樊梓鸞,王振宇,2*,左麗麗,田雙起
(1.哈爾濱工業(yè)大學 食品科學與工程學院,哈爾濱 150090;2.東北林業(yè)大學 林學院,哈爾濱 150040)
大量數(shù)據(jù)表明,許多慢性病都與過量的自由基產(chǎn)生有關(guān)。自由基通常包括活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基(RNS)。大多數(shù)活性氧產(chǎn)生于細胞的線粒體呼吸鏈[1]。內(nèi)源性代謝反應(yīng)過程中,好氧細胞產(chǎn)生活性氧,如超氧陰離子,過氧化氫(雙氧水),羥自由基(OH·),在缺氧條件下,線粒體呼吸鏈產(chǎn)生一氧化氮(NO),它可以產(chǎn)生活性氮。RNS可以進一步反應(yīng)生成其他反應(yīng)基團,例如,丙二醛和4-羥基物,將誘導過多的脂質(zhì)過氧化。
紅豆越橘(Vaccinium vitis-idaea)為杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vacciniumspp.)常綠小灌木[2],俗稱雅格達,主要分布N52°以北大興安嶺森林中,果實為亮紅色,是提取天然色素的重要原料,在越橘的果實和莖葉中含有花色苷、黃酮、萜類等多種活性成分。紅豆越橘中最主要的酚類化合物是花色苷,是一種強抗氧化劑,能夠抑制脂質(zhì)過氧化和生物系統(tǒng)的氧化;可以預(yù)防和減少炎癥、癌細胞增殖的危險[3]。飲食富含花色苷的果汁對冠狀心臟病人有益,體外和動物實驗表明,花色苷可以有效的改善記憶力[4]。本文采用X-5大孔樹脂純化富集花色苷,并對分離得到的組分進行活性跟蹤,分析抗氧化和抗癌細胞增值活性。為開發(fā)高純度花色苷類物質(zhì)提供理論依據(jù)。
紅豆越桔樣品于2010年采自大興安嶺加格達奇,-20℃凍存。癌細胞株:結(jié)腸癌HT29、卵巢癌Hela、肺癌A549和肝癌HepG-2細胞,由哈爾濱醫(yī)科大學腫瘤分院提供。
BS110型電子天平;721型分光光度計,JJ-2型組織粉碎機,F(xiàn)A25高剪切分散乳化機。
1.3.1 紅豆越橘提取物制備。用天平稱取凍存漿果20kg,加入冷凍的80%丙酮(1∶2w/v)在組織搗碎機中勻漿5min,從搗碎機中取出勻漿,在高速均質(zhì)機中均質(zhì)3min,放入抽濾瓶上的布式漏斗中,漏斗上放置濾紙,抽濾瓶接真空泵進行抽濾。收集濾液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中,在45℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至浸膏,于-80℃儲存,用于后續(xù)純化富集用。
1.3.2 大孔樹脂富集純化紅豆越橘花色苷
通過預(yù)實驗選定大孔吸附樹脂X-5富集純化花色苷,首先進行樹脂預(yù)處理,裝柱上樣,靜態(tài)吸附,用蒸餾水沖洗柱層析,除去糖分及小分子物質(zhì),用斐林試劑(斐林試 劑 甲:0.1g/mL NaOH,斐 林 試 劑 乙:0.05g/mL CuSO4)檢測殘?zhí)橇?,大約兩個柱體積后既無殘?zhí)?。采?0%~60%乙醇梯度洗脫,洗脫流速2mL/min,每250mL收集一餾分,分別測定多酚含量和抗氧化活性。
1.3.3 樣品中多酚含量測定
采用菲林酚比色法檢測多酚含量[5]。精密吸取125μL沒食子酸標準溶液或漿果提取物,分別置于l0mL試管中,加入0.5mL的蒸餾水,再加入125μL的菲林酚試劑(FCR),樣品混合充分,靜置6min,加入1.25mL 7%Na2CO3水溶液。用水補足終體積到3mL。90min后在760nm測定藍色溶液的吸光度。沒食子酸作標品,結(jié)果用平均值表示[mg沒食子酸等同量/l00g鮮重(fresh weight FW)],±SD三個重復。
1.3.4 ABTS法測定抗氧化能力
