陳海蘭++蒙西南++趙尉丹+付遠妨+韋雅妮++胡庭俊
摘要:通過觀察雞血藤總黃酮乙酸乙酯部位(FEA)預(yù)處理和后處理對大腸桿菌脂多糖(LPS)刺激RAW264.7細胞所致氧化應(yīng)激的影響,探討其抗應(yīng)激活性。試驗將細胞分為空白對照組、LPS刺激組、LPS+陽性藥物組(維生素C)、LPS+不同濃度FEA組(25、50、100、200 μg/mL)。試驗1的細胞先用藥物預(yù)處理12 h,再用LPS進行刺激;試驗2則先用LPS刺激2 h后,再用藥物進行處理。分別采用Griess法和熒光探針法檢測NO分泌和活性氧(ROS)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),F(xiàn)EA預(yù)處理和后處理均能顯著抑制LPS刺激引起的NO和ROS水平的升高(P<0.05),且后處理效果更明顯。因此,F(xiàn)EA具有良好的抗氧化應(yīng)激活性,且作為治療藥物比作為預(yù)防藥物效果更佳。
關(guān)鍵詞:雞血藤總黃酮;乙酸乙酯部位;脂多糖;氧化應(yīng)激;免疫細胞
中圖分類號: R285.5文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2017)08-0154-03
近年來,我國規(guī)?;B(yǎng)殖迅猛發(fā)展,在給畜牧養(yǎng)殖業(yè)帶來革命性變化的同時,畜禽應(yīng)激綜合征的問題也開始顯現(xiàn)。飼養(yǎng)管理、環(huán)境變化、飼料營養(yǎng)、免疫治療和運輸?shù)染鶗箘游锂a(chǎn)生應(yīng)激,引起氧化損傷[1]。大量研究表明,氧化應(yīng)激可導(dǎo)致動物采食量下降、生長發(fā)育和抗病力降低、死亡率增高,并顯著降低畜產(chǎn)品品質(zhì)[1]。因此,如何預(yù)防或降低規(guī)?;B(yǎng)殖中畜禽的應(yīng)激反應(yīng)具有重要意義。
雞血藤為豆科植物密花豆(Spatholobus suberectus Dunn)的干燥藤莖,分布于廣西、云南、廣東、貴州、福建等地區(qū),主產(chǎn)于廣西,以廣西產(chǎn)者為道地藥材[2]。黃酮類化合物是雞血藤的主要活性成分,主要包括異黃酮類、異黃烷類、二氫黃酮類、花青素類、查爾酮類等[3-4]。雞血藤總黃酮可依次采用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚等有機溶劑進行萃取分離,研究發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯萃取物中黃酮化合物的含量最高[5]。雞血藤具有活血補血、調(diào)經(jīng)止痛、抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗腫瘤等多種藥理活性[6-9]?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),雞血藤總黃酮具有很強的自由基清除作用,可有效抑制Fenton體系誘導(dǎo)的大鼠心、肝、腎丙二醛(MDA)生成,抑制H2O2誘發(fā)的大鼠紅細胞氧化溶血,通過清除·OH、O2-及H2O2發(fā)揮抗氧化作用。雞血藤黃酮的強抗氧能力,使它在消除氧化應(yīng)激、增強機體免疫力、提高抗病能力方面有很大的應(yīng)用潛能。然而,目前國內(nèi)外對雞血藤黃酮抗氧化能力的研究多集中在雞血藤的提取物上,并以體外清除自由基能力檢測為主,而對雞血藤進一步純化產(chǎn)物及在細胞水平上的研究還比較少。
本試驗采用乙醇提取法從廣西產(chǎn)雞血藤中得到雞血藤總黃酮,通過有機溶劑萃取法對其進行初步分離,經(jīng)濃縮干燥后得到雞血藤總黃酮乙酸乙酯部位(FEA),然后對FEA的細胞毒性及其預(yù)處理、后處理對大腸桿菌脂多糖(LPS)刺激RAW264.7細胞所致氧化應(yīng)激的影響,探討其細胞安全性及抗應(yīng)激活性,為雞血藤的進一步開發(fā)利用提供參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
