昆虫激素对蛹虫草液体发酵培养的调控作用及蛹虫草菌丝体的药理学研究

昆虫激素对蛹虫草液体发酵培养的调控作用及蛹虫草菌丝体的药理学研究

论文摘要

本研究选择昆虫蜕皮激素(ecdysone)和保幼激素(Juvenile hormone)作为添加物探索昆虫激素对蛹虫草(Cordyceps militaris L.)液体培养的调控作用,并利用培养所得菌丝体醇提物作为试验药物,探讨其对外源性糖皮质激素氢化可的松致老龄小鼠肝、肾损伤的保护作用及其可能的机理。将β-蜕皮激素和保幼激素Ⅲ分别按照1.2mg/l,4mg/l和12mg/l的剂量添加到蛹虫草液体培养基中进行单因子和双因子处理,分析蛹虫草液体发酵过程中β-蜕皮激素和保幼激素Ⅲ对菌丝体产量、胞外多糖产量、单位菌丝体胞外多糖分泌量、菌丝体胞内多糖含量、胞内多糖产量、菌丝体虫草素含量和虫草素产量变化的影响。β-蜕皮激素对蛹虫草液体发酵有明显的促进效应,在培养过程中测定发现,各处理组菌丝体产量7d后达到最大值,与对照相比,β-蜕皮激素添加量为1.2mg/l时,胞内多糖产量增加了29.2%;添加量为4mg/l时,单位重量菌丝体的虫草素含量和虫草素产量增加了65.4%和84.7%;添加量为12mg/l时,菌丝体、单位重量菌丝体的胞外多糖分泌量和胞外多糖产量增加了18.5%、181.7%和63.2%,显著超过了对照组。在本试验范围内若不考虑β-蜕皮激素的处理浓度,单就β-蜕皮激素对蛹虫草液体培养效果的影响,虫草素产量>胞外多糖产量>胞内多糖产量>菌丝体产量。保幼激素Ⅲ不同处理组在培养7d后取样测定,菌丝体产量和虫草素产量较对照组略有提高,分别增加了5.1-9.7%和0.1-21.1%,但胞内多糖和胞外多糖产量明显下降,下降幅度分别为34.5-51.6%和24.9-30.8%。保幼激素Ⅲ影响了蛹虫草液体培养过程中的生长代谢节奏,对照组胞内多糖含量、胞外多糖产量和虫草素含量在培养7d后达到最大值,而保幼激素Ⅲ不同处理组胞内多糖含量、胞外多糖产量和虫草素含量在培养1d、3d、3d取样分析时达到最大值。与此同时,不同浓度的保幼激素Ⅲ在处理初期对蛹虫草菌丝体生长表现出明显的抑制作用,培养1d后测定,菌丝体产量较对照下降了52.4-59.7%,至培养第5d,各处理的菌丝体产量才与对照相仿。β-蜕皮激素和保幼激素Ⅲ共同处理,培养7d后测定,菌丝体产量比对照组有所提高,提高幅度与β-蜕皮激素单因素处理组相仿;胞外多糖产量较对照组低,且随着保幼激素Ⅲ添加量的增加而下降;另一方面,胞内多糖和虫草素含量均比对照组和单因素处理组高,其中β-蜕皮激素和保幼激素Ⅲ1:4添加组(浓度分别为1.2和4.8mg/l)胞内多糖和虫草素产量比对照组分别增加了68.4%和123.2%。同时,随着复合处理组内保幼激素Ⅲ与β-蜕皮激素浓度比的提高,胞外多糖产量和虫草素含量的高峰期相应提前。β-蜕皮激素和保幼激素Ⅲ共同处理组与对照组菌丝体醇提物在260nm和280nm下检测发现,HPLC图谱中峰值相似,推测β-蜕皮激素和保幼激素Ⅲ仅对蛹虫草菌丝体活性物质的产量产生影响。蛹虫草菌丝体醇提物(EECM)药理试验方法如下:将ICR雄性老龄小鼠随机分为正常组,模型组和蛹虫草菌丝体醇提物低、中、高剂量处理组(0.167,0.334,0.668 g·kg-1·d-1),其中在肾损伤试验中增加了参仙壮肾胶囊药物对照处理组(0.250 g·kg-1·d-1)。除正常组外各处理组均肌注氢化可的松(25mg·kg-1·d-1)造模7d,给药结束后测定小鼠肝组织丙二醛(MDA)含量、ATP酶(Na+K+-ATPase,ca2+M2+-ATPase)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力大小及小鼠血清尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)、促肾上腺皮质激素(ACTH)和皮质醇(Cor)的水平变化,同时通过光镜观察小鼠肝、肾组织结构病理变化。EECM可显著提高模型小鼠肝组织中ATP酶(P<0.01)、SOD(P<0.01)和GSH-Px(P<0.05)活力;降低脂质过氧化物MDA含量(P<0.01);对模型小鼠因肾脏肿胀、体重减小而引起的肾脏系数病理性增大有明显的恢复作用(低、中剂量处理组,P<0.05;高剂量处理组,P<0.01);降低血清尿素氮(P<0.01)和肌酐(中、高剂量处理组,P<0.01;低剂量处理组P<0.05)含量;提高小鼠体重(P<0.01)、血清ACTH(中、高剂量处理组,P<0.01;低剂量处理组P<0.05)和皮质醇水平(P<0.01);减轻氢化可的松引起的肝、肾组织损伤;表现出与参仙壮肾胶囊相似的修复肾损伤疗效。