紫菜的生物活性研究进展

综　述

紫菜的生物活性研究进展

Ξ

吕钟钟,罗建光,管华诗

ΞΞ

(中国海洋大学海洋药物教育部重点实验室,医药学院,山东青岛266003)

摘　要:　紫菜是1种营养丰富的红藻,而且具有多种生物活性,在抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、免疫调节以及心脑血管疾病治疗等方面具有很好的功效。本文综述了紫菜生物学功能的研究进展,探讨了其潜在的应用价值,并简要阐述了今后紫菜开发利用的研究发展方向。

关键词:　紫菜;紫菜多糖;藻胆蛋白;生物活性

中图法分类号:　[R282.77] 文献标识码:　A 文章编号:　167225174(2009)03Ⅱ247205

紫菜是我国的1种重要的经济藻类,隶属红藻门(Rhodophyta )原红藻纲(Protoflorideophy 2ceae )红毛菜目(Bangiales )红毛菜科(Bangiaceae )紫菜属(Porphyra )。我国紫菜分布在辽宁、山东、江苏、浙江、福建等地沿海,大约有15种。作为栽培的有2个种,南方为坛紫菜(Por 2phyra haitanensis ),北方为条斑紫菜(Porphyra yezo eniss )。

紫菜是1种营养价值较高的海洋藻类植物,食用及药用已有上千年历史[1]。早在1400a 前,中国北魏《齐民要术》中就已提到“吴都海边诸山,悉生紫菜”,以及紫菜的食用方法等。唐代孟诜《食疗本草》则有紫菜“生南海中,正青色,附石,取而干之则紫色”的记载。至北宋年间紫菜已成为进贡的珍贵食品。明代李时珍在《本草纲目》一书中不但描述了紫菜的形态和采集方法,还指出紫菜主治“热气烦塞咽喉”、“凡瘿结积块之疾,宜常食紫菜”,其药用价值已受到人们的认可。中医学认为,紫菜味甘、咸,性寒,具有清凉泻热、利水消肿、软坚、补肾的功能,用于治疗甲状腺肿、高血压、支气管炎、喉炎、水肿、麻疹等[223]

。现代研究表明紫菜中的许多成分具有降血脂、免疫调节、抗凝血、抗突变、抗肿瘤、抗衰老、抗血栓等多种药理活性。经常食用紫菜可防止贫血、头皮生屑、瘙痒、龋齿,还可治疗夜盲症、胃溃疡、妇女更年期综合症及男子阳萎等症[4]。近年来的研究表明紫菜不但有较高的营养价值,还在功能食品、药品、化妆品等方面显示了巨大的开发利用价值。本文对紫菜生物活性的研究进行了总结,旨在为紫菜的深入研究与开发利用提供参考。

1　抗肿瘤作用

研究发现紫菜显示出一定的抗肿瘤作用,山本

等[5]将质量分数为1.5%～2.0%的食用海藻粉末添加到饲料中,让大鼠自由摄取,然后在大鼠皮下注射致癌剂DMH (1,22二甲基肼),观察其肠癌的发生率。结果表明,紫菜对致癌的抑制率为20%。最近的深入研究表明,紫菜中发挥抗肿瘤作用的主要成分为藻胆蛋白和紫菜多糖。

1.1藻胆蛋白的抗肿瘤作用

光敏治疗(photodynamic therapy )是1种全新的治疗肿瘤方法。它是通过向肌体注射“光敏治疗药物”即光敏剂,然后用一定波长的光照射,引起光敏剂的光化学反应,由于肿瘤细胞对光敏剂吸收最多,而正常细胞吸收极微,从而选择性地杀伤肿瘤。He 等证明了藻胆蛋白R 2PE 在大于470nm 的可见光照射下,具有光敏现象,产生了单线态氧及活性氧组分[6]。因此,藻胆蛋白可作为光敏治疗药物的原料,研究表明藻蓝蛋白和藻红蛋白对肿瘤细胞都具有显著的杀伤作用。藻红蛋白也由于其优良的光学活性,成为开发藻胆蛋白光敏剂中研究的热点。