1.1.1試驗細胞小鼠單核巨噬細胞系RAW264.7細胞,購自中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所。
1.1.2藥品與試劑雞血藤飲片,購自南寧市中堯路中藥材市場,產(chǎn)地為廣西崇左市,經(jīng)廣西大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院藥理實驗室鑒定為雞血藤正品。藥材飲片經(jīng)粉碎成中細粉后(過4號篩),采用乙醇提取法,以50%乙醇溶液為溶劑,在 1 g ∶30 mL 料液比和80 ℃條件下提取3 h。提取液經(jīng)過濾、濃縮、初步純化后,依次用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇進行萃取,并對乙酸乙酯萃取液通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除有機溶劑得到棕黃色粉末,即為雞血藤黃酮乙酸乙酯部位(FEA)。3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)、維生素C(VC)、2′,7′-二氯熒光黃雙乙酸鹽(DCFH-DA)、大腸桿菌脂多糖(LPS)、亞硝酸鈉(NaNO2)、萘乙烯二胺和對氨基苯磺酸,均購自美國Sigma公司,胎牛血清(FBS)、DMEM培養(yǎng)液、青鏈霉素(PS),均購自Gibco公司。
1.2試驗內(nèi)容與方法
1.2.1FEA的細胞毒性研究將對數(shù)生長期的RAW264.7細胞以1×105個/mL的濃度接種于96孔板中,100 μL/孔。37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)過夜后,棄去上清液,每孔加入 90 μL 新鮮培養(yǎng)液和10 μL不同濃度的FEA溶液,使其終濃度為50、100、200、400、800 μg/mL。同時設(shè)對照組,加入 90 μL 新鮮培養(yǎng)液和10 μL磷酸緩沖鹽溶液(PBS)。每個處理設(shè)4個重復(fù)。繼續(xù)培養(yǎng)72 h后,棄去含藥培養(yǎng)液,每孔加入90 μL新鮮培養(yǎng)液和10 mL MTT儲存液(5 mg/mL),37 ℃孵育4 h后,每孔加入100 μL MTT結(jié)晶溶解液[10%十二烷基硫酸鈉(SDS),10 mmol/L HCl],37 ℃孵育過夜,使紫色結(jié)晶充分溶解,用多功能酶標儀檢測D595 nm,并根據(jù)以下公式計算細胞相對活性:
細胞相對活性=D試驗-D空白1D對照-D空白×100%。
1.2.2FEA預(yù)處理對LPS刺激免疫細胞氧化應(yīng)激的作用取對數(shù)生長期的RAW264.7細胞,以1×105 個/mL的濃度接種于96孔板中,100 μL/孔,并分為對照組、LPS組、VC100組、FEA25組、FEA50組、FEA100組和FEA200組,每個處理組設(shè)4個重復(fù)。37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)過夜后,棄去上清液,對照組每孔加入90 μL新鮮培養(yǎng)液和10 μL PBS,VC100組每孔加入90 μL新鮮培養(yǎng)液和10 μL 1 000 μg/mL VC溶液,F(xiàn)EA25~FEA200組每孔分別加入100 μL終濃度為25、50、100、200 μg/mL 的FEA溶液。藥物處理12 h后,棄去上清液,除對照組外,每孔加入終濃度為1 μg/mL LPS溶液。刺激2 h后,棄去含LPS培養(yǎng)液,換新鮮培養(yǎng)液(100 μL/孔)繼續(xù)培養(yǎng)4 h后,檢測上清液中NO濃度及細胞中活性氧(reactive oxygen, 簡稱ROS)水平。
