山东农业大学果蔬加工团队张仁堂等在国际期刊发表研究论文
Frontiers in Nutrition IF= 6.590
●近日，山东农业大学大学果蔬加工团队张仁堂副教授等在国际知名期刊（一区Top期刊）《Frontiers in Nutrition》（IF= 6.590）在线发表了题为“A novel acidic polysaccharide from blackened jujube: Structural features and antitumor activity in vitro”的研究论文。山东农业大学为文章第一署名单位和通讯作者单位，张桂凤为第一作者，刘闯为并列第一作者。山东农业大学张仁堂副教授为通讯作者。
此项研究得到了中央引导地方科技发展资金项目（YDZX2021071）；2021年度山东省重点研发计划（乡村振兴科技创新提振行动计划）项目（2021TZXD011）；德州市健康食品产业创新创业共同体；山东省土地发展集团有限公司科技项目“红枣高效绿色生产及高值化利用全产业链关键技术集成与产业化示范”的支持。
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成果介绍
1 背景
癌症是威胁人类健康和生命最严重的疾病之一，其中肝癌在我国病发率较高，每年占全球新发肝癌患者50%以上，其危险性不容低估。随着医学技术的进步，手术、放疗和化疗逐渐成为治疗肿瘤的有效手段。但在治疗过程中不可避免的带来许多严重的副作用。因此，开发具有理想肿瘤抑制活性和极低毒副作用的抗癌药物是非常必要的。
红枣是天然的药食同源材料，被誉为“百果之冠”，是我国的特色品果之一。红枣中含有多种活性成分包括多糖类、酚类、黄酮类等。其中多糖是枣果发挥护肝和免疫刺激作用的物质基础。黑枣是红枣在高温高湿条件下，经过固态发酵黑化过程所制备的。红枣黑化过程中多糖、多酚、三萜酸和环磷酸腺苷等含量均有明显增加，且具有较强的抗氧化能力。多糖因其良好的功能活性成为近年来研究的热点，目前对黑枣多糖抗肿瘤活性的研究尚未见到相关报道。此外，该研究对黑枣多糖应用及抗肿瘤机制的研究具有重要意义。
2 研究方法
在黑枣多糖（BJP-2）的结构表征和抗肿瘤活性研究中，采用水提醇沉法提取黑枣粗多糖，通过DEAE-52纤维素离子交换柱、Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱层析进一步分离纯化，基于高效凝胶渗透色谱、高效阴离子交换色谱、甲基化分析和核磁共振（NMR）光谱对黑枣多糖BJP-2进行结构表征。此外，通过MTT法检测肝癌细胞（Hep-G2）细胞活力，流式细胞术检测肝癌细胞（Hep-G2）凋亡率；划痕实验检测肝癌细胞（Hep-G2）细胞迁移能力；Transwell小室检测肝癌细胞(Hep-G2)细胞侵袭能力；Western blot检测各组细胞中Bax、Bcl-2、Caspase-3、Caspase-9蛋白表达水平。
3 研究结果及结论
从黑枣多糖中分离出一种酸性多糖BJP-2，其分子量为6.42×104Da，主要由半乳糖醛酸、阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖组成。主链由→5)-α-L-Araf(1→4)-β-D-Gal (1→、T-α-L-Araf(1→4)-β-D-Gal (1→、→4)-α-L-MeGalAp(1→。本研究首次证明了黑枣多糖BJP-2可通过线粒体途径抑制肿瘤细胞的增殖并引起细胞凋亡，具有一定剂量的依赖性。划痕实验和Transwell小室实验结果显示黑枣多糖BJP-2对肝癌细胞(Hep-G2)的迁移和侵袭能力有明显的抑制作用。Western blotting分析表明，BJP-2可调控凋亡相关蛋白Bax、Caspase-3、Caspase-9、和Bcl-2的表达。这些结果为进一步研究其构效关系和开发利用提供了理论依据。
Fig. 1. (A) Changes of HepG2 cell viability after 48 h incubation with different concentrations of BJP-2. (B) Column bar graph of apoptotic HepG2 cells. (C) The apoptosis of HepG2 cells treated with BJP-2 at different concentrations for 48 h and were detected by flow cytometry. Values are expressed as mean ± SD. *p < 0.05; **p < 0.01.
