王 紅，張曉寒，程 靜，王 靜，刁脆茹，王 浩,*

（1.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津 300457）

紫薯提取物對秀麗隱桿線蟲抗氧化作用的影響

王 紅1,2，張曉寒1，程 靜1，王 靜1，刁脆茹1，王 浩1,*

（1.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.天津科技大學(xué)生物工程學(xué)院，天津 300457）

目的：以秀麗隱桿線蟲為對象，研究紫薯提取物（purple sweet potato extract，PSPE）抗氧化作用及其可能的作用機(jī)制。方法：將秀麗隱桿線蟲飼喂于含有不同質(zhì)量濃度（70、140、280 μg/mL）PSPE的線蟲生長培養(yǎng)基，研究PSPE對線蟲壽命、抗氧化酶活力以及相關(guān)基因表達(dá)水平、急性氧化應(yīng)激的影響。結(jié)果：PSPE能明顯延長秀麗隱桿線蟲的壽命，提高超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活力，上調(diào)daf-16、ctl-1、sod-3、sir-2.1基因表達(dá)水平，下調(diào)age-1、daf-2基因表達(dá)水平，同時延長在H2O2、胡桃醌及百草枯氧化應(yīng)激的存活時間。結(jié)論：PSPE能夠有效延緩秀麗隱桿線蟲的衰老、抑制脂褐素累積、提高抗氧化酶活力及抗氧化基因表達(dá)水平，增強(qiáng)對H2O2、胡桃醌及百草枯急性氧化應(yīng)激的抵抗能力。

秀麗隱桿線蟲；紫薯提取物；氧化應(yīng)激；抗氧化；衰老

紫薯花青素不僅可以作為一種天然著色劑，還可作為功能性食品配料清除機(jī)體內(nèi)多余的自由基[1]，具有抗氧化[2-3]、抗腫瘤[4-5]、抗炎[6]和護(hù)肝[7]等多種生物學(xué)功能。Zhang Zifeng等[3]研究發(fā)現(xiàn)紫薯色素可抑制高脂飼料飼喂小鼠體內(nèi)活性氧自由基的產(chǎn)生，進(jìn)而減弱肝臟胰島素抵抗。Hwang等[8]研究發(fā)現(xiàn)，紫薯花色苷亦可提高二甲基亞硝胺處理的大鼠肝臟內(nèi)抗氧化酶活力。

秀麗隱桿線蟲生命周期短，易于觀察與計數(shù)，與人類具有相似的衰老過程，且遺傳信息與信號通路相對保守[9]，常被作為生物學(xué)研究的模式生物[10-11]。有研究表明具有較長壽命的線蟲表現(xiàn)出對應(yīng)激更強(qiáng)的抵抗能力，如氧化應(yīng)激、熱應(yīng)激、重金屬刺激等[12-13]。而能夠增強(qiáng)線蟲應(yīng)激抵抗能力的措施，也能延長線蟲壽命[14]。

本實(shí)驗(yàn)以秀麗隱桿線蟲為模式生物，通過測定抗氧化酶活力、基因表達(dá)水平，以及急性應(yīng)激條件下線蟲壽命和體內(nèi)脂褐素的變化，對紫薯提取物（purple sweet potato extract，PSPE）體內(nèi)抗氧化活性及其作用機(jī)制進(jìn)行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

