基于秀丽隐杆线虫为模型的人参果总皂苷的抗衰老活性研究

作     者：迟剑峰 

作者单位：吉林农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李伟;任珅

授予年度：2023年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：人参果总皂苷 秀丽隐杆线虫 抗衰老 热应激 氧化应激 

摘      要：在全球日益严重的老龄化形势下,老化及相关疾病已经引起了人们的普遍关注。衰老会受到很多因素的影响,在这当中主要的衰老理论是以自由基学说为主。学说认为伴随着衰老的进程,人体内的自由基会积累过多,从而对细胞膜、核酸、蛋白质以及各种酶产生了损伤,从而使细胞功能受到了严重的损害导致组织器官机能失调从而导致机体慢慢的衰老。近几年来,随着对延缓衰老的研究发现,健康长寿远比单纯的延长寿命更为重要。延长机体对应激的耐受性和减少老化疾病的发生是一种有效的抗衰方式。长寿是实现老年健康和提高老年生活品质的重要途径。而目前对于延缓衰老的方式是给予药物治疗。人参果是人参非传统药用部位,蕴含着丰富的人参皂苷,具有和人参相似的药理活性,现已有研究证明人参果总皂苷(Ginseng Berry Saponins,GBS)具有保护心血管系统、内分泌系统、免疫系统和抗衰老等作用。人参果的资源非常丰富,但对其利用率较低,具有广阔的研究前景,而GBS因其具有抗癌、抗肿瘤、抗糖尿病和抗衰老等药理活性被广泛使用。秀丽隐杆线虫生命周期短,且与寿命相关的遗传背景较清晰,非常适合抗衰老药物的药效评价与机制研究。本研究以秀丽隐杆线虫为实验对象,对GBS在抗衰老方面的效果和机制进行探究。1.通过HPLC分析从人参果中提取出的GBS的人参皂苷成分及占比本研究首先将人参果粉碎并用大孔吸附树脂柱依次用水和70%乙醇洗脱并脱色除杂后得GBS。再将提取出的GBS进行HPLC分析。利用HPLC分析GBS共检测到18种人参皂苷别是Rg1、Re、Rb1、Rc、Rg2、Rh1、Rb2、Rb3、Rd、Rg6、F4、Rk3、Rh4、Rg3、PPT、Rk1、Rg5、R-Rh2。其中Re、Rd、Rg1是构成GBS的主要人参皂苷成分,分别占25.4%、14.18%、13.55%。***对秀丽隐杆线虫抗衰老作用及机制研究本研究使用不同浓度的GBS(0.125 mg/mL、0.25 mg/mL、0.5 mg/m L、1 mg/m L 2mg/m L、4 mg/m L)对野生型N2线虫中进行寿命实验给药,从而筛选出最具有延长寿命的效果GBS。后续实验将采用此浓度进行实验。通过实验发现0.25 mg/m L的GBS是最具有延长寿命效果的浓度。在细菌生长率、食物偏好性检测和吞咽能力的实验中发现GBS对OP50没有影响,GBS延长线虫寿命的作用并不是限制饮食导致的,且该作用是直接作用线虫而非间接趋避作用的结果。生殖实验的结果证实GBS给药并不影响线虫的生殖能力,其延长寿命的效果并不是通过抑制生殖而产生的。在运动能力检测实验中还发现,GBS可以提高线虫的在第10天和第15天的运动能力。在热应激和氧化应激实验中还发现,GBS可以提高线虫的抗应激能力,从而延长线虫在应激状态下的寿命。在脂褐素实验中还发现,GBS可以有效减少在第10天和15天线虫体内所产生的脂褐素表达。在ROS实验中发现,GBS可以有效减少线虫体内的ROS产生。在突变型线虫CB1370、CF1038、EU31、EU1、VC199的寿命实验中还发现GBS无法延长其寿命,因此GBS具有延长寿命的效果是依赖于DAF-2、DAF-16、Sir-2.1、SKN-1。在GFP线虫TJ356(DAF-16∷GFP)、CF1553(SOD-3∷GFP)、TJ375(HSP-16.2∷GFP)和CL2166(GST-4∷GFP)的实验中发现,GBS可以提高以上GFP所结合的基因表达,因此可以证明线虫具有延长寿命的作用是依赖于DAF-16、SOD-3、HSP-16.2和GST-4。最后通过实时定量PCR的实验发现,GBS可以使DAF-2的表达降低使DAF-16、SKN-1、Sir-2.1、SOD-3、GST-4和HSP-16.2的表达上升。3.基于网络药理学分析GBS抗衰老作用机制利用HPLC分析出GBS中人参皂苷共18种。网络药理学预测结果显示,GBS中18种活性成分与衰老共同靶点共440个,其中关键靶点共17个,筛选得到前5个关键靶点分别为HSP90AA1、PI3CA、PTAFR、STAT3、IL2。GO分析和KEGG信号通路富集分析结果显示GBS抗衰老主要作用于PI3K-Akt、胰岛素信号通路等。分子对接结果显示GBS中活性成分Rk1、Rb2和Rc与关键靶点均具有较好的结合活性。综上所述,本文充分利用秀丽隐杆线虫模型,在研究中从线虫的不同状态、不同模型中体现GBS的药理活性为后续的研究提供物质基础,同时也为人参非药用部位提供研究思路。