栄養障害と治療のジャーナル

概要

栄養と健康 2018: 野生の薬用植物 Ziziphora tenuior L の抗酸化活性の評価と、その活性を高めるための植物組織培養の使用 - アブドゥルカリム・ダカ - ダマスカス大学

アブドゥルカリム・ダカ

活性酸素種（ROS）は、通常の代謝の副産物です。ROSは、酸化ストレスや熱ストレス、紫外線、電離放射線など、いくつかの要因への反応として細胞内で生成されます。酸化ストレスはDNAにダメージを与え、細胞機能は脂質やタンパク質の過酸化を抑え、グルタチオンレベルの問題を引き起こします。さらに、ROSは、がん、糖尿病、アテローム性動脈硬化症、炎症性疾患、老化の発症に寄与します。ROSは、スーパーオキシドアニオンラジカル、ヒドロキシルラジカルなどのフリーラジカル種と、一重項酸素などの酸化反応に関与する非フリーラジカル種に分類されます。酸化損傷は、スーパーオキシドジスムターゼやカタラーゼなどの酵素メカニズム、または天然物として存在する抗酸化物質によって軽減できます。

薬用植物は、1000 年にわたって病気や健康障害の治療に重要な役割を果たしており、世界中の伝統医学組織では今でも重要です。貴重な天然産物の安定した品質を含む植物原料を十分に供給することは、そのような天然産物の消費需要の増加に伴い、非常に困難になっています。そのため、世界中の研究所では、畑や温室で生産される植物の代替品または追加品として、収益性の高い用途のために植物組織培養から二次代謝産物を生産しようとしています (Wink ら、2005 年、Alfermann、2009 年)。

植物組織培養とは、生きた組織の小片を生物のいる場所で分離し、管理された条件下で栄養培地で無菌的に無制限に成長させる手順です (Ali ら、2007 年)。植物の試験管内栽培は、ミクロ増殖、ウイルスフリー植物の作成、遺伝子組み換えなどの多くの実験で必要なステップです (Georgieva ら、1996 年)。

2. 材料と方法

この研究は、ダマスカス大学理学部植物生物学科の植物組織培養および分子生物学研究所で実施されました。ナフタレン酢酸 (NAA)、インドール-3-酪酸 (IBA)、キネチン (Kin)、ベンジルアデニン (BA)、および 2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル (DPPH) は、Sigma–Aldrich GmbH (ドイツ、ミュンヘン) から購入しました。

野生植物は、シリアのアサル・アル・ワードのカラムーン山脈から採取され、植物生物学部のイマド・アルカディ博士によって認証されました。

Aerial parts of wild and in vitro plants were dry to the ground by pistil and mortar to a soft powder. For the aqueous extract, 5 g of powder was immersed in 100 ml of distilled water. The free radical foraging activity of samples was measured by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), following this method described by Blois (1958) with some changes (Laouini et al., 2012). DPPH is reduced to hydrazine when it reacts with hydrogen donors. Briefly serial dilutions (10, 1, 0.1, 0.01, 0.001 mg/ml) of samples (aqueous and methanol extracts) were verified for radical scavenging activity. 0.2 mM DPPH was ready in methanol and 500 μl of this solution was added to the 1000 μl of a sample at different absorptions.

3. Results

Auxins are known to exhibit a important effect on a callus development from leaf explants. 1.5 mg/L of NAA was the best absorption for all callus introductions with 70.2% ± 0.28 of leaf explants whereas 2 mg/L of NAA reduced the callus developed up to 60%. The treatment with 2 mg/L of IBA led to an increase in callus formation percentage of 62.1, while the growing regulator free MS average did not show any callus formation to the leaf explants died after 10 days of culture.

Different absorptions of BA induced to shoot the formation from the callus without root formation while MS medium without growth regulator did not show any shoot introduction.

4. Discussion

Callus is a mass of undistinguishable cells, which are moulded in vitro from an explant tissue cultured on nutrient medium added with suitable plant growth regulators (PGRs) during a dedifferentiation process. The difference incallus to differentiated organs is a complex process controlled by many factors. Most of the antioxidant activity is due to secondary metabolites especially phenolic compounds and some terpenes (Marzouk et al., 2007, Awaad and Al-Jaber, 2010). Our results showed that the IC50 value of aqueous and methanol abstracts of wild Z. tenuior were 0.516 and 9.22 mg/ml, respectively. An increase of the concentration of Kin led to a decrease in the number of sprouts and this corresponds with findings of Ozudogru and his colleagues (Ozudogru et al., 2011(. Steephen and his group showed that the increasing concentration of BA above 1 mg/L led to callus formation and decreased shoot development of Vitex negundo L. (Steephen et al., 2010).

水抽出物はメタノール抽出物と同等の強力な抗酸化活性を示しましたが、これは抗酸化化合物の水への溶解度が高いためと考えられます。Wong 氏と同僚は、30 種類の薬用植物から抽出した 23 種類の水抽出物がメタノール抽出物よりも抗酸化活性が高いことを発見しました (Wong 氏ら、2006 年)。今回の研究結果では、試験管内で増殖させた Z. tenuior の植物抽出物のラジカル探索能力が、野生植物の水抽出物やメタノール抽出物よりも発達していることが示されました。抗酸化活性に関与する Z. tenuior の成分は未確認です。そのため、抗酸化物質に含まれる対応する抗酸化成分を特定して単離するためのさらなる研究が必要です。

5. 結論

結論として、現在の調査では、Z. tenuior の in vitro でのミクロ増殖は、この種の急速な増殖に信頼できる方法であることが示されています。現在の研究では、Z. tenuior が初めて in vitro で培養され、4 回の継代培養サイクルを経て、1 つの組織片から 314 以上の植物を得ることができました。この手順は、迅速かつ大規模な増殖に役立ちます。また、植物組織培養を使用して活性物質を増やすこともできます。私たちの結果は、in vitro で生成された植物の水抽出物が、出発物質と比較して抗酸化活性の増加を示したことを示しています。

注:第 9 回国際栄養と健康会議、2018 年 7 月 9 日〜10 日、オーストラリア、シドニー。