野生型秀麗隱桿線蟲N2（以下簡稱線蟲）由北京生命科學(xué)研究所王曉晨研究員贈送。

PSPE購自天津尖峰有限責(zé)任公司。通過高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測得其主要活性成分為：矢車菊素3-咖啡?；碧擒?5-葡糖苷3.94%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、芍藥素3-咖啡酰槐糖苷-5-葡糖苷17.68%、矢車菊素3-（6”-咖啡酰-6’’’-阿魏酰槐糖苷）-5-葡糖苷5.32%、芍藥素-雙咖啡?；碧擒?5-葡糖苷9.39%、芍藥素3-咖啡酰-對-羥基苯甲?；碧擒?5-葡糖苷7.76%、芍藥素3-咖啡酰-阿魏?；碧擒?5-葡糖苷31.88%[15]。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）試劑盒、過氧化氫酶（catalase，CAT）試劑盒 南京建成生物工程研究所；Trizol試劑、cDNA合成試劑盒、SYBR Green 寶生物生物工程（大連）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HWS-850恒溫恒濕生化培養(yǎng)箱 寧波海曙賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠；酶標(biāo)儀 美國Thermo公司；實(shí)時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）儀美國Bio-Rad公司；UVmini-1240紫外分光光度計 日本島津儀器公司；倒置熒光顯微鏡 日本Olympus公司。

1.3 方法

1.3.1 線蟲同期化

將5 日齡線蟲用M9緩沖液沖洗至EP管，3 000 r/min離心1 min，棄上清液獲得蟲體。每EP管加入500 μL M9緩沖液及500 μL線蟲裂解液，混勻8 min后按上述條件離心，棄上清液。M9緩沖液洗滌5 次后，EP管中加入1 mL M9緩沖液，20 ℃靜置過夜后接種至線蟲生長培養(yǎng)基（nematode growth medium，NGM），20 ℃培養(yǎng)48 h，即得到L4期線蟲。

1.3.2 線蟲存活壽命測定

將同期化后線蟲隨機(jī)分為4 組，分別為空白組及不同質(zhì)量濃度PSPE（70、140、280 μg/mL）的實(shí)驗(yàn)組[16]，空白組為普通培養(yǎng)基飼養(yǎng)線蟲。具體操作為PSPE溶解于二甲基亞砜后，添加至NGM?？瞻捉M添加相應(yīng)量的二甲基亞砜，實(shí)驗(yàn)所加二甲基亞砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2‰。每組2 板，每板30 條，于恒溫恒濕生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每2 d更換新鮮培養(yǎng)基，挑出死亡線蟲并記錄，至所有線蟲死亡，重復(fù)3 次。計算線蟲的平均壽命及最高壽命，其中平均壽命為全部線蟲死亡時間的平均值，最高壽命為每組最后線蟲存活數(shù)量為10%時的平均壽命。

1.3.3 抗氧化酶活力測定

將同期化2 日齡線蟲在不同質(zhì)量濃度PSPE的NGM中培養(yǎng)5 d后，收集至EP管。生理鹽水洗滌并加入200 μL生理鹽水于冰上勻漿，取上清液，測定SOD、CAT活力。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.3.4 抗氧化基因表達(dá)水平測定

將同期化2 日齡線蟲在不同質(zhì)量濃度PSPE的NGM中培養(yǎng)5 d后，收集至EP管。生理鹽水洗滌后放入-80 ℃冰箱備用。依次進(jìn)行線蟲RNA的提取、RNA純度及完整性的鑒定，合成cDNA，以及實(shí)時熒光定量PCR監(jiān)測線蟲體內(nèi)相關(guān)抗氧化基因mRNA表達(dá)水平。以gpd-1為持家基因，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以PCR的2-ΔΔCt值表示。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。mRNA表達(dá)水平測定用PCR引物（表1）。

表1 秀麗隱桿線蟲抗氧化基因mRNA表達(dá)水平測定用PCR引物Table 1 PCR primers used for the measurement of antioxidant gene mRNA expression in C. elegans

1.3.5 線蟲急性氧化應(yīng)激實(shí)驗(yàn)

將同期化2 日齡線蟲在空白培養(yǎng)基及不同質(zhì)量濃度PSPE的NGM中培養(yǎng)5 d后，分別轉(zhuǎn)移到含1‰ H2O2的NGM、500 μmol/L胡桃醌NGM和2 μmol/L百草枯NGM，每組2 板，每板30 條。分別間隔30 min、1 h、1 d觀察線蟲死亡情況并記錄，至所有線蟲死亡，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。當(dāng)空白組線蟲存活率為20%時，收集各劑量組線蟲，NaN3麻醉，挑至1%的瓊脂糖載玻片，于激發(fā)波長340～380 nm、發(fā)射波長430 nm條件下，用倒置熒光顯微鏡拍攝線蟲脂褐素?zé)晒鈭D片，Image J軟件分析脂褐素?zé)晒馑健?/p>

