余甘多糖提取工艺优化及诱导HepG-2细胞凋亡机理探究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shanwq1983
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余甘是一种药食同源的热带水果,而多糖是其发挥生物活性的有效成分之一,不仅具有抗氧化的作用,此外还能够抗肿瘤以及增强机体免疫力,本文将从三个方面进行研究:响应面法优化余甘多糖提取工艺、余甘多糖诱导肝癌细胞HepG-2凋亡、余甘多糖的羧甲基化及活性研究。1响应面法优化余甘多糖提取工艺采用响应面法优化提取余甘水溶性多糖,应用Box-Benhnken中心组合试验的方法,研究各个自变量的交互作用对余甘多糖提取率的影响,并最终确定最优的提取工艺。得到微波时间(A)70.06 s、微波功率(B)489.48 W、热水浸提时间(C)3.85 h、热水浸提温度(D)100℃,考虑到实际操作的可行性,将上述条件调整为A70 s、B 480 W、C 3.85 h、D 100℃后,得到实际的提取率为8.11%,除此以外,该模型的相关系数R2=0.9683,Adj R2=0.9366,Pred R2=0.8387,说明该二次回归方程模型显著。2余甘多糖诱导肝癌细胞HepG-2凋亡MTT增殖实验表明余甘多糖对HepG-2细胞增殖具有抑制作用,当余甘多糖浓度为1000 μg·mL-1,处理时间为48 h时达到抑制率29.68±3.26%;倒置生物显微镜观察发现,经500 μg·mL-1余甘多糖处理48 h的HepG-2细胞个数减少,有些许细胞皱缩,甚至是变圆,脱落,呈现出凋亡现象;Annexin V-PE(藻红蛋白标记的钙依赖性磷脂结合蛋白)法检测得知余甘多糖能够诱导HepG-2细胞发生凋亡,Annexin V-PE/7-AAD(藻红蛋白标记的钙依赖性磷脂结合蛋白/7-氨基放线菌素D)双染,流式细胞仪检测发现:在1000 μg·mL-1的余甘多糖作用72 h的条件下凋亡率达到最高值13.73 ± 1.25%,且呈一定的时间和剂量依赖性。CDCFH-DA(6-羧基-2,7-二氯荧光黄双乙酸盐)检测发现,余甘多糖处理HepG-2细胞48 h可以急剧增加细胞内活性氧含量,进而损伤细胞;经过余甘多糖处理HepG-2细胞后,会使HepG-2细胞培养上清中的过氧化物一氧化氮(NO)含量、丙二醛(MDA)含量显著增加,乳酸脱氢酶(LDH)含量增高,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)含量显著增高,超氧化物歧化酶(SOD)含量显著降低,说明余甘多糖可能是通过升高活性氧ROS含量进而损伤HepG-2细胞的。荧光定量PCR检测氧化应激相关基因表明,随着余甘多糖处理时间的延长,Nrf2(核相关因子)、NQO-1(醌氧化还原酶-1)、HO-1(血红素单加氧酶-1)的相对表达量均不同程度的增加,说明细胞在进行氧化应激方面的自我保护;细胞凋亡相关基因p21(细胞周期相关蛋白)和Caspase-3(半胱氨酸蛋白酶基因家族)的相对表达量也是随着余甘多糖处理时间的延长而上升,p53(编码53kDa蛋白的抑癌基因)和Bak(B细胞淋巴瘤/白血病-2基因家族基因)的相对表达量均显著高于空白对照,Bcl-2/Bax的比值随着时间的延长而下降,这些变化均有利于细胞发生凋亡。3余甘多糖的羧甲基化及活性研究采用氢氧化钠-异丙醇-氯乙酸钠反应体系对余甘多糖(EPS)进行羧甲基化修饰,并采用清除自由基、清除NO2-作用及抑制肿瘤细胞增殖作用评价了羧甲基化余甘多糖的活性。实验结果表明,红外光谱显示COO-成功接入余甘多糖,制得羧甲基化余甘多糖(CM-EPS),取代度(DS)为0.961;CM-EPS对NO2-的清除作用显著增强,对人肝癌细胞HepG-2增殖的抑制作用也有所提高,但对ABTS自由基的清除活性下降,高浓度时对DPPH自由基的清除活性增强。
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