论文部分内容阅读
稻谷,作为我国主要的粮食来源,其深加工过程有大量米糠生成。我国的米糠大部分用于饲料行业,很少用于功能活性物质的开发。米糠中含有大量米糠蛋白,其营养丰富、致敏性低、消化率高,且水解后的活性肽具有很好的生物活性。因此,选择从米糠蛋白中水解得到活性肽类具有成本更低、安全性更高等优点,还可以提高米糠的利用率,从而减少资源浪费。本研究以自然衰老秀丽隐杆线虫、过氧化氢(H2O2)和胡桃醌诱导的秀丽隐杆线虫为模型,评估来源于米糠的短肽——KF-8在体内的抗氧化应激、抗衰老作用效果,并初步探究了其抗氧化、抗衰老相关机制。米糠活性肽KF-8是由8个氨基酸(KHNRGDEF)组成的抗氧化肽。在体外实验中,本课题组已经证实其具有较好的清除自由基能力和抵抗H2O2诱导的人脐静脉内皮细胞氧化应激的能力;在体内实验中,该活性肽已经被本课题组证明能减轻D-半乳糖诱导的小鼠氧化应激和衰老进程。本课题的研究目的在于在前期研究基础上,进一步验证该米糠活性肽在体内的抗氧化、抗衰老的作用效果及作用机理,为米糠及米糠蛋白对于人类健康的开发与利用提供理论依据,也为稻谷加工副产物的的增值开发利用提供新的途径。由于秀丽隐杆线虫的体型小,繁殖周期短,因此易于操作与观察。且其基因组超65%的基因与人类相关,因此秀丽隐杆线虫是抗衰老研究领域的理想模型。本课题首先选用 0.01 mM、0.03 mM和0.1 mM米糠活性肽预保护秀丽隐杆线虫2天,以野生型自然衰老的N2线虫株为模型,分析了米糠活性肽对秀丽隐杆线虫寿命的影响;分析线虫产卵数,检查米糠活性肽对生殖能力;记录并分析线虫30 s内的头尾摆动次数和身体弯曲次数,评价衰老线虫的运动能力;记录并分析线虫的体长;评估了衰老线虫体内抗氧化抗氧化酶(SOD、GSH-px)的活力、总抗氧化能力T-AOC的水平,以及氧化应激产物(ROS、MDA和脂褐素)的水平。其次,为了探究米糠活性肽的处理对秀丽隐杆线虫氧化应激耐受能力的影响,本研究选用0.1 mM米糠活性肽预保护秀丽隐杆线虫2天,将线虫放置添加5 mM H2O2和500μM胡桃醌的NGM培养基中持续应激,评价了 0.1 mM米糠活性肽的预保护对H2O2和胡桃醌诱导的线虫寿命;评估了应激线虫体内抗氧化抗氧化酶(SOD、GSH-px、CAT)的活力和总抗氧化能力T-AOC的水平,以及氧化应激产物(ROS、MDA和脂褐素)的水平。最后,本课题选用0.01 mM、0.03 mM、0.1 mM米糠活性肽预保护秀丽隐杆线虫2天:①采用RT-qPCR分析了 sod-1、sod-3、sod-5、gst-1、gst-4、gst-10、ctl-1、ctl-2、skn-1、pmk-1、gcs-1、daf-16、mtl-1 和 akt-1 的 mRNA 表达水平;②基于 CF1553(sod-3::GFP)、CL2166(gst-4::GFP)、LD1(skn-1::GFP)、TJ356(daf-16::GFP)线虫分析报告基因的荧光强度;③采用RNA干扰技术N2中skn-1的表达,并检测了米糠活性肽对在 skn-1 干扰后的 N2 线虫株中 sod-1、sod-3、gst-1、gst-4、ctl-2、skn-1、pmk-1和gcs-1基因的mRNA表达水平,并验证米糠活性肽对干扰后的N2线虫株ROS水平的影响。④研究0.1 mM米糠活性肽对缺陷株EU1(skn-1)和CF1038(daf-16)寿命的影响。本研究发现,在衰老的线虫株中,0.1 mM米糠活性肽的预保护相对于对照组:①显著延长线虫寿命,但对产卵数不受影响,说明该肽对线虫的生殖能力无毒性;②显著提高了头部摆动次数和身体弯曲频率,说明该肽能延缓衰老导致的运动能力的下降并改善衰老线虫的生理状态;③显著提高了衰老线虫SOD、GSH-px和T-AOC的酶活,显著降低了氧化应激标志物MDA、脂褐素和ROS水平。上述结果初步说明米糠活性肽具有抗衰老和降低衰老线虫体内氧化应激的作用。在H2O2和胡桃醌损伤组中,0.1 mM的米糠活性肽预保护相对于未被米糠活性肽预保护的组:①显著延长线虫寿命;②显著提高了线虫体内SOD、GSH-px、T-AOC 和 CAT 的酶活,降低了线虫体内 MDA、脂褐素和 ROS 水平。上述结果说明说明米糠活性肽能减轻H2O2和胡桃醌导致的线虫的氧化应激程度。在初步探究米糠活性肽的作用机制时,发现0.1 mM米糠活性肽的预保护与空白组相比:① sod-1、sod-3、gst-1、gst-4、ctl-2、daf-16、mtl-1、skn-1、pmk-1、gcs-1的表达水平分别有不同程度的上升,akt-1的表达水平下降;②显著提高CF1553(sod-3::GFP)和 CL2166(gst-4::GFP)荧光强度和 LD1(skn-1::GFP)的表达,促进了 TJ356(daf-16::GFP)的入核;③相比于未干扰skn-1表达的N2,在 N2(skn-1 RNAi)中,0.1mM 米糠活性肽组 gst-4、sod-1、sod-3、ctl-2 和gcs-1 的表达程度分别下降 26.4%、25.8%、96.6%、59.6%和 22.24%。在 N2(skn-1 RNAi)中,其ROS的水平相对于未干扰skn-1表达的N2株下降了 26%。最后0.1 mM米糠活性肽的预保护skn-1和daf-16缺陷株的寿命与空白组相比无显著性差异。综上所述,米糠活性肽具有抗氧化能力,可以延长线虫寿命、改善健康指标,并且该实验也表明skn-1和daf-16是米糠活性肽延长寿命和抵抗氧化应激必不可少的基因。