香椿子對果蠅的壽命及其抗氧化相關指標的影響作用

王 娟，任莉萍，屈長青，2，孫予文，姬云濤*，魯安娜

1 阜陽師范學院生物與食品工程學院;2 抗衰老中草藥安徽省工程技術研究中心，阜陽 236037

香椿Toona sinensis(A.Juss.)Roem.又名紅椿、椿樹，為楝科香椿屬多年生落葉喬木［1］，是我國特有樹種，由于其具有材、菜、藥等作用，因此在我國大面積栽培。據《本草綱目》記載，香椿的芽、葉、根、皮和果實均可入藥。許多研究表明，香椿含有豐富的黃酮、多酚、生物堿、氨基酸等多種生物活性成分［2-4］，具有顯著的降血糖、抗氧化、消炎、抑菌、抗癌等藥用作用［5-7］。

香椿子又可稱為椿花、香椿鈴，是香椿的果實。研究表明，香椿子含有多酚、揮發油、生物堿等多種活性成分，具有較強的抗氧化［8］、降血糖［9］等作用。近年來，對香椿的理化性質、藥理作用的研究多集中在香椿葉［10，11］，而關于其副產物如種子、老葉等的研究較少，特別是以與人類有相同的壽命基因［12］和超過60%疾病基因有直系同源物的果蠅為模式生物的報道更是少之又少。因此，本實驗通過在果蠅培養基中添加香椿子粉末制作成含不同濃度香椿子的培養基，研究其對黑腹果蠅的壽命及其抗氧化相關指標的影響作用，以期為香椿子的合理開發應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

香椿子，購于安徽亳州藥材市場，經阜陽師范學院生物與食品工程學院姜雙林教授鑒定為楝科植物香椿的干燥果實;野生型黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)，由阜陽師范學院生物與食品工程學院遺傳學實驗室提供。

1.2 儀器與試劑

儀器:GHP-300 型智能光照培養箱;LDZX-50FBS 型高壓蒸汽滅菌器;TGL-20M 高速冷凍離心機;UV762 紫外可見分光光度計(上海佑科儀器有限公司);普力菲爾超純水機(上海高詩特儀器公司)。

試劑:蔗糖，瓊脂，酵母粉，考馬斯亮藍G-250，丙酸，乙醚，SOD 試劑盒、CAT 試劑盒以及MDA 試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.3 果蠅培養基的配制

該研究采用玉米粉基礎培養基和香椿子培養基。基礎培養基配方為:玉米粉83 g，蔗糖62 g，酵母粉7 g，瓊脂6.2 g，蒸餾水760 mL，丙酸5 mL;香椿子培養基在基礎培養基中加入香椿子粉末，使其終濃度分別為1、5、10 g/L。

1.4 果蠅生存實驗

乙醚麻醉收集8 h 內羽化未交配的果蠅成蟲，鑒別雌雄后隨機分組培養，每組果蠅雌雄各90 只，對照組果蠅飼喂基礎培養基，處理組果蠅飼喂含香椿子濃度分別為1、5、10 g/L 的培養基，每組設三個重復，置于25±1 ℃、相對濕度為60%～75%培養箱中培養，每5 d 更換一次培養基。實驗開始后，每天定時觀察記錄各組果蠅死亡數目，直至全部死亡。分別統計各組雌、雄果蠅的平均壽命(每組雌、雄果蠅存活天數的算術平均數為平均壽命)、最高壽命(每組最后10 只死亡果蠅存活天數的算術平均數為最高壽命)和半數死亡時間(每組半數果蠅死亡天數為半數死亡時間)［13］。實驗過程中因轉管培養時飛走或過度麻醉、培養基粘住等偶然因素死亡的果蠅數目不計。

1.5 果蠅SOD、CAT 活性以及MDA 和蛋白含量的測定

參照展俊娟等人［14］的方法并稍作修改:挑取剛羽化的果蠅成蟲，雌雄分別在基本培養基中培養10 d，饑餓4 h 后，隨機分為對照組和三個處理組，每組雌雄各120 只。飼喂培養基和培養條件同壽命實驗。在飼喂30 d 后，每組以20 只果蠅為一個樣本，隨機分為3 個樣本，稱其重量，冰浴制成組織勻漿，離心，取上清液。按照試劑盒說明分別檢測各組果蠅組織的總SOD(羥胺比色法)、CAT(紫外分光光度法)活性和MDA(硫代巴比妥酸法)、蛋白(考馬斯亮藍G-250 法)含量，結果取其平均值。

1.6 統計方法

實驗所獲數據采用SPSS13.0 統計軟件進行方差分析，采用LSD 法檢驗差異顯著性，結果采用平均值±標準差表示。

2 實驗結果

2.1 香椿子對果蠅壽命的影響

由表1 可知，與對照組相比，香椿子濃度為1、5、10 g/L 的果蠅的平均壽命、最高壽命和半數死亡期均有延長，且隨著香椿子濃度的升高而延長，即存在濃度依賴關系;在濃度為10 g/L 時，雌雄果蠅的平均壽命、最高壽命和半數死亡期均存在顯著差異(P＜0.05)或極顯著差異(P＜0.01);通過雌雄組的對比還可以發現，雌果蠅的平均壽命、最高壽命以及半數死亡期均比雄果蠅增長快，說明香椿子對雌果蠅壽命影響高于雄果蠅。

2.2 香椿子對果蠅SOD、CAT 酶活力的影響

如表2 所示，雌雄果蠅組織總SOD、CAT 酶活力隨著香椿子濃度的升高而不斷增強。通過與對照組比較發現，香椿子濃度為1 g/L 時，雌果蠅組織總SOD 酶活力差異顯著(P＜0.05)，雄果蠅差異不顯著(P＞0.05)，當濃度為5 g/L 和10 g/L 時雌雄果蠅的SOD 活性均表現為顯著差異(P＜0.01 或P＜0.05)。研究還發現，隨著香椿子濃度的升高，雌蠅體內SOD 活性比雄蠅增長快。