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用GraphPad Prism 5及Image J軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)表示為 ±s。通過方差分析進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)顯著性檢驗(yàn)，p＜0.05表示差異顯著，p＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 PSPE對線蟲壽命的影響

表2 PSPE對線蟲壽命的影響（n＝240）Table 2 Effect of PSPE on lifespan of C. elegans (n= 240)

由表2可知，PSPE組線蟲的平均壽命和最高壽命均高于空白組，且與PSPE質(zhì)量濃度呈一定的劑量依賴關(guān)系，其中280 μg/mL PSPE組的平均壽命和最高壽命分別較空白組延長了32.8%（p＜0.05）及19.4%（p＜0.01）。

2.2 PSPE對線蟲體內(nèi)主要抗氧化酶活力的影響

表3 PSPE對線蟲主要抗氧化酶活力的影響Table 3 Effect of PSPE on the activity of major antioxidant enzymes in C. elegans

SOD和CAT是線蟲體內(nèi)兩類主要的抗氧化酶，分別清除線蟲體內(nèi)多余的超氧化物自由基和H2O2。由表3可知，經(jīng)PSPE處理線蟲SOD和CAT活力均得到提高，且呈現(xiàn)劑量依賴關(guān)系。與空白組相比，140 μg/mL PSPE使SOD和CAT活力分別提高了11.7%和38.7%，280 μg/mL PSPE使SOD和CAT活力分別提高了17.7%和47.5%。

2.3 PSPE對線蟲抗氧化基因表達(dá)水平的影響

表4 PSPE對線蟲抗氧化基因表達(dá)水平的影響Table 4 Effect of PSPE on the expression of antioxidant genes in C. elegans

由表4可知，與空白組相比，飼喂PSPE后線蟲體內(nèi)ctl-1、sir-2.1、sod-3和daf-16基因相對表達(dá)量均有不同程度的提高，而daf-2和age-1基因表達(dá)水平呈下降趨勢。其中140 μg/mL PSPE組ctl-1、sir-2.1、sod-3和daf-16基因表達(dá)水平比空白組分別升高了33%、231%、48%和19%，daf-2基因表達(dá)水平比空白組降低了19%；280 μg/mL PSPE組age-1基因表達(dá)水平比空白組降低了27%（p＜0.01）。

2.4 PSPE對急性損傷組線蟲的保護(hù)作用

2.4.1 PSPE對H2O2損傷組線蟲的保護(hù)作用

表5 PSPE對H2O2損傷組線蟲壽命的影響（n＝240）Table 5 Effect of PSPE on lifespan of C. elegans damaged by H2O2 (n= 240)

圖1 PSPE對H2O2損傷組線蟲脂褐素相對含量的影響Fig. 1 Effect of PSPE on the content of lipofuscin in C. elegans damaged by H2O2

由表5可知，給予H2O2后線蟲最高壽命縮短至4 h以內(nèi)。而經(jīng)PSPE處理線蟲平均壽命較空白組分別延長了13.7%、35.4%及42.9%，表明PSPE對H2O2氧化損傷線蟲具有保護(hù)作用。由圖1可知，與空白組相比，70、140、280 μg/mL PSPE組線蟲體內(nèi)脂褐素的相對含量分別降低了21.7%、41.3%（p＜0.01）及47.8%（p＜0.01）。

2.4.2 PSPE對胡桃醌損傷組線蟲的保護(hù)作用

表6 PSPE對胡桃醌損傷組線蟲壽命的影響（n＝240）Table 6 Effect of PSPE on lifespan of C. elegans damaged by juglone (n= 240)

