テルフェジア・クラヴェリイ抽出物のin vitro生物活性は、生物物理的抽出法と溶媒極性に依存していました。マセレーション補助抽出(MAE)による水抽出物が最も強い抗酸化活性を示したのに対し、ソクスレット抽出(SE)抽出物はSH-SY5Y細胞で細胞毒性を高く誘導しました。これらの結果は、テルフェジア・クラヴェリー抽出物のin vitro生体活性に明確な方法依存の違いを示しています。
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テルフェジア・クラヴェリイ抽出物のin vitro生物活性は、生物物理的抽出法と溶媒極性に依存していました。マセレーション補助抽出(MAE)による水抽出物が最も強い抗酸化活性を示したのに対し、ソクスレット抽出(SE)抽出物はSH-SY5Y細胞で細胞毒性を高く誘導しました。これらの結果は、テルフェジア・クラヴェリー抽出物のin vitro生体活性に明確な方法依存の違いを示しています。
テルフェジア・クラヴェリーは、乾燥地帯で伝統的に消費されてきた食用の砂漠トリュフです。近年、抗酸化、抗菌、治療効果の可能性から科学的関心が高まっており、食品や健康関連分野での応用の可能性が示唆されています。しかし、その生物学的潜在力の証拠が増えているにもかかわらず、異なる抽出戦略が生体活性化合物の回収やテルフェジア・クラヴェリの体外での生体活性プロファイルに与える影響は、文献上でまだ明らかにされていません。本研究では、異なる抽出法と極性の異なる溶媒を用いて得られたテルフェジア・クラヴェリイ抽出物のin vitro生体活性を評価しました。抽出収率が決定され、得られた抽出物は既存の試験システムを用いて抗酸化、抗菌、抗生体膜、細胞毒性活性の有無を評価されました。抗酸化能力は2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル(DPPH)、2,2′-アジノビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)(ABTS)、および鉄還元抗酸化力(FRAP)試験を用いて測定され、同時にSH-SY5Y神経芽細胞腫細胞における細胞毒性効果も調査されました。抽出収率は方法および溶媒の極性によって異なり、超音波補助抽出法(UAE)で調製された水抽出物から得られた収率は18.40%でした。抗酸化活性は抽出方法によって有意な違いを示し、マセレーション補助抽出法(MAE)で得られた水抽出物はフェノール化合物が豊富なプロファイルと最も強力なラジカルスカベンジング能力を示しました。この抽出物のLC-MS/MS分析により、9種類のフェノール化合物が検出されました。クイン酸とクロロゲン酸が優勢成分として特定されました。対照的に、ソックスレット由来の抽出物はSH-SY5Y細胞においてより強い細胞毒性効果を誘導しました。抗菌および抗バイオフィルムの反応は抽出方法間で比較的限定的な変動を示し、これらの活動における抽出戦略への依存度が弱いことを示しています。総じて、これらの発見は、生体物理的抽出法と溶媒選択がテルフェジア・クラヴェリー抽出物のin vitro生体活性プロファイルの重要な決定要因であり、抗酸化作用および細胞毒性活性において顕著な効果が観察されることを示しています。
健康改善や病気の予防・治療のために様々なキノコ種を用いることは古代にまで遡ります 1,2,3。巨菌類は一般的にエピジオス(キノコ)と下ジオス(トリュフ)の2つのグループに分類されます4。デザートトリュフとして知られるテルフェジア・クラヴェリー(T. claveryi)は、世界的に有名で食用可能なトリュフの種で、テルフェジア属5に属します。T. claveryiは、ヘリアンセム属が多い乾燥および半乾燥地域に一般的に分布しています(6,7,8,9,10,11)。近年、がんや神経変性疾患などの慢性疾患の世界的な負担は著しく増加しており、新しく安全かつ効果的な治療薬の緊急性が浮き彫りになっています。グローバルヘルスの報告によると、がんは依然として世界の主要な死因の一つであり、神経変性疾患は高齢化とともに増加し続けています。この深刻化する公衆衛生問題を踏まえ、菌類や薬用植物から得られる天然産物を生物活性化合物の潜在的な供給源として調査することが重要な研究優先事項となっています。
同時に、抗菌薬耐性の急速な出現は、世界の健康に対するもう一つの大きな脅威となっています。薬剤耐性により従来の抗生物質の効果が大幅に低下し、代替抗菌戦略の緊急性が生じています。特にフェノール系およびポリフェノール系化合物など、自然由来の二次代謝物は、多様な抗菌作用機構と耐性発生傾向の低さから注目を集めています14。酸化ストレスは、がん、神経変性疾患、代謝症候群など多くの慢性疾患の根本的なメカニズム要因です。活性酸素種(ROS)の過剰生成は、DNA損傷、脂質過酸化、タンパク質酸化を引き起こし、細胞恒常性を破壊する可能性があります。この文脈では、フリーラジカルを除去し酸化還元バランスを調節できる天然抗酸化物質は、酸化損傷や疾患進行の緩和に有望な薬剤と考えられています15。