配制ABTS自由基工作液。將樣品用甲醇配制成一系列濃度,取0.1mL不同濃度的稀釋提取液加入1.5mL ABTS自由基工作液,混合,放置6min后,在734nm處測定吸光度[6]。每份樣品平行操作3次,計算公式為:
清除率(%)=[(AContral-ASample)/AContral]×100%
式中:AContral為1.5mL ABTS溶液與0.1mL甲醇混合后的吸光度,ASample為1.5mL ABTS溶液與0.1mL樣品混合后的吸光度。
1.3.5 抗細胞增值活性
所有細胞培養(yǎng)基添加10%胎牛血清,50單位/mL青霉素,50μg/mL鏈霉素,100μg/mL慶大霉素。收集對數(shù)生長期的癌細胞,使其濃度在1×104~5×104細胞/每孔,在96孔板上鋪板,37℃培養(yǎng)12h后,加入不同濃度的提取物,三次重復。無提取物的培養(yǎng)基作為空白,處理48h,72h后,加入 MTT,4h后,棄去上清液,加入150μL DMSO,在490nm下用酶標儀測定細胞的增殖活性[7]。
用Sigmaplot 10.0分析軟件進行統(tǒng)計分析。
對紅豆越桔粗提物進行富集,通過預(yù)實驗選取X-5大孔吸附樹脂,采用10%~60%乙醇梯度洗脫,洗脫流速2mL/min,每250mL收集一組餾分,共收集了12個組分,結(jié)果如圖1所示,組分2、3、4、5具有較高的多酚含量和抗氧化活性,因此將此四種組分分別命名為LB-2、LB-3、LB-4、LB-5,并將其混合組分命名為LB-MIX。
圖1 大孔吸附樹脂X-5富集分離紅豆越橘丙酮提取物,10%~60%乙醇梯度洗脫共收集12個組分
將大孔樹脂純化的后的5組樣品及陽性對照環(huán)磷酰胺,分別作用結(jié)腸癌HT29細胞48h和72h后,如圖2所示,處理48h后,環(huán)磷酰胺和LB-4各劑量組對結(jié)腸癌細胞的抑制活性沒有 LB-MIX、LB-2、LB-3和 LB-5效果明顯。其中LB-MIX在48h后對結(jié)腸癌細胞的抑制活性最強,但作用72h后,LB-5對癌細胞的抑制活性最大,細胞只增殖了22.25±5.45%。
圖2 紅豆越橘初級純化產(chǎn)物在48h和72h抑制結(jié)腸癌HT29細胞增殖活性
如圖3所示,各組分抑制肝癌細胞HepG2細胞的增殖活性呈現(xiàn)明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系,隨著時間的延長,劑量的增大表現(xiàn)出明顯的抑制肝癌細胞活性。48h,LB-MIX對癌細胞的抑制增殖活性達到22.25±5.45%。72h,對癌細胞的抑制增殖活性達到13.64±0.88%。其次為 LB-5、LB-3。LB-2、LB-4和環(huán)磷酰胺對癌細胞抑制增殖活性沒有達到半數(shù)抑制率。
圖3 紅豆越橘初級純化產(chǎn)物在48h和72h抑制肝癌HepG2細胞增殖活性
如圖4所示,LB-MIX、LB-5、LB-3能夠明顯的抑制卵巢癌Hela細胞的增殖并隨著濃度的增加抑制活性增強,48h,72h后,LB-MIX濃度達到400μg/mL時,其對癌細胞的抑制增殖活性分別達到29.04±3.32%和24.27±3.05%。其次,為LB-5和LB-3。
圖4 紅豆越橘初級純化產(chǎn)物在48h和72h抑制卵巢癌Hela細胞增殖活性
圖5 紅豆越橘初級純化產(chǎn)物在48h和72h抑制肺癌A549細胞增殖活性
如圖5所示,抗癌活性由大到小依次為LB-MIX> LB-5>LB-3> LB-2> LB-4> 環(huán)磷酰胺。72h后,LB-MIX抑制A549增殖最有效,其只增殖了12.67±0.37%。
紅豆越橘粗提物經(jīng)過大孔樹脂X-5純化后,分部收集最有效地組分,進行抗氧化和抗癌細胞增殖活性分析,結(jié)果顯示,紅豆越橘的總純化組分的抗癌活性比分部收集的組分還要好,因此選定總純化組分作為后續(xù)的研究對象。
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