胡桃醌在線蟲體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)會誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激[17]。由表6可知，140、280 μg/mL PSPE組線蟲平均壽命較空白組分別延長30.1%及48.4%（p＜0.05）。由圖2可知，脂褐素相對含量較空白組分別下降34.8%（p＜0.01）及53.2%（p＜0.01）。表明PSPE對胡桃醌氧化損傷線蟲具有保護(hù)作用，可以一定程度延長線蟲的平均存活時間，減少脂褐素積累，由此推斷，一定劑量的PSPE能夠增強(qiáng)線蟲對胡桃醌氧化損傷的耐受能力。

圖2 PSPE對胡桃醌損傷組線蟲脂褐素相對含量的影響Fig. 2 Effect of PSPE on the content of lipofuscin in C. elegans damaged by juglone

表7 PSPE對百草枯損傷組線蟲壽命的影響（n＝240）Table 7 Effect of PSPE on lifespan of C. elegans damaged by paraquat (n= 240)

圖3 PSPE對百草枯損傷組線蟲脂褐素相對含量的影響Fig. 3 Effect of PSPE on the content of lipofuscin in C. elegans damaged by paraquat

百草枯產(chǎn)生超氧陰離子自由基引起線蟲氧化損傷，縮短線蟲壽命。由表7可知，280 μg/mL PSPE組線蟲較空白組平均壽命延長44.8%（p＜0.01）。由圖3可知，脂褐素相對含量降低54.9%（p＜0.01）。由此推斷，PSPE對百草枯導(dǎo)致的氧化損傷線蟲有一定的保護(hù)作用，可以延長線蟲的壽命，呈現(xiàn)劑量依賴關(guān)系。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)以不同劑量PSPE飼喂線蟲，通過壽命實(shí)驗(yàn)、抗氧化酶活力及抗氧化基因表達(dá)水平的測定，同時輔以氧化應(yīng)激實(shí)驗(yàn)檢測PSPE對線蟲應(yīng)激耐受能力的影響，以及測定脂褐素自發(fā)熒光水平來研究線蟲體內(nèi)的過氧化水平，初步分析了PSPE調(diào)控線蟲衰老的分子機(jī)制。

SOD和CAT作為線蟲體內(nèi)兩類主要的抗氧化酶，分別清除線蟲體內(nèi)多余的超氧化物自由基和H2O2，其酶活力的升高標(biāo)志著線蟲抗氧化能力的增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)表明，PSPE能提高兩種酶的活力。這與Zhang Zifeng等[3]研究發(fā)現(xiàn)紫薯色素能夠恢復(fù)高脂損傷小鼠肝臟的氧化還原能力，顯著性抑制活性氧簇的產(chǎn)生，提高Cu-Zn-SOD及其他抗氧化酶活力的結(jié)果一致。Zhang Zifeng等[18]還發(fā)現(xiàn)紫薯色素能提高D-半乳糖損傷鼠肝臟中Cu-Zn-SOD及CAT活力。

sir-2.1作為一種長壽基因，不僅可以通過脫乙?；苯蛹せ頳af-16/FOXO，還參與到飲食限制通路下游基因的調(diào)控[19-20]。實(shí)驗(yàn)測得線蟲壽命延長的同時，sir-2.1基因表達(dá)水平上調(diào)。Berdichevsky等[21]研究發(fā)現(xiàn)，線蟲體內(nèi)過表達(dá)sir-2.1可增強(qiáng)對熱刺激及氧化應(yīng)激的抵抗，而敲除sir-2.1的突變體線蟲對應(yīng)激表現(xiàn)更敏感。另外，過表達(dá)sir-2.1還可提高daf-16靶基因sod-3的轉(zhuǎn)錄水平。

