宋晶晶,趙 昊,王偉雄,張海軍,楊華峰,武 運(yùn)*
(1 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院 烏魯木齊 830052 2 喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院 新疆喀什 844000 3 吐魯番樓蘭酒莊股份有限公司 新疆吐魯番 838201 4 新疆鄉(xiāng)都酒業(yè)有限公司 新疆巴音郭勒蒙古自治州 841000)
枸杞(Lycium barbarum L.)又名枸杞子,是一種藥食同源植物,主要種植于我國寧夏、新疆等地[1-2]。枸杞中含有枸杞多糖、多酚、類胡蘿卜素、黃酮、氨基酸、甜菜堿等多種活性成分和微量元素,具有免疫調(diào)節(jié),抗氧化,抗疲勞,降血糖,降血脂等功效[3-5]。甘草(Glycyrrhizae radix et rhizoma)為豆科植物甘草的干燥根和莖[6],也是一種藥食同源植物,甘草包括三萜類、黃酮類、多糖類和生物堿類等主要化學(xué)成分[7],具有抗炎,抗氧化,抗腫瘤,保肝等作用[8],其提取物在食品和醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[9]。葡萄(Vitis vinifera L.)富含多種營(yíng)養(yǎng)成分和微量元素,具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌和保護(hù)心血管等功效[10-12]。
近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)呈跨越式發(fā)展的趨勢(shì),人們面臨的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)日趨增多,生活節(jié)奏加快,工作壓力增大,使得人們普遍處于免疫力低下,易疲勞等亞健康狀態(tài)[13]。人們的健康保健意識(shí)也逐漸增強(qiáng),對(duì)養(yǎng)生較為關(guān)注,同時(shí),飲食方式也發(fā)生了巨大改變,一些具有保健功能的食品興起,保健酒也應(yīng)運(yùn)而生,并占據(jù)了一定的市場(chǎng)[14]。枸杞甘草配制酒的開發(fā)符合國內(nèi)外酒類向營(yíng)養(yǎng)、保健方向發(fā)展的趨勢(shì),同時(shí)對(duì)免疫力低下人群的免疫功能起到調(diào)節(jié)作用。
枸杞甘草配制酒:實(shí)驗(yàn)室自制。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:清潔級(jí)昆明小鼠,雄性,平均體重(20±2)g,120 只,新疆醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心(生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(新)2020003)。
試劑:環(huán)磷酰胺,北京酷來搏科技有限公司;印度墨汁,廣東洛孚生物科技有限公司;0.01 mol/L、pH 7.4 PBS;DEPC 水、氯仿、75%乙醇,北京陸橋技術(shù)有限公司;小鼠免疫球蛋白(IgG、IgM)酶聯(lián)免疫吸附 (Enzyme-linked immunosorbent assay,Elisa)試劑盒、IFN-γ、IFN-α、IL-1α 試劑盒,美國GBD 公司;其余試劑均為分析純級(jí);GSH-Px、SOD、MDA 檢測(cè)試劑盒,南京建成生物工程研究所;其余試劑均為分析純級(jí)。
xMark 酶標(biāo)儀,美國BIO-RAD 公司;HR40-A2 型生物安全柜,青島海爾特種電器有限公司;CP21GⅡ高速冷凍離心機(jī),日立公司;Premium U410 超低溫冰箱,美國NBS 公司;VORTEX-5 型漩渦混合器,華利達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;FA2004N型分析天平,上海舜宇恒平實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司;LDZX-50KBS 型立式高壓滅菌器,上海申安醫(yī)療器械廠;FE20 PLUS 型pH 計(jì),梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。
