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牛蒡菊糖对衰老相关指标的影响

2020-12-08阅读(928)

牛蒡菊糖对衰老相关指标的影响

论文摘要

衰老是生理功能和代谢失调的全面表现。这是一个不可逆的过程,主要是受内部和外部因素。根据2015年普查结果,预计10年后,大于60岁的人口将达到3亿,进入老龄化国家队伍。多糖因天然、无毒等优点,影响抗氧化酶类活性和有害物质的生成,下调衰老相关基因等来达到延缓衰老目的,是潜在的抗衰老药物。牛蒡菊糖分子量范围在2000-5000Da,是通过β（2→1）糖苷键相连的果聚糖,末端是由葡萄糖α（1→2）糖苷键进行连接的,可以提高免疫力和和抗肿瘤活性。但该糖对延缓衰老是否有作用还不清楚。因此,本课题在细胞和动物水平上建立衰老模型,研究牛蒡菊糖对衰老相关指标的影响;并研究牛蒡菊糖在消化道行为,探讨其对肠道微生物影响。建立紫外线UVB诱导细胞光老化模型,研究BFO对UVB辐照HaCaT细胞的影响。实验结果发现,BFO可以通过以下方式保护HaCaT细胞:提高抗氧化酶的活性,下调促炎因子基因,凋亡基因Bax和MMP-9基因、蛋白的表达,上调抗凋亡基因Bcl-2表达。以上结果说明牛蒡菊糖抵抗外界不良环境,保护HaCaT细胞。建立D-半乳糖诱导的小鼠衰老模型,研究BFO对衰老相关指标的影响。在行为学,与正常组相比,模型组毛色干枯,活动减少,嗜眠,逐渐掉毛,最后脱毛,大便比较稀溏;与模型组相比,经过BFO治疗后发现,精神状态活跃,多动,毛色有亮泽,大便正常呈现黄色颗粒状。此外,衰老小鼠在免疫指数和脑指数显著性增加,肝脑抗氧化酶类提高,丙二醛降低。HE染色发现,经过与模型组相比,治疗BFO后,肝小叶的中央静脉是圆形的,该结构是完整的,排列整齐,肝细胞松动的程度小,并且嗜碱性物质消失;海马区神经元细胞数目清晰可见呈上升状态,排列整齐。在分子机制牛蒡菊糖下调小鼠肝脏和大脑衰老基因p16和p21表达量,达到延缓衰老的效果。通过16SrDNA扩增子测序技术检测BFO对D-gal诱导的衰老小鼠肠道微生物区系变化。结果表明在衰老模型组门水平中肠道微生物多样性下降,Firmicutes丰度增加,Bacteroidetes丰度降低,F/B的比值是增加的;在科水平上,Lachnospiraceae过度增加,Muribaculacea,Lactobacillaceae,Prevotellaceae丰度急剧下降。经过BFO的口服后在门水平,Firmicutes丰度下降,Bacteroidetes丰度增加,Firmicutes/Bacteroidetes的比值降低的,肠道微生物多样性是增加的。在科水平上,富含Lactobacillacea,Muribaculaceae,Rikenellaceae,Prevotellaceae,Akkermansiaceae,Ruminococcaceae;Lachnospiraceae的含量降低。体外人工胃液对BFO作用后,通过检测还原糖含量和该糖液相出峰时间发现牛蒡菊糖在消化前后,还原糖和出峰时间变化范围很小。因此可证明BFO抵抗胃液环境,进入肠道。体外模拟肠道微生物-枯草芽孢杆菌以BFO为唯一碳源,研究代谢物中多糖结构与活性。通过分离,鉴定,生物活性测定发现其BP多糖显著抑制人肺癌A549细胞的增殖和诱导ROS的产生。进一步研究发现,BP可以增强Caspase-9基因和酶的活性,上调Capsase-3mRNA和蛋白的表达,从而促进A549细胞发生凋亡。因此,根据以上结果我们推测牛蒡菊糖进入到肠道,会间接促进肠道微生物细菌合成其他有益的产物来调节机体状况。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 机体衰老的研究
  •   1.2 衰老分类
  •     1.2.1 皮肤老化研究进展及机制
  •     1.2.2 衰老机制研究
  •     1.2.3 衰老模型的建立
  •   1.3 多糖对衰老的影响
  •   1.4 牛蒡概述
  •     1.4.1 牛蒡古典记载及概述
  •     1.4.2 牛蒡的现代科学研究
  • 第二章 牛蒡菊糖对UVB辐射HaCaT氧化损伤中的保护作用
  •   2.1 实验试剂与仪器
  •     2.1.1 材料与试剂
  •     2.1.2 实验仪器
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 牛蒡菊糖的提取与纯化
  •     2.2.2 HaCaT细胞的培养及处理
  •     2.2.3 MTT检测细胞存活率
  •     2.2.4 细胞模型的建立
  •     2.2.5 AO/EB染色
  •     2.2.6 Hoechst 33258染色
  •     2.2.7 流式细胞仪检测细胞凋亡
  •     2.2.8 抗氧化酶的活性的测定
  •     2.2.9 细胞RNA的提取
  •     2.2.10 Western bloting
  •   2.3 数据分析
  •   2.4. 实验结果
  •     2.4.1 牛蒡菊糖分离纯化,理化性质和纯度鉴定
  •     2.4.2 牛蒡菊糖对HaCaT细胞毒性实验
  •     2.4.3 不同剂量的UVB对HaCaT细胞增殖率的影响
  •     2.4.4 BFO对紫外线照射后细胞增殖率的影响
