關(guān)鍵詞:奇楠;精油;抗炎;RAW264.7細(xì)胞;信號(hào)通路
中圖分類號(hào):R285.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
沉香是瑞香科沉香屬(Aquilaria)或擬沉香屬(Gyrinops)植物含有樹(shù)脂的芯材[1],主要分布于印度、緬甸、老撾、越南、中國(guó)、柬埔寨、泰國(guó)等亞洲國(guó)家[2]。在我國(guó),主要分布在廣東、海南、廣西、福建和臺(tái)灣等地區(qū)。沉香作為一種熱帶特色作物,具有抗氧化、鎮(zhèn)痛抗炎、降糖等良好功效[3]。近年來(lái),隨著沉香的市場(chǎng)需求增加,香農(nóng)們從白木香天然林內(nèi)選育出一類具有優(yōu)良特性的品系,該品系具有結(jié)香早、結(jié)香快、結(jié)香質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),俗稱易結(jié)沉香,即為奇楠沉香。奇楠又稱伽南、伽楠、伽藍(lán)、棋楠等,英文名有Kanankoh、Kyara、Chi-Nan、Qi-Nan 等[4],其價(jià)格是普通沉香的上百甚至上千倍。隨著奇楠人工培育技術(shù)逐漸成熟,奇楠沉香已初步形成產(chǎn)業(yè)[5]。奇楠沉香與普通沉香的主要區(qū)別在于其香氣更加持久綿長(zhǎng)、質(zhì)地較軟,油脂含量豐富,提取物得率及色酮含量比普通沉香更高[6]。張琳等[7]從奇楠沉香中分離的6-羥基-2-[2-(3-羥基-4-甲氧基苯)乙基]色酮能抑制由LPS 誘導(dǎo)RAW264.7 細(xì)胞產(chǎn)生NO 的作用,初步說(shuō)明奇楠沉香具有抗炎活性。
奇楠沉香精油(Qi-Nan essential oil, QEO)作為奇楠沉香最重要的活性成分,具有多種生物活性,但目前針對(duì)QEO 的研究主要集中在成分分析鑒定和簡(jiǎn)單活性評(píng)價(jià)。有研究團(tuán)隊(duì)對(duì)從水蒸氣蒸餾法提取的QEO 進(jìn)行成分分析,發(fā)現(xiàn)其倍半萜類化合物含量差異很大, 分別為76.31%[8] 和90.28%[9],說(shuō)明QEO 成分可能與品種、品質(zhì)和種植地等因素有關(guān)。余珍[10]對(duì)3 種不同品種的QEO進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)QEO 的主要成分均為倍半萜類、2-(2-苯乙基)色酮類和簡(jiǎn)單芳香族化合物,且具有抑制NO 產(chǎn)生的效果。此外,陳細(xì)欽等[11]對(duì)比了分別用水蒸氣蒸餾和超臨界萃取的普通沉香精油和QEO,結(jié)果表明超臨界萃取的精油抗氧化活性均強(qiáng)于水蒸氣蒸餾精油,并且QEO 對(duì)于LPS 誘導(dǎo)的RAW264.7 細(xì)胞存活率的抑制作用最佳,這可能是奇楠沉香中的色酮類成分含量遠(yuǎn)高于普通沉香。在現(xiàn)有關(guān)于QEO 的研究中,已初步證實(shí)其具有抗炎活性,但鮮有對(duì)超臨界CO2 萃取法提取QEO的抗炎活性進(jìn)行系統(tǒng)研究的報(bào)道。
本研究擬以超臨界CO萃取法提取的QEO作為研究對(duì)象,通過(guò)GC-MS 分析QEO揮發(fā)性成分,并對(duì)QEO的抗氧化活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。然后,采用生物信息學(xué)手段對(duì)QEO與炎癥相關(guān)的靶點(diǎn)、主要活性成分及相關(guān)的信號(hào)通路進(jìn)行預(yù)測(cè)。最后利用LPS 誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞建立炎癥模型驗(yàn)證QEO的抗炎活性,以期為奇楠沉香產(chǎn)業(yè)的深入開(kāi)發(fā)和高效利用提供理論基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 材料與試劑 奇楠沉香木種植于廣東省茂名市茂南區(qū)山閣鎮(zhèn)黃杰村委會(huì)塘尾村(110°57′9.594″E, 21°42′47.5272″N)。小鼠巨噬細(xì)胞(RAW264.7)購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院細(xì)胞庫(kù)。DMEM 培養(yǎng)基、PBS 緩沖液、雙抗(ThermoFisherScientific Gibco )、脂多糖( lipopolysaccharide,LPS)購(gòu)自Sigma 公司;胎牛血清(FBS)購(gòu)自Serana 公司;CCK-8 試劑盒、一氧化氮(NO)檢測(cè)試劑盒、活性氧(ROS)試劑盒購(gòu)自碧云天生物技術(shù)有限公司;P65、P-P65、P-IκB-α、IκB-α、β-Actin、二抗購(gòu)自Santa Cruz 公司。
