菌草灵芝菌糟提取物对免疫力低下小鼠抗氧化能力的影响
2015-03-02刘艳玲李卫东林冬梅林兴生林占熺
刘艳玲,李卫东,林冬梅,林兴生,林占熺
(1.福建农林大学生命科学学院,福建 福州350002;2.国家菌草工程技术研究中心,福建福州350002;3.北京大学医学部基础医学院,北京 100083)
菌草灵芝菌糟提取物对免疫力低下小鼠抗氧化能力的影响
刘艳玲1,2,李卫东3,林冬梅2,林兴生2,林占熺1,2
(1.福建农林大学生命科学学院,福建 福州350002;2.国家菌草工程技术研究中心,福建福州350002;3.北京大学医学部基础医学院,北京 100083)
采用腹腔注射环磷酰胺构建免疫功能低下的小鼠模型,设立空白对照组,环磷酰胺模型组,灵芝菌糟提取物低、中和高剂量组,以健康小鼠为正常对照组,研究菌草灵芝菌糟提取物对小鼠血清中抗氧化能力的影响.结果表明:与环磷酰胺模型组相比,灵芝菌糟提取物高剂量组小鼠血清中的超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)含量和总抗氧化能力(T-AOC)均有显著差异(P<0.05);灵芝菌糟提取物中剂量组极显著提高小鼠的脾脏指数和胸腺指数及血清中的CAT含量和T-AOC(P<0.01).说明灵芝菌糟提取物通过增加小鼠的脾脏指数和胸腺指数,提高血清中的SOD活性、CAT含量和T-AOC,促进环磷酰胺引起的小鼠免疫功能抑制的恢复.
菌草灵芝菌糟提取物;超氧化物歧化酶;丙二醛;过氧化氢酶;总抗氧化能力
菌草是指适宜栽培食、药用菌的草本植物[1],以其为原料栽培食、药用菌,有利于解决菌业生产的“菌林矛盾”,促进菌业的可持续发展.菌业生产之后产生的大量下脚料,称为菌糟或菌糠[2].灵芝是我国传统的珍贵药用菌,古代医药学认为灵芝能滋补强壮、扶正固本和治疗多种疾病.灵芝含有多糖[3]、三萜类物质[4]、蛋白质、多肽[5]和氨基酸等多种活性成分[6],其中,灵芝多糖具有抗肿瘤[7],抗衰老,改善睡眠[8],改善高血压、高血糖[9]等功效.菌草灵芝菌糟是指菌草栽培灵芝后的废菌料,含有大量的菌丝体,经固体发酵后,纤维素大量被降解,粗蛋白含量大量增加[10];菌糟还含有丰富的多糖、维生素和一些微量元素Fe、Ca、Zn和Mg[11].林占熺等[12]研究表明,菌草灵芝菌糟可有效防治猪肠炎痢疾,提高仔猪的免疫力;菌草灵芝菌糟水提物饲喂奶牛的结果显示,该水提物作为奶牛饲料的添加剂具有一定的开发价值[13].本试验在这些研究的基础上,进一步探讨灵芝菌糟提取物对免疫力低下小鼠的免疫器官及血清中超氧化物歧化酶(super oxygen dismutase,SOD)活性、丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量、过氧化氢酶(catalase,CAT)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性和总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)的影响,进一步确定灵芝菌糟提取物对动物机体产生的影响.
1 材料与方法
1.1 材料
灵芝菌糟提取物由福建农林大学菌草研究所中试车间提取,经测定,该提取物中主要的活性成分有多糖(10.86%)和三萜(0.84%)[13].水提物中黄曲霉素 B1 的含量小于0.4 μg·kg-1(由福建省疾病预防控制中心测定).
注射用环磷酰胺(0.2 g·支-1,国药准字号:H14023686)由山西普德药业股份有限公司生产,用无菌水将其粉末配制成所需浓度.
无特定病原物(SPF)级C57BL/6雄性小鼠,体重18-22 g,购于北京维通利华实验动物技术有限公司,许可证号:SCXK(京)2012-0001.
1.2 小鼠饲养
供试小鼠饲养于北京大学医学部实验动物中心SPF级动物实验室,室温20-24℃,采用12 h:12 h昼夜时间,动物分笼喂养,每笼10只,自由饮水、进食.颗粒饲料由北京大学医学部实验动物中心提供.
1.3 试验设计
将在实验室适应4 d后的60只小鼠随机分为6组,即空白对照组(CK1)、环磷酰胺模型组(CY)、正常组(CK2)、CY+低剂量灵芝菌糟提取物组(CL)、CY+中剂量灵芝菌糟提取物组(CM)和CY+高剂量灵芝菌糟提取物组(CH),每组10只.CY、CL、CM和CH的小鼠在试验第1、8、15和22天腹腔注射50 mg·kg-1环磷酰胺,共注射4次.灵芝菌糟提取物用无菌水溶解稀释至相应含量,CL、CM和CH中灵芝菌糟提取物的含量分别为0.5、1和2 g·kg-1,CK1和CY给予相同体积的无菌水,CK2给予1 g·kg-1灵芝菌糟提取物.每组灌服0.01 mL·g-1,小鼠每天称重,以调整灌胃剂量,一天一次,连续灌胃给药28 d后,测定各项指标.
