駝乳免疫球蛋白G對秀麗隱桿線蟲的抗衰老作用發掘和研究天然活性成分的抗衰老活性對解決衰老引起的相關健康問題具有重要意義和價值。駝乳免疫球蛋白是駝乳中重要的免疫因子之一,因其具有獨特的功能性重鏈抗體而引起了廣泛關注。其中免疫球蛋白G(IgG)是駝乳中起到關鍵免疫調節作用的免疫球蛋白,在駝乳免疫球蛋白中的含量約占80%。已有研究證明IgG具有增強機體抗應激的能力并將其應用于動物飼料中,而活性物質的抗衰老作用體現之一就是抗應激能力。因此,駝乳IgG可能具有潛在的抗衰老作用。
秀麗隱桿線蟲是一種典型的模式生物,具有生命周期短、繁殖速度快、易于培養和保存等獨特優勢,與人類基因具有高度同源性。其在衰老過程中表現出與人類高度相似的神經退化、運動能力減退和免疫力降低等特征,已被廣泛應用于食品功能性成分的抗衰老作用研究。
河南科技大學食品與生物工程學院的趙小萌、龔春淼、陳樹興*等擬在前期研究的基礎上,以秀麗隱桿線蟲為模式生物,探究駝乳IgG對其壽命、生殖能力、運動能力、抗氧化應激能力、抗熱應激能力及線蟲體內脂褐素水平的影響,評價不同濃度駝乳IgG對線蟲的抗衰老作用效果,以期為深入開發利用駝乳IgG及將其作為免疫活性添加劑應用于功能性食品提供科學基礎。
01
駝乳IgG質量濃度對秀麗隱桿線蟲壽命的影響
如圖1a所示,處理組線蟲的存活率均高于對照組。由圖1b可知,對照組的平均壽命為(16.33±0.62)d,1?mg/mL組線蟲的平均壽命為(19.71±0.45)d,相比于對照組顯著延長了20.70%(P<0.05);2?mg/mL組線蟲的平均壽命為(18.82±0.73)d,相比于對照組延長了15.24%;4?mg/mL組線蟲的平均壽命為(19.01±1.06)d,相比于對照組延長了16.41%;0.25?mg/mL組線蟲的平均壽命為(17.42±0.86)d,相比于對照組延長了6.67%(P>0.05)。如圖1c所示,在喂食駝乳IgG質量濃度為1?mg/mL時線蟲的最長壽命顯著延長(P<0.05)。結果表明,喂食駝乳IgG可以有效地延長線蟲的壽命,延緩其衰老,其中質量濃度為1 mg/mL時的效果最為顯著。
02
駝乳IgG質量濃度對秀麗隱桿線蟲生殖能力的影響
由圖 2a 可知,除喂食 2?mg / mL 駝乳 IgG 的線蟲在第 2 天和喂食0.5?mg / mL 駝乳 IgG 的線蟲在第 3 天的產卵量與對照組相比顯著降低( P < 0.05 )外,喂食其他質量濃度駝乳 IgG 的線蟲產卵量均無顯著差異( P > 0.05 )。而圖 2b 顯示,各組線蟲在生長周期內的總產卵量無顯著差異,說明喂食不同質量濃度的駝乳 IgG 并不影響線蟲正常繁殖。
03
駝乳IgG質量濃度對秀麗隱桿線蟲吞咽頻次的影響
如圖 3 所示,與對照組相比,喂食駝乳 IgG 能夠提高線蟲的吞咽次數,且喂食質量濃度為 0.5?mg / mL 和4?mg / mL 駝乳 IgG 時線蟲的吞咽次數在第 7 、 14 天均顯著提升( P < 0.05 ),相比對照組其吞咽次數在第 7 天時分別提高了 10.64 % 和 9.98 % ,在第 14 天時分別提高了 29.12 % 和27.80 % 。同時,也表明在線蟲的生長后期喂食駝乳 IgG 對其吞咽頻次的影響較大,這也從側面表明駝乳 IgG 對線蟲具有抗衰老的作用。
04
駝乳IgG質量濃度對秀麗隱桿線蟲運動能力的影響
由圖 4 可知,與對照組相比駝乳 IgG處理后線蟲的運動能力有所改善。第 5 天時,處理組與對照組線蟲的運動能力均較強,說明此時的線蟲還未開始經歷衰老的周期,而第 10 天時,各處理組線蟲運動等級為 A 級的占比與第 5 天相比均有所降低,與對照組相比,喂食 0.5 、 1 、 2 、 4?mg / mL 駝乳 IgG 的線蟲運動等級處于A 級的占比明顯升高。第 15 天時,對照組中線蟲運動等級處于 A 級的占比為 20.52 % ,駝乳 IgG ( 0.25 、 0.5 、 1 、 2 、4?mg / mL )處理組中線蟲運動等級處于 A 級的占比分別為25.12 % 、 28.08 % 、 30.37 % 、 31.41 % 、 30.52 % ,表明駝乳IgG 顯著提高了線蟲的運動能力。