トリュフは不飽和脂肪酸、タンパク質、ミネラル、ビタミン、アミノ酸、フェノール、ポリフェノールを豊富に含み、抗菌、抗酸化、抗がん特性と関連しています。抗酸化能力はフリーラジカルの除去効果と関連しています 25,26,27。トリュフ種の中で、T. claveryiは食用構造、地域経済的価値、フェノール化合物の豊富さが特に注目されます23。伝統的な消費や生物的活性に関する新たな証拠が出ているものの、抽出戦略がその化学組成や生物学的影響にどのように影響するかを調査する包括的な研究は限られています。
トリュフから生物活性化合物を回収するには、適用された抽出技術や溶媒の極性など、抽出パラメータに大きく影響されます。超音波補助抽出(UAE)、マセレーション補助抽出(MAE)、ソックスレット抽出(SE)などの生物物理的抽出法は、極性化合物のエネルギー入力、抽出効率、選択性の面で有意な違いを示しています28。しかし、ほとんどの研究は単一の抽出方法や限られた溶媒系に依存しており、これらの方法がT. claveryiのin vitro生物学的活性プロファイルに与える影響を比較検討する研究は限られています。したがって、本研究では、異なる極性の溶媒を用いた複数の生物物理的抽出法を体系的に比較し、T. claveryi抽出物のin vitro生物学的活性を評価します。抽出法と溶媒の極性が、方法依存的な生物学的活性の違いをもたらすと仮説が立てられました。したがって、本研究の目的は、(i) 異なる方法や溶媒間の抽出収量を比較すること、(ii) 方法依存的な抗酸化物質および細胞毒性活性の変動を評価すること、(iii) 抽出戦略に対する感受性を考慮した抗菌薬および抗生物膜反応の検証です。
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注: T. claveryi 抽出物の調製および分析に関する全体的な実験ワークフローは 図1に概略的にまとめられています。研究で使用されるすべての材料は 材料表に記載されています。
1. 菌類材料の鑑定と調製
2. 菌類材料の調製と抽出
(1)3. 抗酸化活性の決定
4. 総フェノール含有量(TPC)解析
注:文献に記載されているFolin–Ciocalteu法を用いてT . claveryi 抽出物の総フェノール含有量(TPC)を、若干修正を加えて測定してください。培養中は反応混合物を光から守りましょう。炭酸ナトリウム溶液は使用前に新鮮に準備してください。
5. LC-MS/MSを用いた植物化学分析
注:既に発表されたクロマトグラフィー法に従ってLC-MS/MS分析を行い、わずかな修正を加えてください。すべての試料と移動相を0.22μmの膜フィルターでろ過し、分析前に移動相を脱ガスします。
6. 抗菌活性試験
注意:確立された微生物学プロトコルに従い、寒天ウェル拡散法を用いて抗菌活性を評価してください。すべての微生物学的手技は、バイオセーフティキャビネット内で無菌条件下で実施してください。使用前後のすべての材料を滅菌してください。
7. バイオフィルム阻害
注:基準細菌株に対して結晶バイオレット染色アッセイを用いて抗バイオフィルム活性を評価してください。すべての処置は無菌条件下で行い、洗浄時に付着したバイオフィルムを乱さないようにしてください。
(2)8. 細胞培養および細胞毒性活性解析(MTTアッセイ)
注意:標準的な細胞生存プロトコルに従い、MTTアッセイを用いて細胞毒性効果を評価してください。すべての手順はバイオセーフティキャビネット内で無菌状態で実施し、使用前に培地と試薬を37°Cまで予温してください。

図1:実験ワークフローの概観。この 図の拡大版はこちらをクリックしてください。
9. 統計分析
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T. claveryiの分子同定
ITS領域のPCR増幅は、T . claveryi の分子同定のために汎用プライマーITS1およびITS4を用いて実施されました。得られた配列はBLASTアルゴリズムを用いてNCBIデータベース内の参照配列と解析・比較され、確定的な種同定が可能となりました(補足ファイル1)。
抽出効率