1.1.2 儀器與設(shè)備 氣相色譜質(zhì)譜連用儀,日本島津公司;二氧化碳恒溫培養(yǎng)箱,美國(guó)ThermoScientific 公司;酶標(biāo)儀,美國(guó)BIO-TEX 公司;倒置熒光顯微鏡,日本Olympus 公司;電泳系統(tǒng)、電轉(zhuǎn)系統(tǒng),美國(guó)Bio-Rad 公司;凝膠成像系統(tǒng),中國(guó)Tanon 公司。
1.2 方法
1.2.1 精油提取和純化 奇楠沉香木粉碎后過(guò)80 目篩,準(zhǔn)確稱取100 g 放入萃取罐。設(shè)置萃取條件為30 MPa,45 ℃,二氧化碳流量為20 L/h,萃取4 h。然后將萃取物放入專用的分子蒸餾中進(jìn)行分離純化,并收集餾出物,即獲得QEO。
1.2.2 成分分析 將QEO 溶解于正己烷中,使用0.22 μm 尼龍膜過(guò)濾,備用。采用HP-5 彈性石英毛細(xì)管柱(0.25 mm×30 m,0.25 μm),進(jìn)樣量為1 μL。分別設(shè)置流速(1.0 mL/min)、分流比(30∶1)、進(jìn)樣溫度(250 ℃)和傳輸線溫度(280 ℃)。起始溫度120 ℃,3 min,然后以3 ℃/min 升至180 ℃,再以10 ℃/min 升至250 ℃,保持10 min。EI 電離70 eV,離子源溫度為230 ℃,四級(jí)桿溫度150 ℃,掃描方式為全掃描,掃描范圍為35~600 m/z。
1.2.3 DPPH 自由基清除能力 將QEO 溶液與DPPH 的甲醇溶液混合,常溫避光反應(yīng)30 min,測(cè)定517 nm 處的吸光值,記為A。等量的無(wú)水乙醇和DPPH 的甲醇溶液混合作為空白反應(yīng)體系,并測(cè)得吸光值,記為A。以維生素C(Vc)作為陽(yáng)性對(duì)照。DPPH 的清除能力按以下公式計(jì)算:
1.2.4 總抗氧化能力 將FRAP 工作液與QEO充分混勻,室溫避光反應(yīng)10 min,蒸餾水調(diào)零,于593 nm 處測(cè)其吸光值,VC 作為陽(yáng)性對(duì)照。以FeSO 溶液作為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,總抗氧化能力值以Fe2+含量表示,單位為μmol/mL。
1.2.5 生物信息學(xué)分析 在PubChem 網(wǎng)站檢索QEO 的成分Smlies,然后將Smlies 導(dǎo)入SwissTarget Prediction 數(shù)據(jù)庫(kù),使用Uniprot 數(shù)據(jù)庫(kù)校正靶點(diǎn)。以inflammation 為關(guān)鍵詞,在GeneCards、Disgenet、OMIM 數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,結(jié)果采用Venny2.1.0 構(gòu)建韋恩圖,獲取QEO 與炎癥的交集靶點(diǎn)。將交集靶點(diǎn)導(dǎo)入String 數(shù)據(jù)庫(kù),保存蛋白交互信息文件。使用Cytoscape 3.9.1 軟件構(gòu)建藥物成分靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖和蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)圖(protein-proteininteraction, PPI)。通過(guò)David 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)交集靶點(diǎn)進(jìn)行KEGG 和GO 富集分析,并使用微生信平臺(tái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行可視化。
1.2.6 細(xì)胞培養(yǎng) RAW264.7 細(xì)胞采用DMEM完全培養(yǎng)基(10% FBS 和1%雙抗)于37 ℃、5%CO2 細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
1.2.7 細(xì)胞活力測(cè)定 試驗(yàn)組分別加入不同濃度的QEO(1、10、20、50 μg/mL),空白組加入等體積的DMEM 培養(yǎng)基,于細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育24 h。使用CCK-8 法檢測(cè)QEO 對(duì)細(xì)胞毒性的影響:棄除培養(yǎng)液,加入CCK-8 試劑,培養(yǎng)箱中孵育30 min,采用酶標(biāo)儀在450 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定每孔吸光值,計(jì)算細(xì)胞的活力。