李冠武等[7]将不同浓度的藻红蛋白加入到细胞培养基中,随之以激光辐照,M TT 法测定细胞存活率。激光能量恒定于25.6J ・cm -2时,S180细胞生存率随着藻红蛋白的浓度的增加而降低。说明藻红蛋白的激光光敏反应对S180瘤细胞有很强的杀伤、破坏作用,这种效应在一定的教光能量范围内,与藻红蛋白本身的浓度相关。另外他还探讨了R 2藻红蛋白介导的光敏反应诱导的肿瘤细胞凋亡。对培养的小鼠S180瘤细胞进行光动力治疗处理,处理一定时间后,S180瘤细胞出现凋亡,伴有特征性的DNA Ladders 出现,同时流式细胞分析可得到相应的结果[8]。

ΞΞΞ通讯作者:Tel :(0532)82031667,E 2mail :hsguan @

基金项目:国家908专项(9082012ST12;908202205204)资助

收稿日期:2009201216;修订日期:2009203211

作者简介:吕钟钟(19832),男,硕士生。E 2mail :lvzhongzhong @ 第39卷　增刊　

2009年5月　

中国海洋大学学报

PERIODICAL OF OCEAN UNIV ERSITY OF CHINA

39(Sup.):47～51

May ,2009

陈小强等[9]从坛紫菜中提取R2藻红蛋白(R2PE)和R2藻蓝蛋白(R2PC),研究不同浓度R2PE和R2PC 介导的光动力效应对乳腺癌细胞Bcap237的生存率的影响,M TT法测定显示2种藻胆蛋白的光动力作用对Bcap237细胞具有显著杀伤并显示出剂量效应,仅用藻胆蛋白处理培养24h后R2PE≥25μg・mL-1,R2PC≥50μg・mL-1时,抑制细胞生长。刘宇峰等[10]运用半固体琼脂培养法及M TT法研究坛紫菜藻蓝蛋白(R2PC)对HL260细胞生长的影响,也得出R2PC能够显著抑制细胞的生长,且存在浓度效应和时间效应关系。1.2紫菜多糖抗肿瘤作用

张伟云等[11]采用细胞培养技术,研究了从条斑紫菜中分离得到的多糖P Y3对人体肿瘤细胞K562生长的影响。将2种物质体外共同培养72h,当P Y3浓度达到160mg・L-1时,可明显抑制K562细胞的增殖;当培养96h时,80mg・L-1的P Y3对K562细胞显示出明显的抑制作用,这也表明了P Y3对K562细胞的抑制作用具有量效关系和时效关系。周慧萍等[12]研究发现,紫菜多糖对小鼠肉瘤S180有一定的抑制作用,抑制率为47.55%。进一步的研究表明,紫菜多糖可对抗环磷酰胺所致的微核增加,对抗率为29.96%。

何荣海等[13]采用超声技术提取了条斑紫菜多糖,粗多糖分别经50%、60%、70%和80%乙醇分步醇沉,沉淀出4种不同部分,再用DEAE252纤维素和Sephadex G2200将其中2种多糖纯化,分别得到5个和3个不同分子量的组份,分别考察了这2种紫菜多糖半纯品及各自分级产物对人血癌细胞U937细胞的体外生长抑制的抗肿瘤试验,发现前者及其分级产物对U937细胞生长有一定的抑制作用。已有研究表明[14],海藻多糖作为生物免疫反应调节剂,能通过增强机体的免疫功能而间接抑制或杀死肿瘤细胞,如能促进LA K,自然杀伤细胞(N K)活性,诱导巨噬细胞产生肿瘤坏死因子(TN F),紫菜多糖抗肿瘤活性可能也是通过这种途径起作用的。Y oshizawa[15216]等研究发现条斑紫菜中的硫酸酯多糖具有激活巨噬细胞的功能,可提高肿瘤坏死因子的量。

