"生物反应器培养Lessertia frutescens不定根及其抑制非酶糖基化作用:一种可持续生产生物活性化合物的创新策略"

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC) 2.3

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  为解决传统植物材料生产难以满足药用植物Lessertia frutescens市场需求的问题,研究人员通过建立不定根(AR)生物反应器培养体系,优化蔗糖浓度(40 g/L)、接种密度(5 g/L)、通气速率(300 mL/min)和培养周期(50天)等参数,使AR生物量达50 g/L(鲜重),三萜皂苷和多糖含量提升至134 mg/g(干重)。其提取物(LFARE)在抑制非酶糖基化方面表现突出:对早期产物果糖胺的抑制率超越阳性对照AG(p<0.01),对中期产物(GO和5-HMF)抑制率>48%,对晚期糖基化终产物(AGEs)的抑制呈剂量依赖性(1 mg/mL时>55%),为开发抗糖化功能食品提供新思路。

  

这项突破性研究将南非传统药用植物Lessertia frutescens的不定根(AR)搬进了生物反应器。通过精密调控培养参数,科研团队发现40 g/L蔗糖培养基配合5 g/L接种密度,在300 mL/min通气条件下培养50天时,不定根产量飙升至50 g/L新鲜生物量,更令人振奋的是每克干重中竟含有134 mg三萜皂苷和多糖这对"黄金搭档"。

但真正的亮点在于这些培养根系的提取物(LFARE)展现出的"抗糖超能力"。在模拟人体糖化反应的牛血清白蛋白-葡萄糖体系中,LFARE展现出全面阻击糖化损伤的能力:对早期标志物果糖胺的抑制效果直接碾压阳性对照药物氨基胍(AG)(p<0.01);对中期"糖化刺客"乙二醛(GO)和5-羟甲基糠醛(5-HMF)的清除率突破48%大关;面对难缠的晚期糖基化终产物(AGEs),1 mg/mL浓度的LFARE就能实现55%以上的封锁率。特别值得一提的是,在对抗5-HMF这个"代谢毒物"时,植物提取物的表现甚至优于专业药物AG。

这项研究不仅为大规模生产珍稀药用成分开辟了绿色通道,更揭示了LFARE在预防糖尿病并发症、抗衰老等领域的应用潜力,或许不久的将来,基于植物不定根的"抗糖武器"就会出现在我们的保健品柜中。

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