输为主;加入MK571后,咖啡酰苹果酸、对香豆酰苹果酸和阿魏酰苹果酸的Papp和ER变化不大(p>0.05),但加入VP后,其AP→BL方向跨膜转运的Papp显著增加(p<0.05),而ER降低;对于山奈苷而言,加入VP和MK571都能对其跨膜转运产生影响,使其AP→BL方向转运的Papp显著增加,而BL→AP方向转运的Papp减小,ER降低;由此说明,山奈苷的转运是由P-gp和MRP2两种载体同时介导的外排参与,而另外三种多酚成分的转运则是由P-gp介导的外排参与。
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