维药鹰嘴豆中植物铁蛋白的分离纯化及应用基础研究

具有2千余年药用历史的鹰嘴豆（Cicer arietinum L）是常用的传统维药，对缺铁性疾病引起的乏力、食欲不振、皮肤瘙痒等症状具有明显改善作用。前期研究发现鹰嘴豆中存在大量植物铁蛋白，这或是鹰嘴豆缓解缺铁症状的重要物质基础。本项目将综合运用天然产物化学、分析化学和现代药理学等手段，绿色高效地制备鹰嘴豆植物铁蛋白，鉴定其化学结构，测定其理化性质，评价其补铁功效，明确其作用机理，解释鹰嘴豆传统药用经验的科学性；同时，为了拓展鹰嘴豆应用新领域，提升资源的综合利用附加值，项目将以所得鹰嘴豆铁蛋白作为模板，创新性地构建具有良好组织相容性的磁性植物铁蛋白，并对该新型磁性纳米材料的生物医学应用前景进行基础性研究。本项目的实施将极大丰富人们对鹰嘴豆药用物质基础的认识，进而挖掘其全新应用价值，为纳米治疗与医学成像等提供优良材料突破，使古老民族药材在现代生物医学领域中焕发新生机。

本课题共分4部分进行，基本达成了预设任务。成功建立并优化了鹰嘴豆铁蛋白的提取工艺，该工艺经济高效且稳定，显著提高了鹰嘴豆铁蛋白产量。通过阴离子交换柱层析和凝胶过滤柱层析，得到电泳纯的鹰嘴豆铁蛋白，是进一步结构鉴定、功能表征和应用的前提。首次考察了鹰嘴豆粗铁蛋白对缺铁性贫血模型大鼠的改善作用，为进一步铁蛋白研究开发为植物源补铁制剂提供理论基础。成功构建了植物来源磁性铁蛋白，并对其理化性质、磁学性质及其在磁感应升温方向的应用型做出了系统的研究。1、在单因素实验的基础上，进行L9(34)正交实验及根据 Box-Behnken 原理采用三因素三水平的响应面实验，确定的最优工艺参数为，用pH 7.5的KH2PO4- NaOH缓冲液以料液比1:4匀浆，再经浓度70 mmol/L的MgCl2盐析。MgCl2能够特异性的析出铁蛋白，加入 MgCl2 晶体进行盐析，首先析出淀粉，再析出铁蛋白，可以通过加MgCl2 晶体后立即离心的方法除去部分淀粉。铁蛋白析出后不复溶于上清液中，可用上清对铁蛋白进行清洗，以除去共沉淀的淀粉和核糖体等杂质。2、通过DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换柱层析和Sephacryl S-500凝胶过滤多次柱层析，得到电泳纯的鹰嘴豆铁蛋白，其分子量为560 KDa，其只有一种分子量为27.9 KDa的亚基。温度会影响铁蛋白稳定性，实验中尽量保持低温下操作，且放置时间不宜过长，以免铁蛋白亚基的降解。3、饲喂大鼠低铁饲料四周，成功建立造缺铁性贫血模型，通过给予大鼠灌胃鹰嘴豆粗铁蛋白，血红蛋白浓度相比对照组都明显恢复，都提高至110 g/L以上，达到正常水平，且能提高血清铁、RBC及HCT浓度，改善缺铁性贫血所致器官重量降低。鹰嘴豆铁蛋白能有效防治缺铁性贫血。4、成功制备了磁性鹰嘴豆铁蛋白，这是首次制备植物来源磁性铁蛋白。考察了其外观与磁学性质，结果表明产物分散均一，磁性铁核清晰可见，具有一定的铁磁性。在500kHz条件下，该材料能够在10 min内迅速升温2℃，但还不足以达到肿瘤磁感应热疗介质所需要的温度。.研究成果发表论文4篇。