还有另外的途径,如Takahiro等[17]研究了条斑紫菜中硫代异鼠李糖基甘油二酯(SQD G)在无细胞系统对DLD21细胞端粒酶的抑制作用,发现硫代异鼠李糖基甘油二酯对DLD21细胞端粒酶的IC50为22μmol/L,显示出很好的活性。研究结果表明硫代异鼠李糖、脂肪酸EPA和棕榈酸部分对其抑制作用至关重要,是抑制端粒酶所必须的。探索SQDB抑制端粒酶活性的机制得出,可能干扰了端粒酶DNA模板引发剂结合区域,所以才会有抑制端粒酶的活性。端粒酶在正常的人的体细胞中是被抑制的,但是当细胞永生化或肿瘤

发生时它将被大大激活,从而认为端粒酶活性及端粒的稳定与恶性肿瘤的发生相关,并且在培养的肿瘤细胞株和85%的各种人类恶性肿瘤中都观察到具有高表达活性的端粒酶,所以抑制端粒酶的活性也是抗恶性肿瘤作用的一种途径。另外Ogawa等研究发现SQD G 对HIV也有抑制作用[18]。

2　免疫调节作用

紫菜多糖作为1种海藻多糖,能刺激各种免疫活性细胞如巨噬细胞(Macrophage,Mφ)、自然杀伤细胞(Nature K iller Cell,N K细胞)和B细胞成熟、分化和增殖,并能促进外周血淋巴细胞的转化,拮抗由环磷酞胺引起的白细胞下降。

周慧萍等[19]研究发现,紫菜多糖能促进人淋巴细胞DNA和RNA的生物合成,增加小鼠血清中溶血素的含量。紫菜多糖不仅促进淋巴细胞的增殖转化,还可增强体液免疫功能。Yashizawa等[15216]从条斑紫菜中分离得到的多糖能够激活巨噬细胞产生IL21和TN F,增强小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能,具有增强免疫作用。张伟云等[11,20,21]从条斑紫菜中提取分离了几种多糖组分(如P Y2,P Y3,P Y4等),并分别进行了研究,其中P Y3对小鼠骨髓细胞和脾脏淋巴细胞的增殖以及对来自。而P Y2和P Y4是1种免疫抑制剂,可用于临床免疫亢进的治疗。

郭婷婷等[22]将原代培养的大鼠和小鼠脾淋巴细胞以及大鼠睾丸支持细胞分别接种干96孔板中,将不同浓度的条斑紫菜粗多糖(0.05、0.5、5、10mg・mL-1)加入培养,每种浓度设6个复孔,并设对照组孔。采用四氮甲唑蓝(M TT)法检测细胞的增殖率。结果条斑紫菜粗多糖能够显著地促进大鼠、小鼠脾淋巴细胞和大鼠睾丸支持细胞的增殖,增殖率随多糖浓度提高而升高;当多糖浓度为10mg・mL-1时,增殖率分别为137.3%、149%和454.5%。

为探讨紫菜多糖对免疫功能的调节作用,李胜军[24]通过注射环磷酰胺(Cy)制备的小鼠免疫功能低下模型,以N K细胞杀伤活性、脾细胞产生IFN2γ和NO水平变化为指标,观察紫菜多糖对环磷酰胺(Cy)所致免疫功能低下动物免疫功能的影响。发现单纯Cy注射可使受试小鼠的N K细胞活性以及脾细胞IFN2γ和NO的分泌水平受到明显抑制,而紫菜多糖(0.15g・kg-1)和Cy联合注射组小鼠的N K细胞活性以及脾细胞IFN2γ和NO的分泌、产生水平则可恢复至正常对照组小鼠的水平。阎建忠等[24]发现紫菜多糖能够增强免疫低功小鼠的N K细胞活性,促进IFN2γ,NO的分泌。

除多糖外,紫菜中R2藻蓝蛋白也有增强免疫力的

84中　国　海　洋　大　学　学　报2009年