  •     2.4.5 BFO对UVB辐照HaCaT细胞凋亡的影响
  •     2.4.6 BFO对UVB辐照HaCaT细胞抗氧化酶类的影响
  •     2.4.7 BFO对UVB辐照HaCaT细胞促炎因子基因表达的影响
  •     2.4.8 BFO对UVB辐照HaCaT基因Bax、Bcl-2基因表达影响
  •     2.4.9 BFO对UVB辐照HaCaT细胞MMP-9基因和蛋白的影响
  • 第三章 牛蒡菊糖延缓D-半乳糖致衰老小鼠的研究
  •   3.1 实验动物
  •   3.2 材料与试剂
  •   3.3 实验仪器
  •   3.4 实验方法
  •     3.4.1 动物分组及给药方法
  •     3.4.2 BCA法测定蛋白含量
  •     3.4.3 WST-8法测定SOD活力
  •     3.4.4 MDA含量的测定
  •     3.4.5 GSH-Px活力的测定
  •     3.4.6 组织的预处理
  •     3.4.7 小鼠血清中谷丙转氨酶和谷草转氨酶的测定
  •     3.4.8 脑指数,脾脏指数,胸腺指数的测定
  •     3.4.9 小鼠肝脏及海马区组织HE染色病理分析
  •     3.4.10 qPCR分析BFO对小鼠肝脏和脑部组织衰老基因表达的影响
  •     3.4.11 BFO对衰老小鼠肠道微生物的影响
  •   3.5 统计方法
  •   3.6 实验结果
  •     3.6.1 衰老模型的建立
  •     3.6.2 BFO对D-gal致衰小鼠脏器指数的影响
  •     3.6.3 BFO对衰老小鼠血清中谷丙转氨酶,谷草转氨酶的影响
  •     3.6.4 BFO对衰老小鼠肝脏和脑部组织中SOD活力的影响
  •     3.6.5 BFO对衰老小鼠肝脏和脑部组织中GSH-Px活力的影响
  •     3.6.6 BFO对衰老小鼠组织中有害物质MDA生成的影响
  •     3.6.7 BFO对D-gal致衰小鼠肝脏组织病理形态影响
  •     3.6.8 BFO对D-gal致衰小鼠脑组织病理形态影响
  •     3.6.9 BFO对D-gal致衰小鼠肝脏p16和p21基因表达的影响
  •     3.6.10 BFO对D-gal致衰小鼠脑组织p16和p21基因表达的影响
  •     3.6.11 BFO对D-gal致衰小鼠肠道微生物菌群的影响
  • 第四章 一种以牛蒡根菊糖为碳源发酵枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis产生新的多糖
  •   4.1 实验材料与仪器
  •     4.1.1 菌株
  •     4.1.2 实验材料与试剂
  •     4.1.3 实验仪器
  •   4.2 实验方法
  •     4.2.1 人工胃液作用牛蒡菊糖分子量的变化体外研究
  •     4.2.2 枯草芽孢杆菌的培养
  •     4.2.3 以牛蒡根为碳源枯草芽孢杆菌发酵多糖的提取
  •     4.2.4 BP多糖的分离纯化
  •     4.2.5 紫外检测
  •     4.2.6 高效尺寸排阻色谱联合多角度激光光散射分析
  •     4.2.7 单糖组成分析
  •     4.2.8 甲基化分析
  •     4.2.9 核磁共振波谱分析
  •     4.2.10 细胞增殖活性检测
  •     4.2.11 AO/EB染色
  •     4.2.12 活性氧检测
  •     4.2.13 总RNA提取
  •     4.2.14 Western bloting
  •     4.2.15 Caspase-9酶活检测
  •     4.2.16 统计学处理
  •   4.3 实验结果
  •     4.3.1 人工胃液对牛蒡菊糖分子量的变化
  •     4.3.2 多糖的分子量测定
  •     4.3.3 BP多糖的理化性质分析
  •     4.3.4 BP多糖的高效尺寸排阻色谱-多角度激光散射分析
  •     4.3.5 BP多糖的单糖组成分析
  •     4.3.6 BP多糖的红外光谱测定结果
  •     4.3.7 BP多糖的甲基化分析
  •     4.3.8 BP多糖的核磁共振分析结果
  •     4.3.9 BP多糖对A549细胞增殖率的影响
  •     4.3.10 BP多糖诱导A549细胞凋亡
  •     4.3.11 BP多糖诱导A549细胞产生ROS
  •     4.3.12 BP多糖对A549细胞Caspase-3和Caspase-9的影响
  • 第五章 讨论
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 徐磊

    导师: 陈靠山

    关键词: 衰老,牛蒡菊糖,衰老指标,肠道微生物,多糖结构

    来源: 山东大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,医药卫生科技

    专业: 生物学,基础医学

    单位: 山东大学

    分类号: R339.38

    总页数: 95

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