1.2.8 NO 含量測(cè)定 試驗(yàn)組加入不同濃度的QEO(1、10、20 μg/mL),培養(yǎng)2 h,無(wú)QEO 為空白組(COG);然后加入終濃度為1 μg/mL 的LPS 刺激24 h,COG 中加入LPS 處理為模型組(MOG)。取上清液并依次加入NO 含量檢測(cè)試劑,測(cè)定540 nm 處的吸光值,根據(jù)NO 標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算濃度。
1.2.9 NO 熒光強(qiáng)度測(cè)定 如1.2.8 處理細(xì)胞后,吸取并棄除培養(yǎng)基,加入濃度為5 μmol/L 的DAFFMDA,37 ℃孵育30 min 后,用PBS清洗3次。利用倒置熒光顯微鏡拍照并記錄細(xì)胞熒光強(qiáng)度。
1.2.10 活性氧(ROS)含量測(cè)定 如1.2.8 處理細(xì)胞后, 吸取并棄除培養(yǎng)基。加入濃度為10 μmol/L 的DCFH-DA 工作液,37 ℃避光孵育30 min 后,用PBS 清洗3 次。利用倒置熒光顯微鏡拍照并記錄細(xì)胞熒光強(qiáng)度。
1.2.11 ELISA 檢測(cè)炎癥因子含量 細(xì)胞處理同1.2.8。使用ELISA 試劑盒對(duì)培養(yǎng)基中炎癥因子(TNF-α、IL-6 和IL-1β)含量進(jìn)行檢測(cè)。
1.2.12 Western blot 檢測(cè)蛋白表達(dá)水平 細(xì)胞處理同1.2.8。使用細(xì)胞刮收集細(xì)胞后加入裂解液在冰上進(jìn)行快速裂解,然后進(jìn)行4 ℃、13000g高速離心,吸取上清備用。調(diào)整蛋白濃度后進(jìn)行變性即獲得蛋白樣品。然后通過(guò)電泳和轉(zhuǎn)膜將目標(biāo)蛋白轉(zhuǎn)移至NC膜上,并采用常溫封閉(1 h)、一抗(4 ℃過(guò)夜)和二抗(常溫,1 h)孵育得到目標(biāo)蛋白條帶。最后采用化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集。
1.3數(shù)據(jù)處理
每次試驗(yàn)重復(fù)3次以上,各組數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示,使用Origin 2021和Prism 9.0軟件作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 奇楠沉香精油揮發(fā)性成分分析
采用GC-MS方法對(duì)QEO揮發(fā)性成分進(jìn)行分析,得到總離子流色譜圖(圖1)。結(jié)果如表1 所示,從QEO 中鑒定出37種成分,其主要的化合物類別為色酮類(50.08%)、倍半萜類(26.28%)、芳香族化合物(12.59%)(圖2)。通過(guò)峰面積歸一化法測(cè)定相對(duì)百分含量前5 位從高到低依次為2-(2-苯乙基)-色酮(50.08%)、石竹素(8.45%)、綠葉烷(6.46%)、欖香醇(3.88%)、2-烯丙基-6-甲基苯酚(2.78%)。其中,相對(duì)含量最高的成分為2-(2-苯乙基)-色酮,說(shuō)明其為QEO 的主要揮發(fā)性成分。此外,研究發(fā)現(xiàn)從白木香中分離出的2-(2-苯乙基)-色酮[12]及其衍生物[13]能夠顯著抑制LPS 誘導(dǎo)RAW264.7 細(xì)胞NO 的過(guò)量產(chǎn)生,表明其具有良好的抗炎活性。
2.2 奇楠沉香精油抗氧化活性的測(cè)定
本研究測(cè)試1~50 mg/mL 濃度范圍內(nèi)QEO 清除DPPH 自由基的能力。從圖3A 可以看出QEO對(duì)DPPH 自由基清除能力隨著QEO濃度增大逐漸增強(qiáng),在濃度為1 mg/mL 時(shí),QEO 清除率為51.98%。此外,可明顯看出QEO 清除DPPH 自由基的能力在20 mg/mL 時(shí)達(dá)到最大值,說(shuō)明QEO在1~50 mg/mL 范圍具有一定的清除DPPH 自由基的能力。如圖3B 所示,QEO 總抗氧化能力的結(jié)果以每毫升含有的Fe2+含量表示。FeSO 標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=4.8772x+0.001,R2=0.9998,說(shuō)明線性良好,可用于抗氧化能力的計(jì)算。在1~10 mg/mL濃度范圍內(nèi),隨著QEO 濃度增大,F(xiàn)e2+含量逐漸增加,表示QEO 的還原力也逐漸增強(qiáng),說(shuō)明QEO的總抗氧化能力與濃度存在一定的量效關(guān)系。
2.3奇楠沉香精油生物信息學(xué)分析