05
駝乳IgG質量濃度對秀麗隱桿線蟲抗熱應激能力的影響
由圖 5a 可知,相比對照組,處理組線蟲在熱應激條件下的存活率均有所提高。如圖 5b 所示,相比于對照組的平均壽命( 7.62 ± 0.34 ) h , 0.25?mg / mL 組線蟲平均壽命為( 9.14 ± 0.25 ) h ,延長了 25.90 % ; 0.5?mg / mL組的線蟲平均壽命為( 9.87 ± 0.18 ) h ,延長了 29.53 % ;1?mg / mL 組平均壽命為( 10.22 ± 0.12 ) h ,延長 38.85 % ,以上 3 個質量濃度的駝乳 IgG 對線蟲抗熱應激能力均有顯著的正向影響。結果表明,喂食一定質量濃度的駝乳 IgG可以提升線蟲的抗熱應激能力。
06
駝乳IgG質量濃度對線蟲抗氧化應激能力的影響
由圖 6a 可知,處理組線蟲在氧化應激狀態下的存活率較對照組均有所提高。如圖 6b 所示,喂食 0.25?mg / mL駝乳 IgG 的線蟲平均壽命達到( 4.41 ± 0.23 ) h ,與對照組(( 3.62 ± 0.14 ) h )相比延長了 21.82 % ;1 、 4?mg / mL 處理組平均壽命分別為( 5.01 ± 0.12 )、( 4.82 ± 0.20 ) h ,與對照組相比分別顯著延長了38.40 % 、 33.15 % (P < 0.05 );而 0.5 、 2?mg / mL 駝乳 IgG對于線蟲的氧化應激狀態同樣具有保護作用,但無顯著影響。上述結果表明,喂食一定質量濃度的駝乳 IgG 可以顯著提高線蟲的抗氧化應激能力。
07
駝乳IgG質量濃度對線蟲體內脂褐素水平的影響
由圖 7a 可知,在第 1 4 天時線蟲體內熒光強度較第 7 天明顯增加,這符合線蟲衰老的典型特征。如圖 7b 所示,在第 7 天時,各組線蟲體內的熒光強度無顯著差異( P > 0.05 );第 14 天時,喂食 0.5 、 1 、 2 、4?mg / mL 駝乳 IgG 的線蟲體內熒光強度與對照組相比分別顯著降低了 22.42 % 、 15.20 % 、 23.05 % 、 10.10 %( P < 0.05 ),其中 0.5 、 2?mg / mL 駝乳 IgG 的降低效果最顯著。以上結果表明,適當質量濃度的駝乳 IgG 能夠顯著降低線蟲體內脂褐素的積累。
討論與結論
本研究以秀麗隱桿線蟲為研究對象,以喂食OP50的線蟲為對照組,探究了駝乳IgG對線蟲的抗衰老作用效果。結果表明,與對照組相比,所喂食駝乳IgG質量濃度具備安全性,不會損傷線蟲的生殖能力和運動能力;且1、2、4?mg/mL駝乳IgG對線蟲的平均壽命有顯著延長作用;喂食駝乳IgG質量濃度為0.5、4?mg/mL時線蟲的吞咽頻次顯著提升(P<0.05);質量濃度為0.25、0.5、1?mg/mL的駝乳IgG對線蟲的抗熱應激能力改善效果較為明顯,在該條件下線蟲的平均壽命得以顯著延長(P<0.05);喂食質量濃度為1、4?mg/mL駝乳IgG時,線蟲的抗氧化應激能力顯著提升(P<0.05);喂食質量濃度為0.5、2?mg/mL駝乳IgG時線蟲體內脂褐素沉積顯著降低(P<0.05)。即喂食一定質量濃度的駝乳IgG對線蟲具有抗衰老的作用。
多項研究表明,生物活性物質的抗衰老作用與物質的抗應激能力息息相關。因此,駝乳IgG對線蟲具有抗衰老作用的原因在于其生物抗應激能力。然而本研究僅就喂食不同質量濃度駝乳IgG對線蟲的抗衰老作用方面進行了探究,其作用機理有待后續的深入探討。同時,線蟲作為后生動物,其代謝模式與哺乳動物有較大差異,因此,本研究的結果也具有一定的局限性。后續本課題組將選取小鼠為動物模型對駝乳IgG的抗衰老作用進行深入研究,以期為深入開發利用駝乳IgG作為免疫活性添加劑應用于功能性食品提供理論基礎。
作者簡介
通信作者:
陳樹興 , 教 授。研究方向:功能性乳制品的研究;干酪加工技術的研究與開發。
