黄条金刚竹叶辐射防护功能成分及其作用机制研究

Bamboo leaf is one of the medicinal-edible materials announced by Ministry of Health of China. On account of its abundant flavonoids and phenolic compounds, it exhibits various biological efficacy, i.e. free radical scavenging, anti-aging, anti-bacterial, anti-viral, improving immunity and so on. It has been widely used in the field of food, health products and food additives. From several bamboo species, Pleioblastus kongosanensis f. aureostriatus, which is used as folk medicine, food and feed traditionally, was found to be rich in antioxidant compounds in our previous research. Further animal experiment showed that the extract of its leaf possessed excellent radioprotection ability on the 60CO-γ radiation injured mice model. However, its radioprotection functional compounds and mechanism is unclear. The aim of this study is to figure out the representative radioprotection functional compounds in the leaf of Pleioblastus kongosanensis f. aureostriatus and their effect on the 60CO-γ radiation-induced DNA damage, apoptosis and cell cycle arrest, and futhermore make clear their regulatory mechanism on expression of the related genes at the cell level and gene level. Results of the study would lay the theoretical foundation for development of functional food made of Pleioblastus kongosanensis f. aureostriatus and also expand a new sapce for modern biological utilizaiton for chemical elements in bamboo leaf.

竹叶为卫生部首批公布的药食两用原料，富含黄酮和酚酸等次生代谢产物，具有优良的清除自由基、抗衰老、抗菌、抗病毒、提高免疫力等多重生物学功效，在食品、保健品、食品添加剂等领域广泛应用。课题组前期研究在普筛的基础上，发现集食、药、饲三用且具潜在叶用竹林优势的黄条金刚竹叶子富含抗氧化活性成分，其提取物对60CO-γ射线辐射小鼠具有良好的防护作用，但其作用的物质基础及机理尚不清楚。本课题拟以60CO-γ射线辐射细胞模型为体外评价体系，探明黄条金刚竹叶辐射防护的特征性功效成分，研究最佳活性部位及其特征性功效成分对辐射导致的DNA损伤、细胞凋亡及细胞周期阻滞的干预及对相关基因表达的调控作用，从细胞水平和基因水平研究黄条金刚竹叶辐射防护的功效成分及作用机制。本研究不仅为相关功能食品的研究开发提供理论依据，也为竹叶化学素和竹类资源的现代生物利用拓展新的空间。

当今社会核辐射广泛应用于军事、能源、医疗、农业等领域，在带给我们便利的同时也带来了安全隐患。安全高效的天然辐射防护剂的开发具有非常重要的现实和战略意义。据报道，竹叶黄酮试样浓度在20~160 μg/mL时，对60Co-γ射线（0~20 Gy）辐照剂量下的DNA损伤具有保护作用。本课题组研究发现黄条金刚竹叶提取物可显著提高7Gy 60CO-γ射线损伤小鼠30d 存活率，并筛选出了其辐射防护的最佳活性部位。本研究在此基础上，完成以下工作：1. 采用正相和反相硅胶、RP-C 18和Sephadex LH-20葡聚糖凝胶等交替柱层析和制备型薄层色谱完成了黄条金刚竹化学成分的分离、纯化，得到15个单体化合物，并通过紫外、质谱、核磁共振等技术对单体化合物进行结构解析和鉴定；2. 以抗氧化性能及体外DNA辐射损伤修复能力为评价指针，定向筛选出黄条金刚竹叶辐射防护作用的主要特征性功效成分为Kurilensin A和荭草苷；3.利用HUVEC细胞辐射损伤体外模型试验证实Kurilensin A（0.1、1、10 μg/mL）对HUVEC细胞没有产生明显毒性，且能提高6 Gy的60Co γ射线辐照的HUVEC细胞活力，减少细胞内ROS的产生，增加抗氧化酶活性，减少细胞脂质过氧化程度；4. 通过60Co-γ射线辐射损伤小鼠模型，明确Kurilensin A可显著提高7 Gy的60Co γ射线辐照小鼠的30 d存活率，并能促进5 Gy的60Co γ射线辐照小鼠外周血白细胞、和血小板的恢复，提高有核细胞计数，提高辐照小鼠血清的抗氧化能力，说明Kurilensin A辐射造成的机体造血功能、免疫功能及抗氧化功能均有防护作用。项目为开发以黄条金刚竹叶为原料的辐射防护功能食品奠定了理论基础。