一、簡介
電離輻射(IR)幾乎無處不在,其可直接攻擊機體內的DNA、RNA、蛋白質等生物大分子,也可產生活性氧(ROS),進而引起氧化應激。過量的ROS會破壞機體中氧化還原水平,導致組織和器官的功能障礙。輻射防護劑能夠清除過量的ROS,進而降低輻射損傷。天然輻射防護劑具有無毒、成本低、副作用少等優點,是當前輻射防護功能食品研究開發的重點。
乳酸菌具有多種生物活性,如增強免疫力、延緩衰老等,這些活性與其抗氧化活性密切相關。乳酸乳球菌是乳酸菌中重要的模式菌種,廣泛應用于乳制品的發酵中。乳酸菌胞內物是將乳酸菌菌體破碎離心的上清液,包含核酸、蛋白質以及各種活性酶,上清液凍干后得到胞內物凍干粉。乳酸菌胞內物具有便于儲存、運輸和工業應用的特點。
在生長過程中,乳酸菌極易受到不利環境的影響,如低溫、高溫、酸、鹽等。乳酸菌能夠激活一系列機制以適應不利環境。該團隊之前研究結果表明,梯度冷凍后的乳酸乳球菌胞內物能夠提高冷凍干燥后乳酸乳球菌細胞存活數。輻射誘導后的胞內物(IR-CFE)是否具有更好的輻射防護功能,是本研究的重點。
二、實驗結果
首先對正常的乳酸乳球菌胞內物(CFE)和IR-CFE的體外氧化損傷防護作用進行研究,并進一步利用60Coγ輻射損傷動物模型探究IR-CFE的體內輻射防護作用。與CFE相比,IR-CFE對H2O2氧化損傷乳酸乳球菌具有更好的保護作用,細胞實驗結果類似。動物實驗結果顯示,IR-CFE能夠顯著增加輻射后小鼠外周血白細胞(WBC)和紅細胞(RBC)數目,降低輻射對小鼠造血系統的損傷。IR-CFE能顯著提高受輻射小鼠血清、肝臟及脾臟中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性,增加還原型谷胱甘肽(GSH)水平,降低丙二醛(MDA)含量,表明IR-CFE能夠減輕輻射引起的氧化應激損傷。此外,IR-CFE能夠降低谷草轉氨酶(AST)和谷丙轉氨酶(ALT)酶活,降低輻射對肝臟的損傷。IR-CFE顯示出更好的輻射防護功能,這為基于乳酸菌的新型輻射防護劑開發提供了理論依據。
本研究得到了全軍重點科研項目(BXP20C006;BX115C007)和河南省優秀青年基金(202300410365)等項目的支持。