工作及學習經歷:
1982.9 -- 1986.7 河南農業大學,畜牧系,學士;
1990.5 -- 1991.4 日本,福岡縣畜牧研究所,訪問學者;
1999.9 -- 2001.12 中國農業大學,食品與營養工程學院,碩士;
2003.9 -- 2005.1 中國農業大學,食品與營養工程學院,博士;
2005.2 -- 2007.3 美國,Langston大學,高級訪問學者;
2008.1-2012.12 通用磨坊(世界第5大食品企業)哈根達斯冰淇淋項目高級技術顧問;
2014.9 – 2016.9 漯河食品職業學院,副院長(省博士團掛職);
2016.12 – 2018.1 美國,東南俄克拉荷馬州立大學,高級訪問學者;
2022.10.04 -- 中原食品實驗室副主任,首席科學家;
2000.12至今河南科技大學食品與生物工程學院任教,教授。
科研成果:
1、2023年中國食品工業協會科學技術獎特等獎:復合凝膠關鍵技術研究及在低脂低鈉乳肉制品中的產業化應用(第一);
2、2023年中國乳制品工業協會技術進步一等獎:低脂低鈉低糖再制干酪及酸奶的創制及產業化開發應用(第一);
3、2022年中國乳制品工業協會技術進步一等獎:基于腸道菌群生物多樣性分析的功能性乳制品開發與產業化(第一);
4、2022年中國食品工業協會科學技術獎三等獎:益生菌黑酸奶的技術創新與開發(第一);
5、2022年中國食品工業協會科學技術獎一等獎:基于腸道菌群調控技術的功能性乳制品開發與產業化應用(第二):
6、2021年中國食品工業協會科學技術獎二等獎:新型功能性(益生菌)乳制品的技術創新與集成及產業化開發(第二);
7、2019年中國輕工業聯合會技術進步獎二等獎:健康乳品研發模式創新及產業化應用(第四);
8、2019年中國乳制品工業協會技術發明獎二等獎:促進腸道健康的嬰幼兒配方乳粉創制及產業化(第四);
9、2016年河南省教育廳科技成果二等獎:新型奶酪研制及其產業化開發(第一)
10、承擔國家“十四五”重點專項計劃課題:功能性乳制品創制與產業化示范(子課題五,主持人)。
所獲榮譽:
1、2023年4月獲河南省食品安全先進個人榮譽稱號;
2、2023年4月獲漯河市勞動模范榮譽稱號;
3、2023年5月獲漯河市最美科技工作者榮譽稱號。
本文《駝乳免疫球蛋白 G 對秀麗隱桿線蟲的抗衰老作用》來源于《食品科學》2024年45卷第22期112-117頁,作者:趙小萌 ,龔春淼 ,陳樹興 ,王曉楠 ,李倩文。DOI:10.7506 / spkx1002-6630-20240411-097。點擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關信息。
實習編輯:南伊;責任編輯:張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網
為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創新發展機遇與挑戰,促進產學研用各界的交流合作,由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心(動物替代蛋白)及中國食品雜志社《食品科學》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦,西華大學食品與生物工程學院、四川旅游學院烹飪與食品科學工程學院、西南民族大學藥學與食品學院、四川輕化工大學生物工程學院、成都大學食品與生物工程學院、成都醫學院檢驗醫學院、四川省農業科學院農產品加工研究所、中國農業科學院都市農業研究所、四川大學農產品加工研究院、西昌學院農業科學學院、宿州學院生物與食品工程學院、大連民族大學生命科學學院、北京聯合大學保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。
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