遠志皂苷對果蠅攀爬能力及壽命的影響

劉 瑩，劉 莉，關慧波

（1.黑龍江中醫藥大學中西醫結合臨床博士后流動站，哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院心血管病一科，哈爾濱 150040；3.黑龍江中醫藥大學基礎醫學院，哈爾濱 150040）

遠志為遠志科多年生草本植物遠志（Polygala tenuifoliaWilld）的根，味苦、性辛、溫，歸心、腎、肺經。具有安神益智、祛痰、消腫的功能，治療驚悸、健忘、夢遺、失眠，咳嗽痰多，癰疽瘡腫[1]。《本經》云：主咳逆傷中，補不足，除邪氣，利九竅，益智慧，耳目聰明，不忘，強志倍力。遠志主要有效成分為皂苷、口山酮、寡糖酯和生物堿等，其中皂苷含量最高。遠志皂苷是遠志益智作用的主要活性部分，目前主要應用于益智、抗癡呆、抗衰老、抗氧化的研究中。本實驗中，我們應用遠志皂苷喂養黑腹果蠅，通過果蠅攀爬能力實驗對遠志皂苷的益智作用進行了觀察。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物 野生型Canton special（CS）黑腹果蠅（Drosophila melanogaster），由中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所果蠅資源與技術平臺提供。

1.1.2 實驗試劑 遠志皂苷，成都曼思特生物科技有限公司提供。

1.1.3 培養基的制備 1）基礎培養基的制備：玉米粉42 g、瓊脂3 g、蔗糖31 g、酵母粉3 g，以上材料倒入460 mL蒸餾水，不斷攪拌并加熱，煮沸后4 min，加入2.5 g丙酸，持續攪拌，直至冷卻。倒入高12 cm、直徑3 cm經高溫滅菌的指管中，培養基厚度約2 cm。培養基需倒置于干燥實驗室內24 h以上。2）遠志皂苷培養基的制備：在基礎培養基中加入遠志皂苷，制成0.5%、1%、2%、4%、8%濃度遠志皂苷培養基。

1.2 方法

1.2.1 收集方法 因孵化12 h內果蠅幼蟲不交配，稱處女蠅。收集羽化但未交配的雄性處女蠅進行實驗。將實驗對象全部放入裝有基礎培養基的指管中，每組30只，并標明日齡。3 d更換一次培養基。將實驗動物放入果蠅培養箱中保存。

1.2.2 分組方法 以上方法喂養的果蠅于第7天取180只（6組）進行實驗，分別喂養0.5%、1%、2%、4%、8%濃度遠志皂苷培養基（實驗組）及基礎培養基（空白組）。于第14天進行實驗，即用不同濃度的遠志皂苷培養基喂養7 d與空白組進行比較，全部實驗果蠅均為14日齡果蠅。實驗時0.5%組22只，1%組23只，2%組24只，4%組21只，8%組17只，空白組21只。

1.2.3 實驗方法

1.2.3.1 果蠅攀爬能力實驗 果蠅在一個垂直的空間內會自發向上運動，即具有反趨地性行為，果蠅攀爬能力實驗就是利用果蠅這種特性，測試果蠅的運動能力。暗室紅燈下，將實驗果蠅置于垂直的空指管內，適應5 min，輕晃果蠅至指管底部，果蠅習慣性向上爬，測試10 s到達指管頂部的果蠅數目（A），每組果蠅至少測試5次，每次間隔至少1 min，每次要用相同力度晃動。計算攀附指數CI = A/總數。記錄各濃度組的五組攀爬指數取平均值。

1.2.3.2 時效關系實驗 根據以上實驗數據，得出最佳濃度遠志皂苷培養基。取1日齡CS果蠅全部喂基礎培養基，在第7天、9天、11天、13天分別取喂基礎培養基的果蠅各30只，用最佳濃度的遠志皂苷培養基（實驗組）及基礎培養基（空白組）喂養，第14天進行攀爬能力實驗，即用最佳濃度遠志皂苷培養基喂養果蠅1 d、3 d、5 d、7 d與空白組進行測試，全部實驗果蠅均為14日齡。實驗時1 d組23只，3 d組21只，5 d組22只，7 d組23只，空白組22只。

