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随着载人航天技术的不断进步,空间电离辐射和微重力效应已经成为人们不可忽视的因素。天然产物资源丰富、分布广泛,不但含有必须的蛋白质、脂质、碳水化合物,还有多种维生素、矿物质元素、及多种活性酶,生长激素等化合物,具有“全面的微型营养库”之称,对人体生长发育和保健具有重要意义。本课题采用成熟的提取技术,对多种天然产物活性物质进行提取,通过体外抗氧化,促骨髓间充质干细胞增殖能力及成骨细胞碱性磷酸酶活力,细胞内游离钙离子浓度等指标筛选较强的抗辐射,抗骨丢失功能产物。按照国家保健品剂量要求进行复配,并通过动物实验验证复配物的抗辐射,抗骨丢失的功效。最后对产品中成分含量进行测定,以期为空间极端环境天然双效的防护剂的开发,为航天食品的研制,特殊工种人群的辐射防护、治疗及人们日常保健提供建议和思路。本研究主要内容如下:抗辐射原料的筛选:通过比较14种放射防护原料水提取物和60%醇提取物的体外抗氧化活性及其促骨髓间质干细胞增殖能力两项指标,综合评价筛选出活性功能较强的原料,分别为荞麦花粉、银杏叶、蓝莓、当归、黄芪。抗辐射天然产物协同增效作用比较:通过抗氧化指标(羟自由基,DPPH,总还原能力)及促骨髓干细胞增殖等指标的协同增效指数(CI指数)判定10种复配产物的协同增效作用,筛选出辐射功能性最强的复配产物-银杏叶花粉复配物。抗骨丢原料的筛选:通过比较12种骨丢失防护原料提取物促成骨细胞增殖活性,碱性磷酸酶活性及胞内游离钙浓度等指标,综合评价筛选出防治骨丢失功能性较强的原料(熟地黄),并通过细胞回转仪建立骨丢失模型,结果发现熟地黄能够有效的促进成骨细胞中骨代谢相关酶(碱性磷酸酶、抗酒食酸酸性磷酸酶)活力,并增加细胞中钙含量。通过流式细胞检测发现,熟地黄能够有效的抑制微重力诱导小鼠成骨细胞G0/G1期阻滞,从而使成骨细胞恢复正常的生理代谢功能。研究银杏叶花粉与熟地黄的复配以及细胞水平、动物水平的毒理实验,确定银杏叶花粉与熟地黄复配物在一定浓度范围内的安全性。并通过建立小鼠体内辐射微重力效应模型,系统研究银杏叶花粉与熟地黄复配物的体内放射防护与骨丢失防护效应。辐射防护结果发现银杏叶花粉与熟地黄复配物能够有效的提升辐射后小鼠体内的抗氧化酶系(SOD、CAT、LDH和GSH-Px)的活性,降低小鼠体内脂质过氧化物MDA的水平;对小鼠辐射微重力后特异性免疫和非特异性免疫进行研究,发现银杏叶花粉与熟地黄复配物能够有效的增加小鼠免疫脏器指数、促进脾淋巴细胞及骨髓干细胞的增殖活性并增强单核细胞的吞噬作用;通过对小鼠骨髓微核、骨髓染色体畸变和DNA含量的分析,发现复配物能够有效地对辐射微重力诱导小鼠产生的DNA损伤进行防护。骨丢失防护结果发现,银杏叶花粉与熟地黄复配物能够有效的恢复微重力引起免疫脏器(胸腺、肾上腺)的损伤及减少小鼠负重骨中干物质的丢失;通过对辐射微重力小鼠骨中有机质、无机质及骨代谢相关酶活的研究发现,银杏叶花粉与熟地黄复配物能够显著地增加骨中有机质及无机矿物盐含量,并提升血清中碱性磷酸酶等骨代谢相关酶活力,从而更好的实现骨丢失防护功效。本研究对于揭示空间辐射及微重力防护途径具有一定的理论价值,对进一步开发空间辐射与微重力双效防护剂具有现实意义。