基本信息
- 项目名称：
- 野生仙人掌多糖主要组分成分分析及其免疫调节作用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以野生仙人掌多糖为研究对象，在实验室前期ODPs分离纯化的基础上继续对其主要组分进行成分分析，并将ODPs主要组分ODP-I采用体外法探讨了其促进小鼠脾淋巴细胞和T、B 淋巴细胞的增殖，促进巨噬细胞的吞噬功能、代谢活性及分泌NO的能力等作用，从而证明仙人掌多糖具良好的免疫调节活性。可为研究ODPs的构效关系、降血糖机制及产业化提供参考。
- 详细介绍：
- 以湛江本地野生仙人掌（Opuntia dillenii Haw.）为材料，对其主要有效成分野生仙人掌多糖（ODPs）进行了研究。水提法得到的仙人掌粗多糖，凝胶柱层析分离纯化得到ODPs各组分，用本实验室优化的苯酚-硫酸法测定ODPs纯度；用HPLC-ELSD和硫酸-咔唑法分析ODPs单糖组成；用考马斯亮蓝法和微量凯氏定氮法测定ODPs蛋白质含量和含氮量；用旋光仪测定ODPs的旋光性；检测分离纯化的ODP主要组分ODP-I对体外培养的淋巴细胞增殖作用；测定ODP-I对巨噬细胞的吞噬功能、代谢活性及分泌NO的能力的影响。结果表明：ODPs、ODP-I、ODP-II、ODP-Ia、ODP-Ib、ODP-II′纯度分别为78.69%、92.44%、88.78%、94.60%、87.43%、90.36 %。ODP-Ia由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖4种单糖组成，含15.13 % (w/w)阿拉伯糖醛酸；ODP-Ib由鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖3种单糖组成，并含52.66 % (w/w)阿拉伯糖醛酸；ODP-II′由鼠李糖和葡萄糖2种单糖组成，含26.38 % (w/w)阿拉伯糖醛酸。ODPs各组分几乎不含蛋白质，旋光分析为右旋，其中ODP-I和ODP-Ia两种多糖组分为含氮化合物。ODPs主要组分ODP-I可极显著地促进小鼠脾淋巴细胞自然增殖；促进由有丝分裂原ConA或LPS诱导的T、B 淋巴细胞的增殖，且呈剂量依赖关系；促进巨噬细胞的吞噬功能、代谢活性及分泌NO的能力。因此，ODPs是至少含5种单糖的杂多糖，ODP-I能从多个方面提高机体的免疫力，具有良好的免疫调节活性。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 我国野生仙人掌资源丰富，但未被充分利用。加强野生仙人掌资源的开发和综合利用，将有利于推动当地的经济发展，具有良好的经济效益和社会效益。众多研究表明，免疫调节活性是多糖发挥药理功效的主要原因之一。但较少见野生仙人掌多糖免疫调节作用的研究报道。本研究通过对ODPs主要组分进行成分分析，采用体外法探讨ODP-I对免疫细胞活性的影响，以期为ODPs构效关系、功能性食品的研发及临床应用提供参考。
科学性、先进性及独特之处
- ① 用低压层析系统分离纯化，得ODPs的三种主要组分。② 用HPLC-ELSD及硫酸-咔唑法检测ODPs的组成成分，发现ODPs是至少由5种单糖组成的杂多糖。③ 分离纯化的ODPs纯度高，蛋白质含量低。④ 发现ODP-I和ODP-Ia为含氮化合物。 ⑤ 发现ODP-I具有良好的免疫调节活性。该研究可为ODPs构效关系和降血糖机理提供参考。
应用价值和现实意义
- 我国野生仙人掌资源丰富，开发利用野生仙人掌有广阔的发展空间。ODPs是其发挥多种药理功效的主要原因之一。本研究在前期工作基础上对ODPs主要组分进行成分分析，研究了ODP-I对免疫细胞活性的影响，这对研究ODPs的构效关系、阐明其降血糖机制、研发ODPs功能性食品或药品有重要参考价值。
学术论文摘要