1.2.3.3 果蠅壽命實驗 測試果蠅分2組，每組50只，分別用最佳濃度遠志皂苷培養基及基礎培養基喂養。每天8時統計2組果蠅的死亡數目，直到全部果蠅均死亡。每組中所有果蠅存活天數的代數平均數為本組的平均壽命；每組前半數果蠅存活天數的算術平均數為半數死亡時間；每組中最后死亡的10只果蠅存活天數的算術平均數為本組的最高壽命。

2 結果

2.1 不同濃度遠志皂苷對果蠅攀爬能力的影響 見表1。

表1 不同濃度遠志皂苷對果蠅攀爬能力的影響（±s ）

表1 不同濃度遠志皂苷對果蠅攀爬能力的影響（±s ）

注：與空白組比較，# P＜0.05；與2%組比較，△P＜0.05

組 別 樣本例數 攀爬指數/%0.5% 組 22 25.69±3.18△1% 組 23 47.74±2.52#△2%組 24 55.22±6.38#4% 組 21 34.56±2.52#△8% 組 17 27.17±3.34△空白組 21 24.78±6.18△

2.2 不同給藥天數對果蠅攀爬能力的影響 見表2。

表2 不同給藥天數對果蠅攀爬能力的影響（±s ）

表2 不同給藥天數對果蠅攀爬能力的影響（±s ）

注：與第5天組比較，# P＜0.05

組 別 樣本例數 攀爬指數/%1 d組 23 44.72±5.21#3 d組 21 42.61±3.47#5 d組 22 56.27±6.547 d組 23 45.12±6.11空白組 22 23.98±7.08#

2.3 遠志皂苷對果蠅壽命的影響 見表3。

表3 遠志皂苷對果蠅壽命的影響（±s ）

表3 遠志皂苷對果蠅壽命的影響（±s ）

注：與空白組比較，# P＜0.05

壽命/d 遠志皂苷組 空白組平均壽命 38.12±4.77# 41.35±5.61半數死亡時間 39.56±7.11# 33.22±4.09最高壽命 53.21±2.01 48.9±1.59

3 討論

2000年果蠅基因組測序工作已全部完成，經分析62%的以突變、擴增或缺失方式改變的人類疾病基因中是于果蠅基因直系同源的[2]。果蠅繁殖能力強，周期短，雌雄容易辨認，在短時間內能夠得到足夠實驗對象[3]。這意味這果蠅染色體組少且全，且與哺乳動物蛋白序列高度同源，使研究操作更加簡便[4]。果蠅與哺乳動物在蛋白質分子基礎、信號傳導、神經疾病的發生及病癥上都有高度的相似性。因此，以果蠅為研究動物模型，是一個研究神經系統基礎問題簡單且有效的途徑。

研究表明以遠志為主要組成成分的聰腦湯[5]、健腦益智湯[6]能降低乙酰膽堿酯酶（AchE）活性，而起到抗癡呆、益智的作用。實驗研究顯示，遠志皂苷可能通過降低AchE活性來提高快速老化模型大鼠的學習記憶能力。有研究得出結論，遠志皂苷能顯著改善老年小鼠的學習記憶能力，并可提高記憶保持能力，且能抑制自然衰老小鼠的抗氧化能力[7]。遠志皂苷能影響體外培養的海馬神經干細胞向神經元及膽堿能神經元的定向分化能力[8]。張耀春[9]研究發現遠志皂苷能夠改善學習記憶障礙小鼠在學習多個階段的學習記憶能力。目前國內外對遠志及遠志皂苷抗衰老、抗癡呆、抗氧化、益智作用機理的研究從實驗到組織細胞再到蛋白分子都取得了較為滿意的結果。本實驗結果表明：遠志皂苷各劑量組均可改善果蠅的攀爬能力。其中2%濃度的遠志皂苷對果蠅攀爬能力影響最大（P＜0.05）。在給藥時間方面，給藥5天組果蠅的攀爬能力顯著高于1 d和3 d組（P＜0.05），但5 d組與7 d組相比較無顯著差異。遠志皂苷能夠提高果蠅的平均壽命、半數死亡時間及最高壽命，其中半數死亡時間及最高壽命提高顯著（P＜0.05）。本實驗說明遠志皂苷可以改善果蠅的運動能力，改善果蠅神經系統功能，提高果蠅的存活時間。