胰島素信號通路在線蟲的衰老調(diào)控中起重要作用，該通路中與長壽相關(guān)的信號因子有daf-2[22-23]、age-1[24-25]等。其中，daf-2是人胰島素/胰島素樣生長因子受體家族的同族體[23]，age-1是哺乳動物磷脂酰激酶-3-羥基激酶的同族體[25]。有研究表明age-1突變體線蟲存活時間是野生型的2 倍，即age-1突變體表現(xiàn)出壽命延長的表型[22-24]。而daf-2突變體在氧化應(yīng)激條件下也表現(xiàn)出比野生型更強(qiáng)的抵抗能力。線蟲體內(nèi)daf-2受體與胰島素配體結(jié)合后可以引發(fā)激酶級聯(lián)反應(yīng)，daf-2可磷酸化磷脂酰肌醇-3激酶age-1[25]，而age-1又可通過AKT-1/AKT-2/SGK-1通路引起叉頭轉(zhuǎn)錄因子daf-16磷酸化[26]。最終，通過調(diào)節(jié)daf-16的活性影響該信號通路對壽命的調(diào)控。

daf-16通常被認(rèn)為是對壽命以及熱刺激、氧化刺激抵抗的重要監(jiān)控器，其激活受胰島素/胰島素樣生長因子信號通路調(diào)控。daf-16為叉頭轉(zhuǎn)錄因子的同族體，其激活為靶基因如sod-3、ctl-1的轉(zhuǎn)錄激活創(chuàng)造了條件[27-30]。ctl-1是編碼細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CAT的基因，ctl-1突變體可抑制daf-2、age-1突變體壽命延長[31]。Zhang Jiaolong等[32]研究發(fā)現(xiàn)齊墩果酸通過激活daf-16而引起線蟲壽命的延長，同時，sod-3、ctl-1基因表達(dá)水平也呈現(xiàn)上調(diào)趨勢。還有研究稱，daf-16與daf-18突變體可協(xié)同抑制daf-2突變體的壽命延長[22-33]。因此推斷，胰島素/胰島素樣生長因子信號通路可能是通過轉(zhuǎn)錄激活指定的目標(biāo)基因的表達(dá)，來有效地維護(hù)生命[13]。

有研究稱，線蟲壽命延長的同時，其對氧化應(yīng)激的抵抗能力隨之增強(qiáng)[34]。H2O2是機(jī)體代謝的副產(chǎn)物，過多積累造成機(jī)體氧化損傷。百草枯是細(xì)胞內(nèi)超氧陰離子發(fā)生器，使組織內(nèi)高氧而產(chǎn)生急性氧化損傷。胡桃醌在線蟲體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)會誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激[17]。實(shí)驗(yàn)測得，給予PSPE后，線蟲對氧化應(yīng)激的抵抗能力有不同程度提高，表現(xiàn)在線蟲在應(yīng)激中存活時間及存活率的提高。有研究發(fā)現(xiàn)，4-HBE（對羥基苯甲酸刺激）延長野生型秀麗隱桿線蟲壽命的同時還增強(qiáng)其對百草枯的抵抗能力，4-HBE組線蟲在60 mmol/L百草枯條件下存活時間較正常組延長[35]。Cong Wenshu等[36]研究發(fā)現(xiàn)，富勒醇在延長秀麗隱桿線蟲壽命的同時，能夠增強(qiáng)其對胡桃醌氧化損傷的應(yīng)激，表現(xiàn)在給予抗氧化物質(zhì)富勒醇后，線蟲的存活率明顯增加，存活時間隨之增加。

綜上所述，飼喂一定劑量的PSPE后，線蟲可通過胰島素/胰島素/胰島素樣生長因子信號通路調(diào)控相關(guān)抗氧化基因的表達(dá)水平，提高相關(guān)抗氧化酶活力、有效減少線蟲體內(nèi)脂褐素積累、增強(qiáng)對氧化應(yīng)激的抵抗能力，使得線蟲壽命得到有效延長。

[1] OKI T, MASUDA M, FURUTA S, et al. Involvement of anthocyanins and other phenolic compounds in radical-scavenging activity of purplefl eshed sweet potato cultivars[J]. Journal of Food Science, 2002, 67(5):1752-1756. DOI:10.1111/j.1365-2621.2002.tb08718.x.