當香椿子濃度為1 g/L 時，雌果蠅體內CAT 酶活力與對照組相比差異顯著(P＜0.05)，雄果蠅差異不顯著(P＞0.05);當濃度為5 g/L 和10 g/L 時，雌雄果蠅體內CAT 酶活力的增加均具有極顯著差異(P＜0.01)。

表1 不同濃度香椿子對果蠅壽命的影響(n=30，±s)Table 1 Effects of different concentrations of T.sinensis seed on life-span of D.melanogaster(n=30，±s)

表1 不同濃度香椿子對果蠅壽命的影響(n=30，±s)Table 1 Effects of different concentrations of T.sinensis seed on life-span of D.melanogaster(n=30，±s)

注:與空白對照組相比* P＜0.05;＊＊ P＜0.01，下同。Note:* P＜0.05;＊＊ P＜0.01 vs normal control group，same as below.

表2 不同濃度的香椿子對果蠅SOD、CAT 活性的影響(n=20，±s)Table 2 Effect of different concentrations of T.sinensis seed on the activity of SOD and CAT of D.melanogaster(n=20，±s)

表2 不同濃度的香椿子對果蠅SOD、CAT 活性的影響(n=20，±s)Table 2 Effect of different concentrations of T.sinensis seed on the activity of SOD and CAT of D.melanogaster(n=20，±s)

2.3 香椿子對果蠅MDA 含量的影響

香椿子各濃度組雌雄果蠅體內MDA 含量均呈下降趨勢。通過比較發現，當香椿子濃度為1 g/L時，雌雄果蠅MDA 含量與對照組相比差異不顯著(P＞0.05)，而當濃度為5 g/L 與10 g/L 時，可顯著降低雌雄果蠅體內MDA 的含量(P＜0.05 或P＜0.01)，且對雌蠅的影響較為明顯，見圖1。

2.4 香椿子對果蠅蛋白含量的影響

圖1 不同濃度香椿子對果蠅MDA 含量的影響Fig.1 Effect of different concentrations of T.sinensis seed on MDA content in D.melanogaster

圖2 不同濃度香椿子對果蠅蛋白含量的影響Fig.2 Effect of different concentrations of T.sinensis seed on protein concent in D.melanogaster

蛋白質是動物細胞、組織的重要成分，其含量的變化直接影響動物的各種生理機能和生長發育情況。如圖2 所示，不同香椿子濃度組雌雄果蠅組織的總蛋白含量較對照組均有增加，且雌蠅增加量高于雄蠅。濃度為5 g/L 與10 g/L 的香椿子組的雌雄果蠅組織總蛋白含量與對照相比，差異均顯著(P＜0.05 或P＜0.01)，而當濃度較低為1 g/L 時，雌雄果蠅蛋白含量與對照相比差異均不顯著(P＞0.05)。

3 討論

本文研究了香椿子對黑腹果蠅的壽命、抗氧化相關指標的影響作用。結果表明，雌雄果蠅的平均壽命、最高壽命以及半數死亡期在一定濃度范圍內與香椿子存在劑量依賴關系，當濃度為10 g/L 時，雌雄果蠅的平均壽命、最高壽命和半數死亡期均達到顯著差異(P＜0.05)或極顯著差異(P＜0.01)，且在同劑量條件下雌蠅的延長率高于雄蠅;研究還發現，隨著培養基中香椿子濃度增加，果蠅組織總SOD、CAT 酶活力不斷增強，MDA 含量下降，蛋白含量增加，且對雌蠅的影響優于雄蠅，說明香椿子對果蠅的影響存在性別差異。

果蠅由于具有與人類相似的生長、發育、衰老階段，因此常用于延緩衰老實驗［15］中，其生存實驗也已普遍作為檢測延緩衰老作用的實驗手段之一［16］。本文關于香椿子對果蠅壽命的影響結果與王菊鳳等人［17］關于蛹蟲草多糖對果蠅壽命的研究以及楊冬梅等人［18］關于爬沙蟲提取液對果蠅壽命的研究結果相一致，而與蘭瑛等人［19］關于尖頂羊肚菌胞外多糖提取物對果蠅壽命的研究相反，究其原因可能與雌雄果蠅的陰陽體質、生理反應以及生化代謝方面存在差異有關。生物體的衰老是一個多因素作用的復雜過程，而自由基增多促進衰老學說更是得到普遍認可。超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內具有專一清除自由基能力的重要抗氧化酶之一，可以解除自由基對生物體及其某些組成成分的破壞，阻止脂質過氧化連鎖反應，減少體內脂質過氧化物的生成。丙二醛(MDA)是脂質過氧化的終產物，其含量高低可間接反映脂質過氧化程度，其與蛋白質、核酸等生物大分子交聯聚合，破壞細胞膜結構及其功能，引發細胞進行性退行性病變，進而導致機體的衰老［20］。本研究顯示，香椿子可以提高果蠅組織的抗氧化能力，這可能是由于香椿子的有效成分對雌雄果蠅體內抗氧化酶“靶”作用種類和數量的不同，亦或者是生物體存在選擇性，具體機制還有待進一步的研究和論證。

綜上所述，合適劑量的香椿子能明顯延長雌雄果蠅的平均壽命、最高壽命和半數死亡時間，提高雌雄果蠅體內抗氧化能力，增強蛋白質合成能力，因此香椿子具有很好的抗衰老作用。但是，香椿子對果蠅的抗衰作用存在性別差異，因此在以后的開發研究中還需考慮性別差異以及劑量濃度。

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