1.3.1 枸杞甘草配制酒的制備
1.3.1.1 葡萄蒸餾酒的制備 釀酒葡萄分選后,清洗、除梗、壓榨取汁,分別添加0.02 g/L 果膠酶、0.05 g/L 的偏重亞硫酸鉀、0.2 g/L 釀酒酵母進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵結(jié)束后的葡萄酒采用夏朗德壺式蒸餾法進(jìn)行蒸餾。蒸餾時(shí)采用二次蒸餾工藝,蒸餾酒酒精度為52%vol。
1.3.1.2 枸杞甘草發(fā)酵液的制備 保溫浸提:將枸杞甘草盛于容器中并加入一定量的蒸餾水,同時(shí)加入0.40%D-異抗壞血酸鈉和果膠酶,靜置;放入60 ℃恒溫水浴鍋中浸提2 h 后,置于超聲器(超聲頻率180 W)中浸提15 min;過濾,加入一定量蒸餾水進(jìn)行二次浸提,重復(fù)上述浸提步驟。
濃縮:將2 次浸提液合并濃縮為原浸提液體積的1/2 倍,加入殘?jiān)|(zhì),備用。
成分調(diào)整:向枸杞甘草浸提液中加入75 g/L蔗糖。
發(fā)酵:0.2 g/L 酵母菌和0.4 g/L 乳酸菌按1∶2進(jìn)行復(fù)配發(fā)酵,接入浸提液在26 ℃培養(yǎng)箱中下發(fā)酵7 d。
過濾、殺菌:發(fā)酵結(jié)束后,4 ℃條件下,4 000 r/min 離心10 min,取上清液,80 ℃殺菌30 min 得到枸杞甘草發(fā)酵液。
1.3.1.3 枸杞甘草葡萄蒸餾酒的調(diào)配 根據(jù)市場(chǎng)同類產(chǎn)品的接受度,確定產(chǎn)品酒精度在28%vol,同時(shí)為突出藥食同源葡萄蒸餾酒的風(fēng)格與作用,葡萄蒸餾酒和枸杞甘草發(fā)酵液經(jīng)調(diào)配,得到枸杞甘草葡萄蒸餾酒。
1.3.2 免疫低下小鼠模型構(gòu)建 KM 小鼠適應(yīng)環(huán)境1 周后,隨機(jī)分為6 個(gè)組,見表1。根據(jù)《中國居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告(2020)》,中國居民男性平均體重69.6 kg 計(jì)算。各組小鼠腹腔注射劑量為80 mg/kg bw 的環(huán)磷酰胺溶液,空白組腹腔注射等劑量的生理鹽水,連續(xù)注射3 d,構(gòu)建環(huán)磷酰胺所致小鼠免疫功能低下模型。根據(jù) 《中國居民膳食指南》 每人每日酒精攝入量≤25 g,枸杞甘草配制酒的人體日推薦量約為≤1.3 mL/kg,因此設(shè)定低、中、高劑量組分別為5,10,20 mL/(kg·d),每日灌胃1 次,連續(xù)14 d。末次灌胃24 h 后,進(jìn)行碳廓清實(shí)驗(yàn),眼球采血,收集血清,取小鼠胸腺、脾臟等組織,保存于-80 ℃超低溫冰箱備用。
表1 不同實(shí)驗(yàn)組小鼠給藥方案Table 1 Experimental groups and feeding methods
1.3.3 小鼠免疫器官指數(shù)及碳廓清吞噬指數(shù)的測(cè)定 參照Wang 等[15]方法進(jìn)行測(cè)定。胸腺、脾臟指數(shù)、碳廓清速率K 和吞噬指數(shù)α 按照公式(1,2,3,4)計(jì)算。
式中,OD1——t1(2 min) 血樣本的OD 值;OD2——t2(10 min)血樣本的OD 值。
1.3.4 小鼠血清中IgG、IgM 含量測(cè)定 灌胃周期結(jié)束后,運(yùn)用眼眶采血法,將血液盛放于潔凈離心管內(nèi),以3 000 r/min 離心15 min,收集血清[16],存放于-20 ℃環(huán)境下保存。按照IgG、IgM 試劑盒說明書方法進(jìn)行檢測(cè)。
1.3.5 小鼠IL-1α、IFN-γ、TNF-α 含量的測(cè)定初始操作步驟同1.3.4 節(jié),將小鼠血清稀釋后,利用Elisa 試劑盒通過雙抗體夾心法測(cè)定小鼠IL-1α、IFN-γ、TNF-α 含量。