[2] WU T Y, TSAI C C, HWANG Y T, et al. Effect of antioxidant activity and functional properties of Chingshey purple sweet potato fermented milk by Lactobacillus acidophilus, L. delbrueckii subsp. lactis, and L. gasseri strains[J]. Journal of Food Science, 2012, 77(1): 2-8.DOI:10.1111/j.1750-3841.2011.02507.x.

[3] ZHANG Zifeng, LU Jun, ZHENG Yuanlin, et al. Purple sweet potato color attenuates hepatic insulin resistance via blocking oxidative stress and endoplasmic reticulum stress in high-fat-diet-treated mice[J]. Journal of Nutritional Biochemistry, 2013, 24(6): 1008-1018.DOI:10.1016/j.jnutbio.2012.07.009.

[4] LIM S, XU J, KIM J, et al. Role of anthocyanin-enriched purplefl eshed sweet potato p40 in colorectal cancer prevention[J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2013, 57(11): 1908-1917. DOI:10.1002/mnfr.201300040.

[5] YE J L, MENG X J, YAN C L, et al. Effect of purple sweet potato anthocyanins on beta-amyloid-mediated PC-12 cells death by inhibition of oxidative stress[J]. Neurochemical Research, 2010, 35(3):357-365. DOI:10.1007/s11064-009-0063-0.

[6] WANG Y J, ZHENG Y L, LU J, et al. Purple sweet potato color suppresses lipopolysaccharide-induced acute in fl ammatory response in mouse brain[J]. Neurochemistry International, 2010, 56(3): 424-430.DOI:10.1016/j.neuint.2009.11.016.

[7] WANG Wencheng, LI Jinlian, WANG Zhi, et al. Oral hepatoprotective ability evaluation of purple sweet potato anthocyanins on acute and chronic chemical liver injuries[J]. Cell Biochemistry & Biophysics,2014, 69(3): 539-548. DOI:10.1007/s12013-014-9829-3.

[8] HWANG Y P, CHOI J H, YUN H J, et al. Anthocyanins from purple sweet potato attenuate dimethylnitrosamine-induced liver injury in rats by inducing Nrf2-mediated antioxidant enzymes and reducing COX-2 and iNOS expression[J]. Food and Chemical Toxicology, 2011, 49(1):93-99. DOI:10.1016/j.fct.2010.10.002.

[9] COLLINS J J, EVASON K, KORNFELD K. Pharmacology of delayed aging and extended lifespan of Caenorhabditis elegans[J].Experimental Gerontology, 2006, 41(10): 1032-1039. DOI:10.1016/j.exger.2006.06.038.

[10] LEUNG M C K, WILLIAMS P L, BENEDETTO A, et al. Caenorhabditis elegans: an emerging model in biomedical and environmental toxicology[J]. Toxicological Sciences, 2008, 106(1): 5-28. DOI:10.1093/toxsci/kfn121.

[11] BALLA K M, TROEMEL E R. Caenorhabditis elegans: as a model for intracellular pathogen infection[J]. Cellular Microbiology, 2013, 15(8):1313-1322. DOI:10.1111/cmi.12152.

[12] MELOV S, RAVENSCROFT J, MALIK S, et al. Extension of lifespan with superoxide dismutase/catalase mimetics[J]. Science, 2000,289: 1567-1569. DOI:10.1126/science.289.5484.1567.

[13] HONDA Y, HONDA S. Oxidative stress and life span determination in the nematode Caenorhabditis elegans[J]. Annals of the New York Academy of Sciences, 2002, 959(1): 466-474.

[14] LEE E Y, SHIM Y H, CHITWOOD D J, et al. Cholesterol-producing transgenic Caenorhabditis elegans lives longer due to newly acquired enhanced stress resistance[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2005, 328(4): 929-936. DOI:10.1016/j.bbrc.2005.01.050.