1.2.3FEA后處理對LPS刺激免疫細胞氧化應(yīng)激的作用取對數(shù)生長期的RAW264.7細胞,以1×105 個/mL的濃度接種于96孔板中,100 μL/孔,分組方式同“1.2.2”節(jié)。37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)過夜后,棄去上清液,除對照組外,每孔加入終濃度為1 μg/mL的LPS溶液。刺激2 h后,棄去上清液,對照組每孔加入90 μL新鮮培養(yǎng)液和10 μL PBS,VC100組每孔加入90 μL新鮮培養(yǎng)液和10 μL 1 000 μg/mL VC溶液,F(xiàn)EA25~FEA200組每孔分別加入100 μL終濃度為25、50、100、200 μg/mL的FEA溶液。繼續(xù)培養(yǎng)8 h后,檢測上清液中NO濃度及細胞中ROS水平。
1.2.4NO濃度的檢測稱取6.9 mg NaNO2加入100 mL超純水中溶解,配成1 mmol/L的儲存液。用NaNO2儲存液配制濃度為100、80、60、40、20、0 μmol/L的標準稀釋液,各取 100 μL,加入100 μL Griess試劑(等體積混合的0.1%萘乙烯二胺和1%對氨基苯磺酸),振蕩,室溫避光反應(yīng)10 min,于多功能酶標儀上檢測D550 nm,并以NaNO2濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標制作標準曲線。
取100 μL細胞上清液,加入100 μL Griess試劑測定D550 nm作對照,并根據(jù)NaNO2標準曲線計算NO濃度。
1.2.5ROS水平的檢測棄去培養(yǎng)液,用PBS洗滌細胞3次,每孔加入50 μL 10 μmol/L的DCFH-DA熒光探針,37 ℃、5% CO2孵育30 min,每10 min輕輕搖勻1次。孵育結(jié)束后,棄上清液,用PBS洗滌3次,于多功能酶標儀激發(fā)波長488、525 nm處檢測熒光強度。
1.3數(shù)據(jù)分析
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0進行分析,采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)方法,進行LSD組間比較,結(jié)果以“平均值±標準差”的形式表示。
2結(jié)果與分析
2.1細胞毒性作用研究
用不同濃度的FEA處理RAW264.7細胞后,利用MTT法檢測細胞活性以分析FEA的細胞毒性作用。由圖1可見,當(dāng)FEA濃度≤200 μg/mL 時,細胞存活率均接近對照組;隨著FEA濃度的增大,細胞活性逐漸下降,當(dāng)FEA濃度 ≥400 μg/mL 時,細胞活性顯著或極顯著低于對照組。因此,F(xiàn)EA的安全濃度范圍為0~200 μg/mL,在此范圍內(nèi)對RAW264.7細胞的生長無不良影響。
2.2FEA預(yù)處理對LPS刺激免疫細胞氧化應(yīng)激的作用
為了探討FEA對氧化應(yīng)激的預(yù)防作用,RAW264.7細胞先用系列濃度的FEA處理12 h,然后用LPS刺激誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的產(chǎn)生,再對NO分泌水平和ROS水平進行分析。由圖2可知,LPS刺激4 h后,NO分泌水平有所升高,但是與對照組相比差異不顯著;與模型組(LPS)比較,F(xiàn)EA預(yù)處理可以降低NO分泌水平,且在25、200 μg/mL時,差異極顯著(P<001)。從圖3可以看出,LPS刺激后,RAW264.7細胞內(nèi)的ROS水平顯著升高(P<0.05),而FEA預(yù)處理則可以顯著降低ROS水平,在FEA濃度為100 μg/mL時差異極顯著(P<0.01)。這些結(jié)果表明,F(xiàn)EA預(yù)處理對于預(yù)防LPS誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激具有一定的保護作用。
2.3FEA對LPS刺激免疫細胞氧化應(yīng)激的作用
進一步研究FEA對LPS誘導(dǎo)RAW264.7細胞氧化應(yīng)激
