蔣全興,張 果,韋皓琪,張思睿,龔昱丹,余函芮,殷中瓊,2,鄒元鋒,2*
(1.四川農業(yè)大學動物醫(yī)學院天然藥物研究中心,四川 成都 611130;2.四川省動物疾病與人類健康重點實驗室,四川 成都 611130)
“生脈飲”收錄于《中國藥典》,是由人參、麥冬及五味子組成的傳統(tǒng)中藥復方,有益氣復脈、養(yǎng)陰生津的功效。生產(chǎn)實踐中,人參的主根和麥冬的塊根被采收,留下的須根并未得到有效合理地利用而遭到浪費。筆者課題組研究發(fā)現(xiàn)須根和主根塊根間的大類成分相似,因此本試驗選用了人參和麥冬的非藥用部位——須根作為原料,提取其中的多糖,制備顆粒并添加至免疫低下小鼠的飼料中,研究參麥須根多糖的免疫活性。
1.1 試驗藥材 人參須根購買于成都荷花池中藥材市場,麥冬須根采自四川三臺縣。將人參須根和麥冬須根用蒸餾水洗凈、烘干,再用藥材粉碎機粉碎,過60目篩備用。
1.2 主要試劑和儀器 乙醇、苯酚(5%)、濃硫酸(98%)、淀粉、糊精、無水葡萄糖,藥材粉碎機、恒溫電熱套、旋轉蒸發(fā)儀器、iMark酶標儀。
1.3 藥材除雜 參麥須根的除雜:取100 g 人參須根和麥冬須根粉末置于圓底燒瓶中,圓底燒瓶放置于水浴鍋中,通入冷凝水以達到冷凝回流的效果,加入15 倍的無水乙醇溶液,在水浴鍋中加熱1 h為一次除雜,共除雜5次。
1.4 參麥須根多糖提取工藝的優(yōu)化
1.4.1 單因素試驗 采用水提法優(yōu)化提取工藝,首先進行單因素試驗的篩選,考察因素有料液比、提取溫度和提取時間。每個因素設置5 個水平,料液比設1∶15、1∶25、1∶35、1∶45、1∶55 g/mL,提取時間設0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h,提取溫度設80、85、90、95、100℃,每個水平設3個重復。按照上述水提條件獲取水提液,并離心5min(3500r/min),小心吸取上清液200 μL轉移至潔凈玻璃試管中,采用苯酚-硫酸法測定上清液中的總多糖含量,計算得率。
1.4.2 正交試驗 通過單因素試驗篩選后最終確定每個水平的最優(yōu)條件,在最優(yōu)條件附近取兩個參數(shù)進行正交試驗。用SPSS 25.0 設計正交試驗表,按照表中的條件組合進行驗證,進而確定參麥須根多糖的最優(yōu)水提工藝。
1.4.3 總多糖含量的測定 精密吸取樣品溶液50 μL 置于容量瓶中,定容至1 mL,再精密量取200 μL于試管中,加入5%苯酚溶液200 μL,迅速加入1 mL 98% H2SO4,搖勻后靜置30 min,吸取200 μL于96孔板中,以蒸餾水作空白對照。在多糖的最大吸收峰490 nm處用酶標儀檢測,按葡萄糖標準曲線計算多糖含量(葡萄糖標準曲線如圖1 所示),每個樣品檢測3 次,計算提取率。計算公式如下:
圖1 葡萄糖標準曲線
1.4.4 參麥須根多糖顆粒的制備 將按最佳工藝得到的參麥須根提取液減壓濃縮至1 g/mL,加入4 倍無水乙醇靜置12 h,然后將下沉沉淀轉移至離心機中離心10 min(3 500 r/min),取沉淀物與淀粉-糊精的混合物按1∶1.5 的比例混合均勻至“握之成團、觸之即散”的狀態(tài),其中淀粉、糊精混合物的比例為2∶1,過篩后放置烘箱中烘干得到。
1.5 參麥須根多糖顆粒對小鼠免疫功能的調節(jié)作用
1.5.1 試驗設計 將60 kg基礎日糧磨制成粉,均分三份,在飼料中以0.25%、0.5%、1%的劑量加入多糖顆粒,拌勻。再用飼料顆粒機制成顆粒飼料,常溫保存。