1.3.6 小鼠血清中的GSH-Px、SOD 活力及MDA濃度測(cè)定 末次灌胃2 h 后用眼眶采血法,收集血清,在4 ℃條件下1 500 r/min 離心10 min,取300 μL 血清于離心管中。各組小鼠血清中的GSH-Px、SOD 活力及MDA 濃度嚴(yán)格按照試劑盒說明書方法測(cè)定。
上述實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次,結(jié)果為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)”。采用方差分析和t 檢驗(yàn)來確定其統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P≤0.01)。分別使用SPSS 20.0 和Origin 8.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖形繪制。
觀察各組小鼠體質(zhì)量變化情況,并做記錄如表2所示。
表2 小鼠體質(zhì)量變化Table 2 Changes in body mass of mice
由表2可知,3 個(gè)實(shí)驗(yàn)組小鼠體質(zhì)量隨飼養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高。結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組相比,模型組小鼠末期體質(zhì)量有顯著性差異(P<0.01),說明模型構(gòu)建成功。其它各實(shí)驗(yàn)組在同等條件下,組間差異均不顯著,說明枸杞甘草配制酒的3 個(gè)不同劑量組均不影響小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)。
由表3可知,模型組脾臟、胸腺指數(shù)及吞噬指數(shù)(α)比空白組降低了2.40、1.56 和1.31 倍(P<0.01),說明注射環(huán)磷酰胺明顯抑制了胸腺和脾臟的生長(zhǎng)發(fā)育,免疫抑制組小鼠建模成功。與模型組相比,基酒對(duì)照組的脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)增長(zhǎng)均不顯著;低劑量組的脾臟指數(shù)增長(zhǎng)52.23%(P<0.01),胸腺指數(shù)增長(zhǎng)不顯著;中劑量組的脾臟指數(shù)增長(zhǎng)84.91%(P<0.01),胸腺指數(shù)增長(zhǎng)31.11%(P<0.05);高劑量組的脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)分別增長(zhǎng)52.71%(P<0.01)和3.72%(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)組中低、中、高劑量組比模型組吞噬指數(shù)分別增長(zhǎng)2.6%,15.52%,12.41%。結(jié)果表明,枸杞甘草配制酒能緩解免疫抑制小鼠免疫器官的生長(zhǎng),初步認(rèn)為該酒具有調(diào)節(jié)免疫功效的作用。
表3 枸杞甘草配制酒小鼠免疫器官指數(shù)及碳廓清吞噬指數(shù)的影響(±s)Table 3 Effects of preparation of grape spirits on immune organ index and carbon profile phagocytic index in mice (±s)
表3 枸杞甘草配制酒小鼠免疫器官指數(shù)及碳廓清吞噬指數(shù)的影響(±s)Table 3 Effects of preparation of grape spirits on immune organ index and carbon profile phagocytic index in mice (±s)