Fig. 2. (A) The changes of BJP-2 on the migration of HepG2 cells were observed by a inverted phase contrast microscope (100 ×). (B) The effects of invasion on HepG2 cells after BJP-2 stimulation were observed by a inverted phase contrast microscope (200 ×). (C) Column bar graph of migration rate of HepG2 cells. (D) Bar graph summarizes the number of invasion.
Fig. 3. The protein levels of Bax, Bcl-2, Caspase-3, Cleaved Caspase-3, Caspase-9, Cleaved Caspase-9, β-actin by different concentrations of BJP-2 for 48 h. Values are expressed as mean ± SD. *p < 0.05; **p < 0.01.
● 创新性/应用前景
在黑枣多糖的研究中，该团队首次揭示了黑枣多糖BJP-2的结构，证实了黑枣多糖的抗肿瘤活性，并阐明黑枣多糖BJP-2可以通过线粒体途径抑制肿瘤细胞的增殖并引起细胞凋亡。研究结果表明，黑枣多糖不仅对肝癌细胞(Hep-G2)的迁移和侵袭能力有明显的抑制作用还可以调控凋亡相关基因的表达。研究结果为黑枣多糖应用及抗肿瘤机制的研究提供理论依据。
参考文献
ZHANG G, LIU C, ZHANG R. A novel acidic polysaccharide from blackened jujube: Structural features and antitumor activity in vitro [J]. Frontiers in Nutrition, 2022, 9: 1001334.
doi:10.3389/funt.2022.1001334
专家/团队介绍
张仁堂，男，中共党员，副教授，硕士生导师，美国加州大学戴维斯分校访问学者，英国切斯特大学交流学者，曾挂职宁阳县科技副县长。兼任山东省食品科学技术学会副秘书长，中国化学会农业化学专委会委员，山东省营养学会食物营养专委会委员，中国营养学会会员，山东省实验室资质认定评审员，食品生产许可证国家注册审查员，HACCP/ISO9000/ISO22000等管理体系国家注册审核员。
主要从事功能食品、果蔬产品加工、食品质量与安全管理等领域研究。目前主要集中于红枣精深加工与桃、梨等果蔬综合利用开发，尤其侧重于固态发酵黑化果蔬加工技术、黑化果蔬功能因子提取分离纯化及黑化机理研究。先后参与和主持国家自然基金、国家重点研发计划、中央引导地方发展资金项目、省重点研发计划、省农业重大应用工程、省良种工程等项目20余项。发表学术论文30余篇，先后在《Carbohydrate Polymers》、《Food Science and Nutrition》、《Journal of Food Measurement and Characterization》、《Journal of Agriculture and Food Research》上发表论文。担任《Carbohydrate Polymers》、《Journal of the Science of Food and Agriculture》、《Journal of Food Measurement and Characterization》等刊物审稿专家。授权发明专利7项，申报发明专利8项。
先后荣获山东省科技工作者创新大赛一等奖、山东省林业科技进步二等奖、山东省高校科技成果三等奖、泰安市青年科技创新奖、泰安市科技进步一等奖、泰安市专利奖二等奖、中国三农服务金桥奖、中国食品科学技术学会科技成果三等奖、中国商业联合会科技成果二等奖、山东农业大学教学先锋、学校青年教师讲课技能比赛一等奖、学校教学质量二等奖、校创新创业优秀指导教师等荣誉。
张桂凤，女，山东农业大学2021级农业硕士，主要研究方向为功能性果蔬加工，发表SCI论文一篇，申请发明专利一项。
文章转载自"食品加 智食科技"