試驗一共選取50 只昆明小鼠,分為5 組,分別為空白對照組、模型組、低劑量組(0.25%)、中劑量組(0.5%)和高劑量組(1%)??瞻捉M小鼠腹腔注射生理鹽水,其余組別的小鼠以每天60 mg/kg 的劑量腹腔注射環(huán)磷酰胺(CY),連續(xù)3 d,至小鼠出現(xiàn)精神萎靡和被毛逆立為造模成功。模型建立后,飼喂上述添加了參麥須根多糖的飼料10 d,每天關注小鼠的采食、體重等基礎指標。
1.5.2 對臟器指數(shù)的影響 試驗結束當天,采集小鼠眼球血1.5 mL 于EP 管中,然后脫頸處死小鼠,小心摘除脾臟和胸腺,用濾紙吸干表面的血液,然后用電子天平(感量0.1 mg)稱重。
1.5.3 對血清中抗體及細胞因子分泌的影響 眼球血采集后先靜置30~60 min,使大部分纖維蛋白沉淀,然后以4 000 r/min 于4 ℃條件下離心15 min,小心吸取上清,分裝,-20 ℃冰箱保存。采用小鼠專用的酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒檢測小鼠血清中分泌抗體IgG 及細胞因子IL-2、IL-10、IFN-γ的含量。
1.6 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0統(tǒng)計軟件進行單因數(shù)方差分析(ANOVA),采用LSD法進行組間多重比較。當P<0.05時,表示差異顯著;P<0.01時,表示差異極顯著。
2.1 參麥須根多糖的提取工藝
2.1.1 單因素試驗結果 由圖2 可知,多糖提取率隨溫度增加而增加,當達到100 ℃時多糖提取率最高,達到19.89%。因此,選擇提取溫度100 ℃為中心值,并選取90 ℃和95 ℃2個水平再進行后續(xù)的正交試驗。
圖2 提取溫度對多糖得率的影響
由圖3 可知,多糖提取率隨著提取時間的增加而增加,在2.0h時提取率最高(24.44%),在2.5h后提取率下降。因此,將2.0 h 設定為中間值,在兩邊取1.5 h 和2.5 h 兩個水平再進行后續(xù)的正交試驗。
圖3 提取時間對多糖得率的影響
由圖4可知,提取料液比在1∶25g/mL時提取率達到最高(25.14%),隨著料液比的增加,其提取率有降低的趨勢。因此,將料液比1∶25 g/mL 設為中心值,在兩邊取1∶20 和1∶35 g/mL 兩個水平再進行后續(xù)的正交試驗。
圖4 提取料液比對多糖得率的影響
2.1.2 正交試驗結果 利用SPSS 25.0 軟件設計出9 組組合進行正交試驗(見表1),通過軟件分析可知,對多糖提取含量的影響因素中,提取溫度>提取時間>料液比,其中提取溫度和提取時間都對多糖得率有顯著性影響。通過單因素試驗和正交試驗最終分析出最優(yōu)提取工藝如下:提取溫度100℃,提取時間為2.5h,料液比為1∶35g/mL。
表1 正交試驗表
按照正交分析得出最優(yōu)組合的條件進行驗證試驗,測得多糖提取率為(29.62±0.95)%,大于正交試驗中最大組合的多糖含量,符合試驗預期。
2.2 參麥須根多糖顆粒對免疫低下小鼠的臟器指數(shù)的影響 由表2 可知,當對環(huán)磷酰胺造成的免疫低下小鼠使用參麥須根多糖顆粒后,所有組別的脾臟指數(shù)都顯著高于模型組(P<0.05),且低、中、高劑量組呈現(xiàn)明顯的劑量依賴性。對胸腺指數(shù)而言,各個組別間無顯著差異(P>0.05),但是各劑量組之間也呈現(xiàn)出劑量依賴性。
表2 各組的臟器指數(shù)比較