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由表4可知,空白對(duì)照組與模型組有極顯著差異(P<0.01),說明免疫抑制建模成功。分析可知,高、中、低劑量組血清中IgG 含量均顯著高于模型組(P<0.05),高劑量組與中、低劑量組有顯著差異(P<0.05),中、低劑量組之間無明顯差異。模型組與枸杞甘草配制酒中劑量組的血清IgG 含量有極顯著差異(P<0.01),說明枸杞甘草配制酒可以有效提高血清中IgG 含量。枸杞甘草配制酒中劑量組血清中IgM 含量顯著高于模型組(P<0.01),低劑量組血清中IgM 含量與基酒對(duì)照組無明顯差異。同時(shí),低、中劑量組血清中IgM 含量均顯著高于高劑量組(P<0.05)。表明中劑量可以有效提高血清中IgM 的含量,而低劑量對(duì)血清中IgM 含量影響不顯著。說明枸杞甘草配制酒的有效劑量能夠不同程度地促進(jìn)免疫抑制小鼠免疫球蛋白的分泌。
表4 枸杞甘草配制酒對(duì)小鼠血清中IgG、IgM 的影響(±s)Table 4 Effect of preparation of grape spirits on serum IgG and IgM of immunosuppressive mice (xˉ±s)
表4 枸杞甘草配制酒對(duì)小鼠血清中IgG、IgM 的影響(±s)Table 4 Effect of preparation of grape spirits on serum IgG and IgM of immunosuppressive mice (xˉ±s)
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如表5所示,與正常組相比,模型組IL-6、IFN-γ、TNF-α 含量顯著低于正常組52%,49%,75%(P<0.01),說明造模成功。與模型組相比低、中、高劑量組及基酒組IL-6 水平分別升高29%,42%,45%,24%,相比低、中、高劑量組及基酒組IFN-γ 水平分別升高63%,76%,86%,38%,相比低、中、高劑量組及基酒組TNF-α 水平分別升高20%,30%,22%,8%(P<0.05),說明枸杞甘草配制酒能提高免疫抑制小鼠IL-6、IFN-γ 和TNF-α 水平,具有免疫增強(qiáng)功效。
表5 枸杞甘草配制酒對(duì)小鼠血清IL-6、IFN-γ、TNF-α 的影響(±s)Table 5 Effect of preparation of grape spirits on serum IL-6,IFN-γ and TNF-α of immunosuppressive mice (xˉ±s)
表5 枸杞甘草配制酒對(duì)小鼠血清IL-6、IFN-γ、TNF-α 的影響(±s)Table 5 Effect of preparation of grape spirits on serum IL-6,IFN-γ and TNF-α of immunosuppressive mice (xˉ±s)
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表6為枸杞甘草配制酒對(duì)免疫抑制小鼠血清抗氧化指標(biāo)的影響。與空白組相比,模型組小鼠的GSH-Px 和SOD 活性均明顯降低 (P<0.01),而MDA 含量則升高(P<0.05)。與模型組相比,枸杞甘草配制酒高、中、低劑量組GSH-Px 和SOD 活力均顯著提高,其中,中劑量組提高明顯。與模型組相比,枸杞甘草配制酒高、中劑量組MDA 濃度均降低,其中,低劑量組沒有顯著影響。表明不同劑量組對(duì)小鼠的抗氧化作用有一定影響。
表6 枸杞甘草配制酒對(duì)小鼠血清GSH-Px、SOD 活力及MDA 濃度的影響Table 6 Effect of preparation of grape spirits on GSH-Px,SOD activity and MDA levels in serum of mice
環(huán)磷酰胺是一種有效的抗腫瘤及癌癥化療藥物,長(zhǎng)期服用可能會(huì)使骨髓和免疫受到抑制,進(jìn)而使紅細(xì)胞生成素缺乏導(dǎo)致貧血[17]。因此,在研究過程中,常將Cy 應(yīng)用于構(gòu)建免疫缺陷模型的誘導(dǎo)藥物[18],能夠阻止免疫細(xì)胞的生成,進(jìn)而抑制漿細(xì)胞產(chǎn)生,導(dǎo)致免疫抑制[19]。在本研究中,與空白對(duì)照組相比,模型組小鼠臟器指數(shù)明顯降低,且與空白對(duì)照組相比,吞噬指數(shù)、免疫球蛋白和血清細(xì)胞因子下降水平有顯著性差異,表明免疫抑制模型構(gòu)建成功[20]。哺乳動(dòng)物重要的2 個(gè)免疫器官,即脾臟和胸腺,免疫器官直接決定機(jī)體免疫功能的強(qiáng)弱,免疫器官指數(shù)反映了免疫器官的發(fā)育及其免疫功能[21]。