1.4 指标测定
1.4.1 免疫器官指数的测定 小鼠经灌胃、口服灵芝菌糟提取物或无菌水28 d后,摘眼球取血,取脾脏和胸腺,用滤纸吸干后称重,计算脾脏指数和胸腺指数.
1.4.2 血清中生化指标的测定 摘眼球取血,分离血清,采用酶联免疫分析试剂盒,参照蓝景科信(北京)技术有限公司的小鼠酶联免疫分析试剂盒使用说明书,用酶标仪在450 nm波长下测定光密度(D),通过标准曲线计算血清样品中的SOD活性、MDA含量、CAT含量、GSH-Px活性和T-AOC.
1.5 数据处理
试验数据采用SPSS 20.0软件进行单因素方差分析和LSD多重比较组间显著性差异,数据用平均值±标准差表示.
2 结果与分析
2.1 灵芝菌糟提取物对小鼠体重的影响
从表1可以看出,小鼠腹腔注射环磷酰胺后,CY、CL、CM和CH小鼠的体重均有下降.试验前,CL的体重相对于CK1有显著差异(P<0.05),而其他各组间的差异不显著;试验后,CK1、CK2、CL、CM和CH小鼠的体重相对于CY的体重有极显著差异(P<0.01).
表1 灵芝菌糟提取物对免疫力低下小鼠体重的影响1)Table1 Effects of hotwater extract on the weight of immune-deficientmice
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2.2 灵芝菌糟提取物对小鼠免疫器官指数的影响
从表2可以看出:与CY相比,CM小鼠的脾脏指数极显著增加(P<0.01),CK2的脾脏指数极显著降低(P<0.01);而相比于CK1,CL、CM 和CH 的脾脏指数显著增加(P<0.05).与 CK1相比,CY、CK2、CL 和 CM 小鼠的胸腺指数极显著降低(P<0.01);而相比于CY,CK1、CK2、CM和CH的胸腺指数则显著增加(P<0.05).
表2 灵芝菌糟提取物对免疫力低下小鼠脾脏指数和胸腺指数的影响1)Table 2 Effects of hotwater extract on spleen indexes and thymus indexes of immune-deficientmice
2.3 灵芝菌糟提取物对小鼠血清中生化指标的影响
从表3可以看出,与CY小鼠血清中的SOD活性相比,CL、CM和CH的SOD活性显著增加(P<0.05),而其他组之间则无显著差异.与CK1的T-AOC相比,CK2和CH的T-AOC显著提高(P<0.05),CM的T-AOC有极显著提高(P<0.01);而与CY的T-AOC相比,CM的T-AOC极显著提高(P<0.01),CK2、CM和CH的T-AOC也有显著提高(P<0.05).与CY的CAT含量相比,CK1、CK2、CL和CM的CAT含量有极显著差异(P<0.01),CH的CAT含量有显著差异(P<0.05).与CY的MDA含量相比,CK1、CM和CH的MDA含量显著降低(P<0.05),CK2的MDA含量极显著降低(P<0.01).试验各组的GSH-Px活性均无显著性差异(P>0.05).
表3 灵芝菌糟提取物对小鼠血清中生化指标的影响1)Table 3 Effect of hotwater extract on biochemical indexes in the serum of immune-deficientmice
3 讨论
环磷酰胺是常用的抗肿瘤药物,常用作免疫力低下模型的免疫抑制剂,本试验采用低剂量和多次给予的方式建立较为稳定的免疫低下小鼠模型[14].试验期间,CK1和CK2小鼠的一般情况良好,反应敏捷,活泼有力,小鼠毛发柔顺浓密有光泽,体重维持在一定水平;而其他组小鼠在注射一定剂量的环磷酰胺后,特别是CY,逐渐出现进食减少、萎靡少动等情况,同时体重也出现了一定程度的减轻,说明免疫力低下小鼠模型建造成功.
胸腺是T细胞分化成熟的中枢免疫器官,主要参与细胞免疫.脾脏是动物机体内最大的外周免疫器官,是淋巴细胞定居、增殖及免疫应答反应的场所,在细胞免疫和体液免疫中都起着重要的作用.脾脏和胸腺是重要的免疫器官,其脏器指数可在一定程度上反映机体免疫功能的强弱.胸腺和脾脏指数的高低取决于淋巴细胞增殖的程度,可粗略估计免疫功能的强弱,是一个粗浅和滞后的指标,当机体的整体免疫功能增强时,其重量有所增加[15].机体免疫功能低下时,常表现出脏器萎缩、体积变小等现象[16].灵芝菌糟提取物能促进免疫力低下小鼠脾脏和胸腺的增大,提高小鼠的脾脏指数和胸腺指数,对免疫力低下小鼠的免疫器官功能有一定的促进作用,且以中、高剂量组的促进作用更为显著.这可能是由于灵芝菌糟提取物含有多种氨基酸、维生素和矿物质等营养物质,为小鼠的免疫器官生长、发育提供了养分.