抽出効率は抽出方法や溶媒の極性によって異なりました(表1)。MAE法では抽出効率が以下の順で低下しました:水>メタノール>エチル酢酸>アセトン>n-ヘキサン(2.15〜15.01%)。SE法およびUAE法は溶媒依存的な傾向が似ており、抽出効率の低下は以下の順で示されました:水>メタノール>エチルアセテート>n-ヘキサン>アセトン(SE:2.58–9.53%;UAE:3.01–18.40%)。最も高い抽出効率(18.4...
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本研究は、 T. claveryiの比較かつ標準化された抽出・バイオアクティビティプラットフォームを確立し、抽出戦略が化学組成と生物学的機能の両方を決定する決定的な要因であることを示しました。このプロトコルの主な方法論的強みは、抽出パラメータの厳格な管理、特に固定された固液比、標準化された溶媒体積、同一抽出後の処理、バイオアッセイ前の均一なストック溶液調製にあります。これらのステップはワークフロー内の重要なコントロールポイントを表しています。溶媒量の変動、溶媒除去の不完全、または再構成濃度の不均一は、抗酸化剤や細胞毒性の比較に大きなバイアスを与えます。したがって、下流の調製条件を同一に保つことで、観察される生物学的差異は濃度の人工物ではなく質的な組成変化を反映することが保証されました。さらに、UAEおよび水性SEでの温度調節も不可欠でした。超音波抽出中のキャビテーションは局所的な高エネルギー微小環境を生み出し、質量移動を促進する可能性がありますが、慎重に制御されなければ感受性の高い代謝物を不安定化させることもあります。本研究における断続冷却は、フェノー...
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著者たちは競合する利害関係を一切認めていない。本研究の発見を裏付けるすべてのデータは、メイン原稿および補足情報ファイル内で入手可能です。本研究で生成・解析されたデータセットは、正当な要望があれば対応著者から提供可能です。
著者らは、この研究が一切資金援助を受けていないと宣言しました。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 96ウェルポリスチレンマイクロタイタープレート | ネスト・サイエンティフィック | 701001 | 細胞培養/アッセイプレート |
| ABTS(2,2'-アジノビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルフォン酸)) | シグマ・オルドリッチ | A3219 | 陽イオンラジカルスカベンジングアッセイ |
| アセトン(分析用グレード) | シグマ・オルドリッチ | 179124 | 抽出溶媒 |
| アセトニトリル(LC-MSグレード) | シグマ・オルドリッチ | 34851 | 有機移動相 |
| アシネトバクター・バウマンニー | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 17978 |
| トリプルクアッドLC-MS/MSと1290 Infinity UPLCシステム | アジレント・テクノロジーズ | 6460 | 定量的分析 |
| 解析カラム(C18、4.6 & 100 mm、3.5 & mu;m) | アジレント・テクノロジーズ(ゾルバックス) | 959990-902 | 逆位相カラム |
| 抗酸化基準(アスコルビン酸/トロロックス) | シグマ・オルドリッチ | A7506 / 238813 | 陽性対照群 |
| Applied Biosystems 3730xl DNAアナライザー | 応用バイオシステム | 3730xlDNAアナライザー | DNAシーケンシングシステム |
| 応用バイオシステム&貿易;BigDye™ターミネーター v3.1 サイクルシーケンスキット | 応用バイオシステム | 4337455 | サンガーシーケンスキット |
| バチルス・セレウス | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 14579 |
| バイオインフォマティクス解析、BioEditソフトウェア、使用アルゴリズム:CAPのコンティグアセンブリ | アイビス・バイオサイエンス | NA | シーケンスアセンブリソフトウェア |
| セルロース抽出指針 | フィッシャーブランド&トレード; | 11724043 | ソックスレット抽出に使用 |
| ジメチルスルホキシド(DMSO) | メルク | 102952 | 溶媒 |
| DNA分離キット(Plant&;菌類DNA分離キット(ポーランド) | EurX GeneMATRIX | E3595 | DNA分離 |