哺乳動(dòng)物的免疫系統(tǒng)由先天免疫和后天免疫組成,其中先天免疫是宿主抵御入侵病原體的第一道防線[22]。巨噬細(xì)胞承擔(dān)著體內(nèi)非特異性免疫功能,能夠吞噬體內(nèi)損傷、異常的細(xì)胞及病原體[23]。巨噬細(xì)胞在先天免疫中起著至關(guān)重要的作用[24],巨噬細(xì)胞的活化被認(rèn)為是增強(qiáng)宿主免疫功能的一個(gè)重要的免疫途徑[25]。另一方面,巨噬細(xì)胞的活化在某些病理?xiàng)l件下也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響,如癌癥和癌癥自身免疫性疾病[26]。本研究目的是對(duì)枸杞甘草配制酒免疫增強(qiáng)功效的探究,通過碳廓清吞噬實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)巨噬細(xì)胞非特異性免疫功能,在免疫抑制實(shí)驗(yàn)中,觀察枸杞甘草配制酒對(duì)免疫抑制小鼠的免疫增強(qiáng)作用。結(jié)果表明,枸杞甘草配制酒中劑量組(10 mL/kg)與模型組相比,能使免疫抑制的小鼠脾臟指數(shù)增長(zhǎng)52.71%,胸腺指數(shù)增長(zhǎng)33.72%,吞噬指數(shù)增長(zhǎng)了15.52%,表明免疫功能得到提高。
在巨噬細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中,除了可以促進(jìn)免疫細(xì)胞的增殖,還可以刺激分泌IL-6、IFN-γ 和TNF-α,IL-6 主要通過促進(jìn)B 細(xì)胞增殖和免疫球蛋白的產(chǎn)生來介導(dǎo)體液免疫[27]。由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的腫瘤壞死因子稱為TNF-α,能夠誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)過程中的其它因子和介質(zhì)的產(chǎn)生[28],TNF-α 可以促進(jìn)T 細(xì)胞及其它殺傷細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用,并且可以促進(jìn) B 細(xì)胞的增殖,而過量的TNF-α 分泌可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)體局部的炎癥反應(yīng)[13]。IFN-γ 能使巨噬細(xì)胞表面受體數(shù)量增加,NK 細(xì)胞大量生長(zhǎng)繁殖,具有抑制癌細(xì)胞增殖,調(diào)節(jié)免疫功能等作用[29]。
抗氧化酶作為最有作用的防御措施之一,避免不利的氧化應(yīng)激反應(yīng),能與活性氧的主要酶中和,其中有SOD、GSH-Px 和過氧化氫酶。MDA 是由脂質(zhì)過氧化作用分解所產(chǎn)生的,其濃度能夠反映細(xì)胞膜受損程度[30]。結(jié)果表明,中劑量枸杞甘草配制酒能克服CY 誘導(dǎo)的免疫抑制,巨噬細(xì)胞功能、免疫球蛋白和細(xì)胞因子水平均有改善。發(fā)現(xiàn)枸杞甘草配制酒中劑量組的3 種細(xì)胞因子水平與模型組有顯著差別,枸杞甘草配制酒能促進(jìn)某些細(xì)胞因子的分泌,從而減輕免疫抑制程度,而且能顯著提高KM 小鼠血清中SOD、GSH-Px 活力,并顯著降低血清中MDA 濃度,說明甘草枸杞配制酒對(duì)免疫調(diào)節(jié)作用的影響可能與其抗氧化活性有關(guān)。
綜上,枸杞甘草配制酒對(duì)免疫抑制小鼠起到免疫調(diào)節(jié)的作用,進(jìn)一步推斷其能夠增強(qiáng)人體免疫功能,提高人們的健康水平。本研究結(jié)合枸杞甘草配制酒免疫及抗氧化功能,為開發(fā)枸杞甘草配制酒作為保健酒,增補(bǔ)配制酒市場(chǎng)空白,提供理論依據(jù)。由于其免疫活性與飲用量不呈線性關(guān)系,具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。