的治療作用。與預(yù)防試驗不同的是,本試驗先用LPS刺激RAW264.7細胞建立氧化應(yīng)激模型,然后用不同濃度的FEA處理細胞,通過檢測NO、ROS水平的變化,分析其抗氧化應(yīng)激作用。由圖4、圖5可知,LPS刺激RAW264.7細胞后,NO、ROS水平均極顯著升高(P<0.01),表明免疫細胞氧化應(yīng)激模型已成功建立。相比于模型組,經(jīng)VC或25~200 μg/mL的FEA處理后,NO水平均極顯著下降(P<0.01),且較高濃度的FEA(50~200 μg/mL)可同時顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)下調(diào)ROS水平。因此,F(xiàn)EA后處理對于LPS誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化應(yīng)激具有良好的抑制作用,效果與對照藥物VC相當(dāng)。
3討論與結(jié)論
氧化應(yīng)激是指機體遭受各種有害刺激時,機體內(nèi)的活潑分子如活性氧自由基(reactive oxygen free radicals)產(chǎn)生并堆積,超過了動物機體對過氧化物的清除能力,致使機體的氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡[10]?;钚匝跏呛醒醴肿拥淖杂苫?,包括超氧陰離子( O-2· )、過氧化氫(H2O2)、次氯酸離子(OCl-)和一氧化氮(NO)。ROS含有的不成對電子使其具有很強的反應(yīng)活性,極易攻擊DNA、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等生物分子,造成機體組織的氧化損傷,加速機體的衰老,引發(fā)炎癥,導(dǎo)致各種慢性疾病的發(fā)生[11-12]。當(dāng)機體受到刺激時,細胞內(nèi)成分轉(zhuǎn)移至細胞膜的內(nèi)表面,形成具有NADPH氧化酶活性的完全活性酶復(fù)合物,進而催化ROS的生成[13]。脂多糖是介導(dǎo)系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)綜合征的主要啟動因子,它可激活單核細胞和巨噬細胞,引起NO和炎性細胞因子的合成與釋放,進而導(dǎo)致機體一系列炎癥反應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展[14-15]。
本試驗中,首先通過MTT法研究了FEA的細胞毒性作用,發(fā)現(xiàn)其細胞毒性較低,在≤200 μg/mL范圍內(nèi)對RAW264.7細胞的生長無明顯不良影響。然后,通過預(yù)防試驗和治療試驗探討了FEA的抗氧化應(yīng)激活性。研究發(fā)現(xiàn),LPS刺激RAW264.7細胞后,NO、ROS水平明顯上升,提示氧化應(yīng)激的發(fā)生。FEA預(yù)處理和后處理,基本能不同程度抑制LPS刺激引起的NO和ROS產(chǎn)生,表明FEA能夠改善RAW264.7細胞氧化應(yīng)激損傷,與黃酮類化合物較強的自由基清除能力和抗氧化能力相關(guān),并與黃酮類化合物可通過抑制炎癥因子(NO、TNF-α等)的釋放降低細胞氧化損傷的報道[16-17]相一致。另外,相比于藥物預(yù)處理(預(yù)防試驗),先造成氧化應(yīng)激再用藥物處理(治療試驗),F(xiàn)EA的作用更加明顯。治療試驗中,NO、ROS水平均顯著或極顯著低于LPS刺激組(P<0.05或P<0.01),表明在抗應(yīng)激反應(yīng)中,F(xiàn)EA更適宜作為治療藥物使用。
綜上所述,本試驗先通過MTT法檢測了FEA的細胞毒性,然后通過分析FEA預(yù)處理或后處理對LPS刺激RAW264.7細胞NO、ROS分泌水平的影響,探討了其抗氧化應(yīng)激作用。試驗觀察到FEA在0~200 μg/mL濃度內(nèi)對RAW264.7細胞的生長無明顯不良影響,能顯著或極顯著抑制LPS誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng),且后處理比預(yù)處理細胞對LPS誘導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)的抑制作用更明顯,表明FEA更適合作為治療藥物用于抵抗氧化應(yīng)激反應(yīng)。
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