通过本研究结果表明,添加β-蜕皮激素,可显著提高蛹虫草液体发酵过程中的菌丝体、虫草素和胞内、胞外多糖产量,对蛹虫草次生代谢产物虫草素的促生成影响大于蛹虫草菌丝体生长和初生代谢产物多糖的生成;添加保幼激素Ⅲ可加快蛹虫草液体发酵过程中的生长代谢节奏;保幼激素Ⅲ和β-蜕皮激素共同添加可进一步提高蛹虫草液体发酵培养过程中的虫草素和胞内多糖产量。保幼激素Ⅲ和β-蜕皮激素就不同产物的影响不尽相同,表现出有协同也有拮抗,并与相互问浓度和比例有关。二者相比,β-蜕皮激素的作用效果大于保幼激素Ⅲ。药理学研究结果表明EECM具有提高机体抗氧化能力,减轻机体因脂质过氧化而导致的肝细胞损伤,并修复细胞膜的正常生理功能来实现对肝脏损伤的保护作用;同时通过诱导机体对下丘脑-垂体-肾上腺轴进行修复,改善阳虚症状,进而增强肾小球滤过性,从而起到减轻肾损伤的效果。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 2 引言
  • 3 材料与方法
  • 3.1 材料
  • 3.1.1 菌种及其来源
  • 3.1.2 培养基
  • 3.1.3 仪器、试剂和药品
  • 3.1.4 实验动物
  • 3.2 方法
  • 3.2.1 菌种活化
  • 3.2.2 液体母种培养
  • 3.2.3 蛹虫草液体培养
  • 3.2.4 昆虫激素处理
  • 3.2.5 调查方法
  • 3.2.6 菌丝体干重测量
  • 3.2.7 胞外多糖分析
  • 3.2.8 菌丝体胞内多糖分析
  • 3.2.9 菌丝体虫草素分析
  • 3.2.10 蜕皮激素和保幼激素双因子处理组(1:1)菌丝体醇提物与对照组HPLC图谱比较分析
  • 3.2.11 实验动物环境
  • 3.2.12 蛹虫草菌丝体醇提物(EECM)及制备
  • 3.2.13 实验动物分组和处理
  • 3.2.14 体重和肾脏系数测定
  • 3.2.15 小鼠肝脏ATPase、GSH-PX、SOD和MDA含量的检测
  • 3.2.16 小鼠血液BUN、肌酐、ACTH、皮质醇含量检测
  • 3.2.17 肝脏和肾脏病理变化观察
  • 3.2.18 实验数据统计方法
  • 4 结果与分析
  • 4.1 蜕皮激素对蛹虫草液体培养的调控作用
  • 4.1.1 菌丝体干重变化
  • 4.1.2 胞外多糖变化
  • 4.1.3 胞内多糖变化
  • 4.1.4 虫草素变化
  • 4.2 保幼激素对蛹虫草液体发酵的调控作用
  • 4.2.1 菌丝体干重变化
  • 4.2.2 胞外多糖变化
  • 4.2.3 胞内多糖变化
  • 4.2.4 虫草素变化
  • 4.3 蜕皮激素与保幼激素双因子处理对蛹虫草液体发酵的调控作用
  • 4.3.1 菌丝体干重变化
  • 4.3.2 胞外多糖变化
  • 4.3.3 胞内多糖变化
  • 4.3.4 虫草素变化
  • 4.3.5 蜕皮激素和保幼激素双因子处理组(1:1)菌丝体醇提物与对照组HPLC图谱比较分析
  • 4.4 蛹虫草菌丝体醇提物药理学研究
  • +K+-ATPase与Ca2+Mg2+-ATPase活力变化'>4.4.1 小鼠血清Na+K+-ATPase与Ca2+Mg2+-ATPase活力变化
  • 4.4.2 小鼠肝脏GSH-PX、SOD活性及MDA含量的变化
  • 4.4.3 小鼠肝组织病理变化
  • 4.4.4 氢化可的松所致肾损伤小鼠的一般状态观察
  • 4.4.5 蛹虫草菌丝体对阳虚小鼠体重及肾脏系数的影响
  • 4.4.6 小鼠血清尿素氮(BUN)和肌酐(Scr)含量的变化
  • 4.4.7 小鼠血清促肾上腺皮质激素(ACTH)及皮质醇(Cor.)含量的变化
  • 4.4.8 小鼠肾组织病理变化
  • 讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 硕士期间发表及待发表论文
  • 相关论文文献

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