[15] 陳文, 裴彰明, 劉曉宇, 等. LC-MS/MS分析測定紫薯花色苷方法研究[J]. 中國食品添加劑, 2015(3): 191-194.

[16] PEIXOTO H, ROXO M, KRSTIN S, et al. Anthocyanin-rich extract of Acai (Euterpe precatoria Mart.) mediates neuroprotective activities in Caenorhabditis elegans[J]. Journal of Functional Foods, 2016, 26:385-393.

[17] DE CASTRO E, DE CASTRO S H, JOHNSON T E. Isolation of longlived mutants in Caenorhabditis elegans using selection for resistance to juglone[J]. Free Radical Biology and Medicine, 2004, 37(2): 139-145. DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2004.04.021.

[18] ZHANG Zifeng, FAN Shaohua, ZHENG Yuanlin, et al. Purple sweet potato color attenuates oxidative stress and inflammatory response induced by D-galactose in mouse liver[J]. Food and Chemical Toxicology, 2009, 47(2): 496-501. DOI:10.1016/j.fct.2008.12.005.

[19] KENYON C J. The genetics of ageing[J]. Nature, 2010, 464: 504-512.DOI:10.1038/nature08980.

[20] WANG Y M, TISSENBAUM H A. Overlapping and distinct functions for a Caenorhabditis elegans SIR2 and DAF-16/FOXO[J].Mechanisms of Ageing and Development, 2006, 127(1): 48-56.DOI:10.1016/j.mad.2005.09.005.

[21] BERDICHEVSKY A, VISWANATHAN M, HORVITZ H R, et al.C. elegans SIR-2.1 interacts with 14-3-3 proteins to activate DAF-16 and extend life span[J]. Cell, 2006, 125(6): 1165-1177. DOI:10.1016/j.cell.2006.04.036.

[22] KENYON C, CHANG J, GENSCH E, et al. A C. elegans mutant that lives twice as long as wild type[J]. Nature, 1993, 366: 461-464.DOI:10.1038/366461a0.

[23] KIMURA K D, TISSENBAUM H A, LIU Y, et al. daf-2, an insulin receptor-like gene that regulates longevity and diapause in Caenorhabditis elegans[J]. Science, 1997, 277: 942-946. DOI:10.1126/science.277.5328.942.

[24] FRIEDMAN D B, JOHNSON T E. A mutation in the age-1 gene in Caenorhabditis elegans lengthens life and reduces hermaphrodite fertility[J]. Genetics, 1988, 118(1): 75-86.

[25] MORRIS J Z, TISSENBAUM H A, RUVKUN G. A phosphatidylinositol-3-OH kinase family member regulating longevity and diapause in Caenorhabditis elegans[J]. Nature, 1996, 382:536-539. DOI:10.1038/382536a0.

[26] PARADIS S, AILION M, TOKER A, et al. A PDK1 homolog is necessary and sufficient to transduce AGE-1 PI3 kinase signals that regulate diapause in Caenorhabditis elegans[J]. Genes &Development, 1999, 13(11): 1438-1452.

[27] MURPHY C T, MCCARROLL S A, BARGMANN C I, et al.Genes that act downstream of DAF-16 to influence the lifespan of Caenorhabditis elegans[J]. Nature, 2003, 424: 277-283. DOI:10.1038/nature01789.

[28] LEE S S, KENNEDY S, TOLONEN A C, et al. DAF-16 target genes that control C. elegans life-span and metabolism[J]. Science, 2003,300: 644-647. DOI:10.1126/science.1083614.

[29] MCELWEE J, BUBB K, THOMAS J H. Transcriptional outputs of the Caenorhabditis elegans forkhead protein DAF-16[J]. Aging Cell,2003, 2(2): 111-121. DOI:10.1046/j.1474-9728.2003.00043.x.

