香椿子对果蝇的寿命及其抗氧化相关指标的影响作用

王 娟，任莉萍，屈长青，2，孙予文，姬云涛*，鲁安娜

1 阜阳师范学院生物与食品工程学院;2 抗衰老中草药安徽省工程技术研究中心，阜阳 236037

香椿Toona sinensis(A.Juss.)Roem.又名红椿、椿树，为楝科香椿属多年生落叶乔木［1］，是我国特有树种，由于其具有材、菜、药等作用，因此在我国大面积栽培。据《本草纲目》记载，香椿的芽、叶、根、皮和果实均可入药。许多研究表明，香椿含有丰富的黄酮、多酚、生物碱、氨基酸等多种生物活性成分［2-4］，具有显著的降血糖、抗氧化、消炎、抑菌、抗癌等药用作用［5-7］。

香椿子又可称为椿花、香椿铃，是香椿的果实。研究表明，香椿子含有多酚、挥发油、生物碱等多种活性成分，具有较强的抗氧化［8］、降血糖［9］等作用。近年来，对香椿的理化性质、药理作用的研究多集中在香椿叶［10，11］，而关于其副产物如种子、老叶等的研究较少，特别是以与人类有相同的寿命基因［12］和超过60%疾病基因有直系同源物的果蝇为模式生物的报道更是少之又少。因此，本实验通过在果蝇培养基中添加香椿子粉末制作成含不同浓度香椿子的培养基，研究其对黑腹果蝇的寿命及其抗氧化相关指标的影响作用，以期为香椿子的合理开发应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

香椿子，购于安徽亳州药材市场，经阜阳师范学院生物与食品工程学院姜双林教授鉴定为楝科植物香椿的干燥果实;野生型黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)，由阜阳师范学院生物与食品工程学院遗传学实验室提供。

1.2 仪器与试剂

仪器:GHP-300 型智能光照培养箱;LDZX-50FBS 型高压蒸汽灭菌器;TGL-20M 高速冷冻离心机;UV762 紫外可见分光光度计(上海佑科仪器有限公司);普力菲尔超纯水机(上海高诗特仪器公司)。

试剂:蔗糖，琼脂，酵母粉，考马斯亮蓝G-250，丙酸，乙醚，SOD 试剂盒、CAT 试剂盒以及MDA 试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.3 果蝇培养基的配制

该研究采用玉米粉基础培养基和香椿子培养基。基础培养基配方为:玉米粉83 g，蔗糖62 g，酵母粉7 g，琼脂6.2 g，蒸馏水760 mL，丙酸5 mL;香椿子培养基在基础培养基中加入香椿子粉末，使其终浓度分别为1、5、10 g/L。

1.4 果蝇生存实验

乙醚麻醉收集8 h 内羽化未交配的果蝇成虫，鉴别雌雄后随机分组培养，每组果蝇雌雄各90 只，对照组果蝇饲喂基础培养基，处理组果蝇饲喂含香椿子浓度分别为1、5、10 g/L 的培养基，每组设三个重复，置于25±1 ℃、相对湿度为60%～75%培养箱中培养，每5 d 更换一次培养基。实验开始后，每天定时观察记录各组果蝇死亡数目，直至全部死亡。分别统计各组雌、雄果蝇的平均寿命(每组雌、雄果蝇存活天数的算术平均数为平均寿命)、最高寿命(每组最后10 只死亡果蝇存活天数的算术平均数为最高寿命)和半数死亡时间(每组半数果蝇死亡天数为半数死亡时间)［13］。实验过程中因转管培养时飞走或过度麻醉、培养基粘住等偶然因素死亡的果蝇数目不计。

1.5 果蝇SOD、CAT 活性以及MDA 和蛋白含量的测定

参照展俊娟等人［14］的方法并稍作修改:挑取刚羽化的果蝇成虫，雌雄分别在基本培养基中培养10 d，饥饿4 h 后，随机分为对照组和三个处理组，每组雌雄各120 只。饲喂培养基和培养条件同寿命实验。在饲喂30 d 后，每组以20 只果蝇为一个样本，随机分为3 个样本，称其重量，冰浴制成组织匀浆，离心，取上清液。按照试剂盒说明分别检测各组果蝇组织的总SOD(羟胺比色法)、CAT(紫外分光光度法)活性和MDA(硫代巴比妥酸法)、蛋白(考马斯亮蓝G-250 法)含量，结果取其平均值。

1.6 统计方法

实验所获数据采用SPSS13.0 统计软件进行方差分析，采用LSD 法检验差异显著性，结果采用平均值±标准差表示。

2 实验结果

2.1 香椿子对果蝇寿命的影响

由表1 可知，与对照组相比，香椿子浓度为1、5、10 g/L 的果蝇的平均寿命、最高寿命和半数死亡期均有延长，且随着香椿子浓度的升高而延长，即存在浓度依赖关系;在浓度为10 g/L 时，雌雄果蝇的平均寿命、最高寿命和半数死亡期均存在显著差异(P＜0.05)或极显著差异(P＜0.01);通过雌雄组的对比还可以发现，雌果蝇的平均寿命、最高寿命以及半数死亡期均比雄果蝇增长快，说明香椿子对雌果蝇寿命影响高于雄果蝇。

