摘要目的:优化芜菁多糖成分提取方法,对分离、纯化出的芜菁多糖组分(BP-1)的初级结构和对糖尿病斑马鱼的降糖作用进行分析与评价.方法:以芜菁多糖得率为评价指标,采用半仿生提取法,通过单因素和Box-Behnken响应面法对料液比、提取时间和提取温度3个因素进行考察,优化提取工艺.采用Sevage法和DEAE-52纤维素柱进行分离纯化得到BP-1.采用紫外可见分光光度法(UV)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、刚果红实验、傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)对芜菁多糖的纯度、单糖组成、三螺旋结构与官能团进行结构鉴定;扫描电镜(SEM)和原子力电镜(AFM)对芜菁多糖微观结构进行观察.将斑马鱼分为空白组、BP-1-1、BP-1-10、BP-1-50、BP-1-200、BP-1-1 000组,分别加入 E3 培养基、1、10、50、200、1 000 mg·L-1 的 BP-1 溶液,对斑马鱼胚胎进行96 h暴露实验,通过对斑马鱼表型、存活率、畸形率和心率的影响评估斑马鱼对BP-1的最大耐受浓度.将实验动物随机分为空白组、模型组、BP-1-10组(10 mg·L-1)、BP-1-50组(50 mg·L-1)、BP-1-200组(200 mg·L-1),空白组使用E3培养液培养,模型组和各给药组通过10g·L-1葡萄糖联合500 μmol·L-1四氧嘧啶诱导4 dpf斑马鱼胚胎建立糖尿病模型,给药组分别加入相应剂量的BP-1溶液,空白组及模型组给予等量生理盐水.运用酶联免疫吸附测定法(ELISA)试剂盒检测葡萄糖和胰岛素(INS)含量,通过苏木素-伊红(HE)组织病理切片观察对肝脏的影响,实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测胰高血糖素基因(Glugagon)、胰岛素基因(Insa)、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1(PCK1)mRNA的表达水平.结果:经工艺优化确定最佳提取工艺为料液比1∶40(g·mL-1)、提取时间66 min、提取温度79 ℃,芜菁多糖提取率为(10.34±0.96)％.通过UV分析BP-1不含蛋白质和核酸;经GC-MS分析BP-1由阿拉伯糖、鼠李糖、核糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖6种单糖组成;刚果红实验表明分子构象不具有三螺旋结构;经FT-IR分析显示含有α-糖苷键和糖醛酸;SEM分析显示呈不规则片状结构,表面平坦光滑;AFM分析显示聚集结构可能是由分子链的相互缠绕及分子内氢键的相互作用形成的.芜菁多糖组分BP-1对斑马鱼96h-最大耐受质量浓度可确定为200 mg·L-1.药效结果显示,与空白组比较,模型组斑马鱼体内葡萄糖含量显著增高,INS含量显著降低(P＜0.01);与模型组比较,芜菁多糖BP-1-50组可明显降低葡萄糖含量,明显升高INS含量(P＜0.05).通过对肝组织的病理形态学观察发现,各剂量的BP-1对受损的肝脏组织具有一定的修复作用,BP-1-200组肝脏组织结构接近正常,肝细胞形态饱满.Real-time PCR结果显示,与空白组比较,模型组Glucagon、PCK1的mRNA显著上调,Insa的mRNA显著下调(P＜0.01);与模型组比较,BP-1-50、BP-1-200组的 Glucagon、PCK1 的 mRNA 显著下调,Insa 的 mRNA 显著上调(P＜0.01).结论:半仿生提取法提取芜菁多糖得率较高,且操作简单,成本较低,适宜工业化大规模生产.芜菁多糖组分BP-1由6种单糖组成,含α-糖苷键和糖醛酸,具有降糖活性,且对四氧嘧啶诱导的糖尿病模型斑马鱼肝脏具有一定的保护作用.