[30] WANG Xue, ZHANG Jiaolong, LU Lulu, et al. The longevity ef f ect of echinacoside in Caenorhabditis elegans mediated through daf-16[J].Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 2015, 79(10): 1676-1683. DOI:10.1080/09168451.2015.1046364.

[31] TAUB J, LAU J F, MA C, et al. A cytosolic catalase is needed to extend adult lifespan in C. elegans daf-C and clk-1 mutants[J]. Nature,1999, 399: 162-166. DOI:10.1038/20208.

[32] ZHANG Jiaolong, LU Lulu, ZHOU Lijun. Oleanolic acid activates daf-16 to increase lifespan in Caenorhabditis elegans[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2015, 468(4): 843-849.DOI:10.1016/j.bbrc.2015.11.042.

[33] LARSEN P L, ALBERT P S, RIDDLE D L. Genes that regulate both development and longevity in Caenorhabditis elegans[J]. Genetics,1995, 139(4): 1567-1583.

[34] WIEGANT F A C, SURINOVA S, YTSMA E, et al. Plant adaptogens increase lifespan and stress resistance in C. elegans[J]. Biogerontology,2009, 10(1): 27-42. DOI:10.1007/s10522-008-9151-9.

[35] KIM D K, JEON H, DONG S C. 4-Hydroxybenzoic acid-mediated lifespan extension in Caenorhabditis elegans[J]. Journal of Functional Foods, 2014, 7(2): 630-640. DOI:10.1016/j.jf f.2013.12.022.

[36] CONG Wenshu, PENG Wang, YING Qu, et al. Evaluation of the influence of fullerenol on aging and stress resistance using Caenorhabditis elegans[J]. Biomaterials, 2015, 42: 78-86.DOI:10.1016/j.biomaterials.2014.11.048.

Antioxidant Effect of Purple Sweet Potato Extract in Caenorhabditis elegans

WANG Hong1,2, ZHANG Xiaohan1, CHENG Jing1, WANG Jing1, DIAO Cuiru1, WANG Hao1,*
(1. College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China;2. School of Biological Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)

Objective: We used Caenorhabditis elegans as a model organism to study the anti-aging effect of purple sweet potato extract (PSPE) and to elucidate its possible mechanism. Methods: C. elegans were fed with NGM culture medium containing different concentrations (70, 140, 280 μg/mL) of PSPE, and the effect of PSPE on the lifespan, the activity of antioxidant enzymes, the expression of related genes and the resistance to acute oxidative stress were determined.Results: PSPE could markedly prolong the lifespan of C. elegans, increased the activity of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), up-regulated the gene expression levels of daf-16, ctl-1, sod-3 and sir-2.1, and down-regulated the expression levels of age-1 and daf-2. At the same time, it could extend the survival time under H2O2, juglone and paraquat stress. Conclusion: PSPE could slow down the aging process of C. elegans, increase the activity of antioxidant enzymes, promote the expression of antioxidant genes, and enhanced the resistance to oxidative stress induced by H2O2, juglone or paraquat.

Caenorhabditis elegans; purple sweet potato extract; oxidative stress; antioxidant; aging

10.7506/spkx1002-6630-201723026

TS201.4

A

1002-6630（2017）23-0165-06

王紅, 張曉寒, 程靜, 等. 紫薯提取物對秀麗隱桿線蟲抗氧化作用的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(23): 165-170.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201723026. http://www.spkx.net.cn

WANG Hong, ZHANG Xiaohan, CHENG Jing, et al. Antioxidant effect of purple sweet potato extract in Caenorhabditis elegans[J]. Food Science, 2017, 38(23): 165-170. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201723026. http://www.spkx.net.cn

2016-07-19

國家自然科學(xué)基金應(yīng)急管理項目（31540086）

王紅（1990—），女，碩士，研究方向?yàn)槭称诽砑觿┡c功能配料。E-mail：wanghong514@126.com

*通信作者：王浩（1979—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称诽砑觿┡c功能配料。E-mail：wanghao@tust.edu.cn