| DPPH(2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル) | シグマ・オルドリッチ | D9132 | ラジカルスカベンジングアッセイ |
| ダルベッコ改良イーグル・ミディアム | 山羊座、そしてnbsp; | DMEM-HA | |
| エンテロバクター・エアロジネ | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 13048 |
| 腸球菌 | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 29212 |
| 大腸菌 | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 25922 |
| エタノール | メルク | 100983 | 溶媒 |
| エチルアセテート | メルク | 109623 | 抽出溶媒 |
| 胎児用牛血清(FBS) | カプリコーン・サイエンティフィック | FBS-16A | |
| BigDyeTerminator v3.1 サイクルシーケンスキット | サーモフィッシャー | 4337455 | シーケンスキット |
| Folin-Ciocalteu 試薬 | シグマ・オルドリッチ | 47641 | 総フェノール含有量 |
| 蟻酸 | シグマ・オルドリッチ | 33015 | 移動位相加法 |
| ガリック酸 | カルロ・エルバ | 406335 | キャリブレーションカーブ |
| Gene MATRIX Plant&菌類DNA分離キット | ユーロ | E3595 | DNA分離キット |
| GraphPad プリズム(v9) | データ可視化と統計解析 | 該当なし | 統計解析 |
| 加熱マントル | 電熱およびnbsp; | EME30500 | 溶媒逆流の維持に使用されます |
| HighPrep™PCRクリーンアップシステム | マグビオ | AC-60005 | |
| 氷 | 実験室グレード | — | UAEの温度管理 |
| クレブシエラ・肺炎 | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 13883 |
| L-グルタミン | カプリコーン・サイエンティフィック | ドイツ | |
| リステリア・モノサイトゲネス | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 19115 |
| 凍凍粉 | サイエンツ | 該当なし | 抽出物の凍結乾燥 |
| 磁気ビーズ&ナッシュ;ベースのPCRクリーンアップシステム | マグビオ | AC-60005 | PCR |
| メタノール | メルク | 106009 | 抽出溶媒 |
| n-ヘキサン | メルク | 103701 | 抽出溶媒 |
| ペニシリン/ストレプトマイシン | カプリコーン・サイエンティフィック | ドイツ | |
| Pseudomonas aeruginosa | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 27853 |
| フィルターペーパー(No. 541) | シチバ | 1541-125 V | 抽出ろ過プロセスにおいて |
| ロータリーエバポレーター | ブチR100 | 11100V101 | 溶媒除去 |
| 赤痢シゲラ | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 13313 |
| 炭酸ナトリウム | メルク | 106392 | トータルフェノール解析 |
| SPECTROstar ナノマイクロプレートリーダー | BMGラボテック | 吸収度測定 | |
| 黄色ブドウ球菌 | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 25923 |
| ブドウ球菌 | ATCC | アメリカ合衆国バージニア州マナサス | ATCC 12228 |
| 統計解析ソフトウェア(SPSS、v23) | データ分析 | NA | |
| サーモサイエンティフィック・ナノドロップ2000 | サーモフィッシャー・サイエンティフィック | ND-2000 | |
| トリプトン大豆寒天(TSA) | メルク | ドイツ | — |
| トリプトン大豆ブロス(TSB) | メルク | ドイツ | — |
| 超音波ホモジナイザー | サイエンツ | SCIENTZ-650L | 超音波補助抜歯法 |
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