来自野生酸枣的新型多糖(ZJP-2)缓解神经干细胞氧化损伤:结构特征与生物活性

A Novel Polysaccharide (ZJP-2) from Wild Jujube Alleviates Oxidative Damage in Neural Stem Cells: Structural Features and Bioactivity

作者信息Shilan Li, Qiting Zhang, Jixian Liu, Xuchen Zhou, Ning Wang, Huabiao Chen, Nuermaimaiti Abudukelimu, Munisa Dilixiati, Xing Zhang, Xinmin Liu
PMID41829985
期刊Nutrients
发布时间2026-03
DOI10.3390/nu18050816

实验完整度

包含多糖分离纯化、结构表征(HPLC-MALS-RI、HPAEC、GC-MS、NMR)、细胞水平活性验证(CCK-8、流式凋亡、ROS检测、RT-qPCR、Western blot)等多个独立实验层级,并进行了功能验证和初步机制验证。

主要模型

C17.2神经干细胞系

重点核对

DMNQ浓度3 μM处理24 h建立氧化应激模型 ZJP-2浓度400 μg/mL共处理24 h进行保护评估 C17.2细胞培养条件:高糖DMEM培养基,10% FBS,5%马血清,37°C,5% CO2 细胞活力检测采用CCK-8试剂盒

摘要

背景:传统上,野生酸枣(Ziziphus jujuba Mill. var. spinosa (Bunge) Hu ex H. F. Chou)被用于养心安神、止汗。现代研究证实其具有广泛的药理活性,包括抗氧化、抗炎、神经保护和认知增强作用。本研究旨在分离并表征酸枣多糖的结构,并评估其对神经干细胞(NSCs)氧化应激损伤的保护作用。方法:我们成功地从野生酸枣中分离纯化出一种新型果胶多糖(ZJP-2)。利用高效液相色谱-多角度激光光散射-示差折光检测联用(HPLC-MALS-RI)、高效阴离子交换色谱(HPAEC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和核磁共振(NMR)波谱对其结构进行了详细表征。结果:结构分析表明,ZJP-2是一种果胶杂多糖,分子量约为67.93 kDa。其单糖组成主要包括半乳糖醛酸(GalA)、阿拉伯糖(Ara)、鼠李糖(Rha)、半乳糖(Gal)和葡萄糖(Glc)。其主链由α-GalA和鼠李糖-半乳糖醛酸-I(RG-I)结构域通过(1→4)-糖苷键连接。NMR波谱进一步确认了其糖苷键类型。在活性评估中,我们的研究表明,ZJP-2显著减轻了DMNQ诱导的C17.2神经干细胞的氧化应激损伤。其保护作用是通过降低细胞内活性氧(ROS)水平并上调与信号轴相关的抗氧化基因的mRNA表达来实现的(p < 0.05)。此外,ZJP-2抑制了DMNQ诱导的Nestin和NeuN的过表达(p < 0.05),有助于维持NSCs的未分化状态和功能稳态。结论:总之,ZJP-2具有独特的结构特征和显著的神经保护潜力,支持其作为预防氧化应激相关神经损伤的天然功能食品或膳食补充剂的开发。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
从野生酸枣果肉中提取的多糖ZJP-2的详细结构特征是什么?其在神经干细胞氧化应激损伤中是否具有保护作用及其可能的机制?
核心机制
ZJP-2通过降低细胞内ROS水平、上调NRF-2、HO-1等抗氧化基因的表达,并抑制DMNQ诱导的Nestin和NeuN过表达,从而减轻氧化应激损伤并维持神经干细胞稳态。
主要证据
基于HPLC-MALS-RI、HPAEC、GC-MS和NMR等结构表征结果,以及在C17.2神经干细胞中通过CCK-8、流式细胞术、ROS检测和Western blot等实验验证了其保护作用。
研究意义
ZJP-2具有作为预防氧化应激相关神经损伤的天然功能食品或膳食补充剂的开发潜力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

多糖提取与纯化

从野生酸枣果肉中分离纯化出均一的多糖ZJP-2

野生酸枣果实去籽、冻干、粉碎后,用超纯水在85°C提取两次,乙醇沉淀得到粗多糖。粗多糖经DEAE-650M离子交换柱分离,分别用水和0.4 M NaCl洗脱,透析(MWCO 3.5 kDa)后冻干得到ZJP-2。

2

多糖结构表征

确定ZJP-2的分子量、单糖组成、糖苷键连接方式及结构序列

采用HPLC-MALS-RI测定分子量和构象,HPAEC-PAD测定单糖组成,GC-MS分析甲基化产物,NMR(1D和2D)解析糖残基连接序列。

3

细胞活性与凋亡评估

评估ZJP-2对DMNQ损伤的C17.2细胞活力和凋亡的影响

C17.2细胞用不同浓度DMNQ处理24 h建立损伤模型,用不同浓度ZJP-2处理24 h评估其毒性,后用ZJP-2(400 μg/mL)和DMNQ(3 μM)共处理24 h,CCK-8检测细胞活力,Annexin V-FITC/PI染色流式检测凋亡。

4

氧化应激与抗氧化基因表达检测

验证ZJP-2是否通过抑制ROS积累和上调抗氧化基因来减轻氧化应激

用CellROX™ Deep Red染色检测细胞内ROS水平,RT-qPCR检测HO-1、NRF-2和SOD1的mRNA表达。

5

分化相关蛋白表达检测

探究ZJP-2对氧化应激诱导的Nestin和NeuN表达异常的影响

用Western blot检测C17.2细胞中Nestin和NeuN的蛋白表达水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DEAE-650M离子交换介质Tosoh Corporation--
透析膜Solarbio Science & Technology--
DAWN HELEOS-II激光光度计Wyatt Technology--
Optilab T-rEX示差折光检测器Wyatt Technology--
CarboPac PA-20色谱柱Thermo Scientific--
Bruker AVANCE NEO 600 MHz核磁共振波谱仪Bruker BioSpin GmbH--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
马血清Gibco--
CCK-8试剂盒Beyotime Biotechnology--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒GeneCopoeiaA026
CellROX深红试剂Thermo Fisher Scientific--
E.Z.N.A.总RNA提取试剂盒IOmega Bio-tek--
gDNA Digester Plus试剂盒Yeasen Biotechnology--
Hieff qPCR SYBR Green预混液Yeasen Biotechnology--
CFX96实时荧光定量PCR检测系统Bio-Rad--
PVDF膜Millipore--
Nestin抗体Proteintech19483-1-AP
NeuN抗体Proteintech26975-1-AP
HRP标记二抗ProteintechSA00001-2
ECL化学发光试剂盒GE Healthcare--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
多糖提取与纯化
提取温度、时间、料液比,纯化所用层析柱型号、洗脱液浓度
阅读提示:材料与方法 2.2
结构表征
色谱柱型号、温度、流动相、梯度程序,NMR参数
阅读提示:材料与方法 2.3
细胞培养与处理
细胞系来源、培养基成分、培养条件、DMNQ浓度、ZJP-2浓度、处理时间
阅读提示:材料与方法 2.4.1, 2.4.2 及结果3.6.1
细胞活力与凋亡检测
细胞接种密度、CCK-8试剂盒操作、凋亡检测试剂盒操作、流式细胞仪设置
阅读提示:材料与方法 2.4.2, 2.4.3
氧化应激与基因表达检测
ROS检测试剂及浓度、RT-qPCR引物序列、反应条件、Western blot抗体稀释度
阅读提示:材料与方法 2.4.4, 2.4.5, 2.4.6