2.2 香椿子对果蝇SOD、CAT 酶活力的影响

如表2 所示，雌雄果蝇组织总SOD、CAT 酶活力随着香椿子浓度的升高而不断增强。通过与对照组比较发现，香椿子浓度为1 g/L 时，雌果蝇组织总SOD 酶活力差异显著(P＜0.05)，雄果蝇差异不显著(P＞0.05)，当浓度为5 g/L 和10 g/L 时雌雄果蝇的SOD 活性均表现为显著差异(P＜0.01 或P＜0.05)。研究还发现，随着香椿子浓度的升高，雌蝇体内SOD 活性比雄蝇增长快。

当香椿子浓度为1 g/L 时，雌果蝇体内CAT 酶活力与对照组相比差异显著(P＜0.05)，雄果蝇差异不显著(P＞0.05);当浓度为5 g/L 和10 g/L 时，雌雄果蝇体内CAT 酶活力的增加均具有极显著差异(P＜0.01)。

表1 不同浓度香椿子对果蝇寿命的影响(n=30，±s)Table 1 Effects of different concentrations of T.sinensis seed on life-span of D.melanogaster(n=30，±s)

表1 不同浓度香椿子对果蝇寿命的影响(n=30，±s)Table 1 Effects of different concentrations of T.sinensis seed on life-span of D.melanogaster(n=30，±s)

注:与空白对照组相比* P＜0.05;＊＊ P＜0.01，下同。Note:* P＜0.05;＊＊ P＜0.01 vs normal control group，same as below.

表2 不同浓度的香椿子对果蝇SOD、CAT 活性的影响(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 不同浓度的香椿子对果蝇SOD、CAT 活性的影响(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 香椿子对果蝇MDA 含量的影响

香椿子各浓度组雌雄果蝇体内MDA 含量均呈下降趋势。通过比较发现，当香椿子浓度为1 g/L时，雌雄果蝇MDA 含量与对照组相比差异不显著(P＞0.05)，而当浓度为5 g/L 与10 g/L 时，可显著降低雌雄果蝇体内MDA 的含量(P＜0.05 或P＜0.01)，且对雌蝇的影响较为明显，见图1。

2.4 香椿子对果蝇蛋白含量的影响

图1 不同浓度香椿子对果蝇MDA 含量的影响Fig.1 Effect of different concentrations of T.sinensis seed on MDA content in D.melanogaster

图2 不同浓度香椿子对果蝇蛋白含量的影响Fig.2 Effect of different concentrations of T.sinensis seed on protein concent in D.melanogaster

蛋白质是动物细胞、组织的重要成分，其含量的变化直接影响动物的各种生理机能和生长发育情况。如图2 所示，不同香椿子浓度组雌雄果蝇组织的总蛋白含量较对照组均有增加，且雌蝇增加量高于雄蝇。浓度为5 g/L 与10 g/L 的香椿子组的雌雄果蝇组织总蛋白含量与对照相比，差异均显著(P＜0.05 或P＜0.01)，而当浓度较低为1 g/L 时，雌雄果蝇蛋白含量与对照相比差异均不显著(P＞0.05)。

3 讨论

本文研究了香椿子对黑腹果蝇的寿命、抗氧化相关指标的影响作用。结果表明，雌雄果蝇的平均寿命、最高寿命以及半数死亡期在一定浓度范围内与香椿子存在剂量依赖关系，当浓度为10 g/L 时，雌雄果蝇的平均寿命、最高寿命和半数死亡期均达到显著差异(P＜0.05)或极显著差异(P＜0.01)，且在同剂量条件下雌蝇的延长率高于雄蝇;研究还发现，随着培养基中香椿子浓度增加，果蝇组织总SOD、CAT 酶活力不断增强，MDA 含量下降，蛋白含量增加，且对雌蝇的影响优于雄蝇，说明香椿子对果蝇的影响存在性别差异。

果蝇由于具有与人类相似的生长、发育、衰老阶段，因此常用于延缓衰老实验［15］中，其生存实验也已普遍作为检测延缓衰老作用的实验手段之一［16］。本文关于香椿子对果蝇寿命的影响结果与王菊凤等人［17］关于蛹虫草多糖对果蝇寿命的研究以及杨冬梅等人［18］关于爬沙虫提取液对果蝇寿命的研究结果相一致，而与兰瑛等人［19］关于尖顶羊肚菌胞外多糖提取物对果蝇寿命的研究相反，究其原因可能与雌雄果蝇的阴阳体质、生理反应以及生化代谢方面存在差异有关。生物体的衰老是一个多因素作用的复杂过程，而自由基增多促进衰老学说更是得到普遍认可。超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内具有专一清除自由基能力的重要抗氧化酶之一，可以解除自由基对生物体及其某些组成成分的破坏，阻止脂质过氧化连锁反应，减少体内脂质过氧化物的生成。丙二醛(MDA)是脂质过氧化的终产物，其含量高低可间接反映脂质过氧化程度，其与蛋白质、核酸等生物大分子交联聚合，破坏细胞膜结构及其功能，引发细胞进行性退行性病变，进而导致机体的衰老［20］。本研究显示，香椿子可以提高果蝇组织的抗氧化能力，这可能是由于香椿子的有效成分对雌雄果蝇体内抗氧化酶“靶”作用种类和数量的不同，亦或者是生物体存在选择性，具体机制还有待进一步的研究和论证。

综上所述，合适剂量的香椿子能明显延长雌雄果蝇的平均寿命、最高寿命和半数死亡时间，提高雌雄果蝇体内抗氧化能力，增强蛋白质合成能力，因此香椿子具有很好的抗衰老作用。但是，香椿子对果蝇的抗衰作用存在性别差异，因此在以后的开发研究中还需考虑性别差异以及剂量浓度。

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