2.3 參麥須根多糖顆粒對血清免疫因子含量的影響 為了進一步說明參麥須根多糖顆粒的免疫調節(jié)作用,本研究通過ELISA 試劑盒測定了小鼠血清中免疫球蛋白細胞因子的分泌變化。結果顯示:添加參麥須根多糖顆粒后,除低劑量組外,其余組別小鼠血清中的免疫球蛋白IgG和IL-2含量與模型組之間都有顯著性差異(P<0.05),且趨勢相同,其中中劑量組顯著低于空白組(P<0.05),又顯著高于模型組(P<0.05),高劑量組極顯著的高于模型組(P<0.01);對細胞因子IL-10含量的影響則是,高劑量組和空白組血清中的IL-10 含量顯著高于模型組(P<0.05),其余組別無顯著性差異;空白組血清中的IFN-γ含量顯著高于模型組。
3.1 提取因素對多糖提取率的影響 人參和麥冬均為我國傳統(tǒng)的中藥材,多糖是其中發(fā)揮效果的最主要活性物質之一,是研究的重點。然而,本試驗提取的是人參須根和麥冬須根中的多糖,目前鮮有研究報道。張國榮等[1]以料液比、提取溫度、提取時間、提取次數(shù)4個因素考察了紅參多糖的最佳提取工藝。結果如下:料液比1∶8,溫度為100 ℃,次數(shù)為3 次,時間為3 h;對提取率的影響依次為提取溫度>提取時間>料液比。李晶等[2]研究表明,麥冬多糖最優(yōu)水提工藝中對提取率的影響因素依次為提取時間>提取溫度>料液比。本研究中對參麥須根多糖提取率的影響因素依次為提取溫度>提取時間>料液比,這與本課題組之前的研究結論一致[3],原因是參麥須根和主根的大類成分相似,因此對提取率的影響因素也相同。
3.2 參麥須根多糖對小鼠免疫功能的調節(jié) 多糖作為主要的活性大分子,是有提高免疫力、提高抗氧化能力、抗炎抗腫瘤等多種藥理活性,多糖對免疫系統(tǒng)的調節(jié)作用,主要表現(xiàn)為免疫增強或免疫刺激[4]。本試驗發(fā)現(xiàn),添加參麥須根多糖顆粒后可以改善環(huán)磷酰胺對小鼠引起的免疫抑制,從而提高免疫器官的重量,這與伍芳芳[5]的研究結果一致。此外,本試驗分別檢測了環(huán)磷酰胺造模引起的免疫低下小鼠血清中的IgG、IL-2、IL-10、IFN-γ含量,作為評價機體免疫水平的指標,以綜合判斷小鼠的免疫性能。IgG 作為機體中免疫球蛋白的主成分,其含量的多少與機體免疫力的高低直接相關,本試驗中采食了參麥須根多糖日糧的小鼠體內的IgG含量顯著提高。IL-2能刺激T 細胞進入細胞分裂周期,增強T 細胞的殺傷活性,本試驗中中、高劑量組的參麥須根多糖均能提高血清中IL-2的含量,這與之前的研究結果一致[6]。IL-10 是機體內重要的抗炎因子之一,它的表達水平與炎癥反應呈負相關,在維持正常免疫調節(jié)中作用顯著,本研究發(fā)現(xiàn)高劑量的多糖增加了血清中IL-10 的含量,與林?。?]的研究結果一致。IFN-γ也能激活免疫細胞,控制細胞增殖,從而調節(jié)機體免疫功能,本研究結果表明添加參麥須根多糖能顯著增加IFN-γ的含量。
本研究表明,參麥須根多糖的最優(yōu)提取工藝為:提取溫度100 ℃,提取時間2.5 h,料液比1∶35 g/mL,其多糖提取率為(29.62±0.95)%。將參麥須根多糖飼喂免疫低下小鼠后,與模型組相比能顯著增加脾臟指數(shù),同時能顯著增加血清中的IgG和IL-2含量,對IL-10和IFN-γ的含量也有一定提升作用;且以添加量為1%時效果最佳,幾乎能完全消除來自環(huán)磷酰胺造成的免疫抑制。因此,把參麥須根多糖顆粒作為一種潛在的免疫調節(jié)藥物添加至飼料中,將會有廣闊的應用前景。