- 以湛江本地野生仙人掌为材料，对其主要有效成分野生仙人掌多糖（ODPs）进行了研究。水提法得到ODPs，凝胶柱层析分离纯化，优化的苯酚-硫酸法测纯度；用HPLC-ELSD和硫酸-咔唑法分析单糖组成；用考马斯亮蓝法和微量凯氏定氮法测蛋白质含量和含氮量；用旋光仪测定旋光性；检测主要组分ODP-I对体外培养的淋巴细胞增殖作用，对巨噬细胞的吞噬功能、代谢活性及分泌NO的能力的影响。结果表明：ODPs经分离纯化，得到三种主要组分，各组分的纯度平均达90%以上。ODP-Ia由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖醛酸（含15.13 %，w/w）组成；ODP-Ib由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和阿拉伯糖醛酸(含52.66 %，w/w)组成；ODP-II′由鼠李糖、葡萄糖和阿拉伯糖醛酸(含26.38 %，w/w)组成。ODPs各组分几乎不含蛋白质，均为右旋，其中ODP-I和ODP-Ia为含氮化合物。主要组分ODP-I可极显著地促进小鼠脾淋巴细胞自然增殖；促进由有丝分裂原ConA或LPS诱导的T、B 淋巴细胞的增殖，且呈剂量依赖关系；促进巨噬细胞的吞噬功能、代谢活性及分泌NO的能力。
获奖情况
- 获奖情况： 第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛 三等奖 发表情况： 作品部分内容投稿Phytomedicine, 2011,已接收；剩余内容将整理发表核心期刊。
鉴定结果
- 无
参考文献
- 现有技术： ① ODPs分离纯化方法：凝胶柱层析；② ODPs单糖组成分析：高效液相色谱法(ELSD检测)，硫酸-咔唑法；③ ODPs纯度的测定：优化的苯酚-硫酸法；④ ODPs蛋白质含量测定及含氮量测定：考马斯亮蓝法和微量凯氏定氮法；⑤ ODPs免疫活性的测定：试剂盒及MTT法等。 技术文献： ①陶美华等. 仙人掌多糖的分离、纯化及性质研究[J]. 中草药，2006，37(11)：1641-1645. ②赵龙岩等. 仙人掌多糖的双酶法提取及含量测定方法优化[J]. 中国医药工业杂志, 2011, 42(2): 96-100.
同类课题研究水平概述
- 仙人掌喜干热和光照，原产于南北美洲热带、亚热带干旱地区，现世界温带地区均有分布。我国野生仙人掌资源丰富，主要分布在南方大部分省市。中医认为，仙人掌性寒味苦，具有解毒镇痛、消肿排脓、行气活血之功效。大量临床研究表明OP具有抗肿瘤、降血糖、抗氧化等作用，极具开发前景。 1、免疫功效：Schepetkin等发现仙人掌多糖（Opuntia polysaccharide，OP）可激活各种细胞因子，对人和小鼠巨噬细胞发挥作用，能显著提高活性氧种类（ROS），高分子量多糖免疫活性更强，且不具有细胞毒性。季宇彬等研究了食用仙人掌O. milpa和药用仙人掌O. delillenii Haw.中的多糖对S180小鼠红细胞膜蛋白和膜脂流动性红细胞免疫功能的影响。结果显示2种OP均可改善荷瘤小鼠红细胞膜功能，增强了荷瘤小鼠的免疫功能。陶美华等发现野生仙人掌粗多糖可增强糖尿病小鼠免疫力，改善糖尿病小鼠的症状，提高存活率。其提高免疫力的效果优于阳性药左旋咪唑。 2、降血糖、血脂功效：Alarcon-Aguilar等研究了两种仙人掌O. ficus-indica and O. streptacantha中的OP（POLOF和POLOS)降血糖活性。结果表明两种多糖对建立的两种高血糖大鼠模型均呈现出降血糖效应。OP的降血糖效果已由Yang等人证实，其功效能够与市售药格列喹酮、二甲基双胍相媲美。黄卫等研究了ODPs对高脂血症大鼠血脂的影响。结果表明，ODPs具有显著的降血脂作用，其机制不仅与抗氧化有关还与提高脂代谢相关酶活性有关。 3、OP的纯化：粗OP的除杂主要是除去粗多糖中的蛋白质，小分子物质及色素等，兰琦杰等用-20 ℃～室温反复冻融的方法除蛋白，虽然条件温和，效果较好，降低了成本，但要反复多次，耗时，效率低。孙晓雪等比较了胰蛋白酶法和Sevag法, Sevag法除蛋白效率低，消耗的有机溶剂较多，而且样品损失严重，胰蛋白酶虽然价格较贵，但其脱蛋白效率高、条件温和，值得推广。OP结构分析要求高纯度的多糖组分，纯化方法有分级醇沉、柱层析等。Zhao等将这几种方法很好地进行了结合，得到了多糖的单一组分。本实验室采用柱层析纯化ODPs得到3种单一组分。陶美华等曾对ODPs组成进行研究，但其采用高效液相色谱法，用示差折光率检测器检测，灵敏度差，仅检测到鼠李糖、半乳糖和葡萄糖三种单糖。