研究表明,灵芝多糖具有抗氧化应激的作用和抗衰老、抗氧化作用[17-18].本试验着重探讨灵芝菌糟提取物对由环磷酰胺导致的免疫力低下小鼠抗氧化能力的影响,结果表明:相比CL、CM和CH,CY小鼠血清中的SOD活性、CAT含量和T-AOC明显降低,而MDA含量却显著增加,这与林志彬等[19]的“灵芝孢子粉提取物可降低由2,4-二氧苯氧乙酸引起的小鼠血清MDA含量升高”结果一致.MDA含量经常用来作为检测脂质过氧化水平的指标,与脂质过氧化水平有良好的相关性.环磷酰胺抑制了机体的抗氧化能力,使机体抗氧化能力下降,导致体内自由基不能及时清除;过多的自由基通过攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸,引发脂质过氧化作用,导致小鼠血清中脂质过氧化物MDA含量的增加,造成组织细胞膜毒性反应,影响正常组织形态和功能的完整性[20].由此可以推测,菌草灵芝菌糟提取物可缓解由环磷酰胺引起的机体抗氧化能力的下降,提高机体的抗氧化能力.
相比CL、CM和CH,CY小鼠血清中的SOD活性、CAT含量和T-AOC明显降低,说明灵芝菌糟提取物可以提高SOD活性、CAT含量和T-AOC,该结果与胡瞬[21]的研究结果一致.胡瞬[21]研究表明,灵芝孢子油可以提高D-半乳糖衰老模型小鼠血液中的SOD活性和CAT含量,进而提高小鼠的抗氧化能力.研究表明:灵芝多糖可以提高甲氨蝶呤诱导的小鼠肠道匀浆上清液中的SOD活性[22];黑灵芝多糖可拮抗小鼠体重的降低,增强脑组织的SOD、GSH-Px活性和CAT含量,并减少MDA含量,具有延缓衰老的作用[23].灵芝菌糟提取物具有提高免疫力低下小鼠血清中的SOD活性和CAT含量,且能提高T-AOC,这些功效或许与灵芝菌糟提取物含有灵芝多糖有关,是否与灵芝菌糟提取物中的其他成分有关需要进一步的研究证实.
综上所述,灵芝菌糟提取物可通过增加小鼠的脾脏和胸腺指数,血清中SOD活性、CAT含量和T-AOC,促进由环磷酰胺引起的小鼠免疫功能抑制的恢复,有利于增强小鼠机体的T-AOC,此结果为灵芝菌糟提取物作为饲料添加剂提供了理论基础.
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(责任编辑:施晓棠)
Serum antioxidant activity of hot water extract of spentmushroom substrate from Ganoderma lucidum cultivated by Juncao
evaluated using an immune-deficientmousemodel
LIU Yan-ling1,2,LIWei-dong3,LIN Dong-mei2,LIN Xing-sheng2,LIN Zhan-xi1,2
(1.College of Life Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002,China;2.China National Engineering Research Center of Juncao,Fuzhou,Fujian 350002,China;3.Deparment of Pharmacology,School of Basic Medical Science,Health Science Center of Peking University,Beijing 100083,China)
An immune-deficientmousemodel,established by intraperitoneal injection with cyclophosphamide,was used to evaluate the serum antioxidantactivity effectof hotwater extracts from spentmushroom substrate ofGanoderma lucidumcultivated by Juncao,sixtymice were allocated to control,cyclophosphamide(CY)model group,low dose group,medium dose group,high dose group and normal group(medium dose).The results showed that compared to control group,there are significant difference on super oxygen dismutase(SOD),malonaldehyde(MDA),catalase(CAT)and total antioxidant capacity(T-AOC)of high dose group(P<0.05);and themedium dose group can remarkably enhance immune indexes,the concentration of SOD,CAT and T-AOC in serum(P<0.01).The results indicated thathotwater extract can improve the recovery of the immune function ofmice caused by cyclophosphamide suppression by increasing themice spleen index and thymus index,the concentration of SOD,CAT and T-AOC in serum.
hotwater extract of spentGanoderma lucidumsubstrate;super oxygen dismutase;malonaldehyde;catalase;total antioxidant capacity
R285.5
A
1671-5470(2015)03-0303-05
10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2015.03.015
2014-12-25
2015-05-05
国家自然科学基金资助项目(41306181、31370146);国家菌草工程技术研究中心开放课题(JCJJ13018).
刘艳玲(1981-),女,博士研究生.研究方向:菌草栽培灵芝.Email:wenzilyla@126.com.通讯作者林占熺(1943-),男,研究员,博士生导师.研究方向:菌草产业.Email:lzxjuncao@163.com.