通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)篩選得到QEO活性成分靶點(diǎn)有594 個(gè),炎癥靶點(diǎn)15394個(gè),QEO 與炎癥的交集靶點(diǎn)共有553個(gè)(圖4)。圖5A 為QEO 活性成分交集靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖,根據(jù)degree值的大小,排名前15 的關(guān)鍵活性成分為紫蘇醇、欖香醇、α-古巴烯-11-醇、1,3-雙-(2-環(huán)丙基,2-甲基環(huán)丙基)-丁-2-烯-1-酮、異香橙烯環(huán)氧化物、石竹素、1b,5,5,6a-四甲基-八氫-1-氧雜環(huán)丙烷并[a]茚-6-酮、異香葉醇、順式-(Z)-α-雙沒(méi)藥烯環(huán)氧化物、纈草提取物、α-甜沒(méi)藥醇、氧雜環(huán)十四烷-4,11-二炔、除蟲(chóng)菊酯、2-(2-苯乙基)色酮、2-甲基-3-(苯磺?;┘谆?2-環(huán)戊烯-1-酮。從圖5A 中可看出QEO發(fā)揮抗炎活性時(shí)具有多成分、多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn)。如圖5B所示,QEO 發(fā)揮抗炎活性的關(guān)鍵靶點(diǎn)主要包括SRC、MAPK1、AKT、HSP90AA1、PI3K3CA 等。在David 數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)QEO作用炎癥的553 個(gè)交集靶蛋白進(jìn)行GO 注釋分析和KEGG 信號(hào)通路富集分析。如圖6A 所示,QEO發(fā)揮抗炎活性可能與細(xì)胞質(zhì)膜上的靶點(diǎn)、以及蛋白磷酸化和ATP 結(jié)合等作用環(huán)節(jié)有關(guān)。KEGG富集分析得到186 條信號(hào)通路,以P 值作為富集程度顯著性標(biāo)準(zhǔn),取排名前20 條通路建立氣泡圖。如圖6B 所示,QEO作用炎癥反應(yīng)較顯著的通路主要有NF-κB、MAPK和PI3K-Akt 等炎癥信號(hào)通路,以上結(jié)果說(shuō)明QEO可能是通過(guò)上述信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用。因此,本研究在生物信息學(xué)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)考察QEO對(duì)NF-κB信號(hào)通路的調(diào)控作用。
2.4 奇楠沉香精油對(duì)RAW264.7細(xì)胞活力的影響
如圖7 所示,將1、10、20、50 μg/mL QEO作用于RAW264.7 細(xì)胞24 h 后對(duì)細(xì)胞存活率進(jìn)行檢測(cè)。與COG 相比,在QEO 濃度為50 μg/mL時(shí),細(xì)胞存活率為43.24%,顯示出極顯著毒性。當(dāng)QEO 濃度在1~20 μg/mL 濃度范圍內(nèi),細(xì)胞活力與COG 相比均無(wú)明顯差異。因此,選取1、10、20 μg/mL 濃度的QEO 進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
2.5 奇楠沉香精油對(duì)RAW264.7細(xì)胞NO含量的影響
根據(jù)說(shuō)明書(shū),以NaNO作為標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制NO 標(biāo)準(zhǔn)曲線,回歸方程為y=0.0082x?0.007,R2=0.9996,說(shuō)明在此濃度范圍內(nèi)線性良好,可用于NO含量的計(jì)算。如圖8 所示,LPS 使對(duì)照組中的NO含量顯著升高到COG的5倍,說(shuō)明LPS能顯著刺激RAW264.7 細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng),而1、10、20 μg/mL QEO處理組能夠極顯著地抑制NO的過(guò)量產(chǎn)生(P<0.001),且呈濃度依賴性。
2.6奇楠沉香精油對(duì)RAW264.7細(xì)胞NO熒光強(qiáng)度的影響
如圖9 所示,與空白組相比,LPS導(dǎo)致細(xì)胞中熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)(P<0.001),表示LPS刺激使得細(xì)胞中的NO含量顯著增加。而加入QEO的處理組,隨著QEO濃度的增加,其熒光強(qiáng)度逐漸減弱。說(shuō)明LPS能夠刺激RAW264.7細(xì)胞產(chǎn)生明顯的炎癥反應(yīng),而QEO處理使得這種炎癥反應(yīng)有所緩解。
2.7奇楠沉香精油對(duì)RAW264.7細(xì)胞ROS水平的影響
在LPS誘導(dǎo)的炎癥過(guò)程中,細(xì)胞可能會(huì)受到刺激產(chǎn)生過(guò)量的ROS,導(dǎo)致ROS 和抗氧化劑之間的失衡,誘發(fā)免疫功能紊亂[14]。細(xì)胞中ROS 的熒光強(qiáng)度如圖10 所示,和COG 相比,LPS 刺激RAW264.7 細(xì)胞產(chǎn)生了大量的ROS。但經(jīng)過(guò)1、10、20 μg/mL QEO 處理后,細(xì)胞內(nèi)ROS 的含量呈濃度依賴性極顯著降低(P<0.001),其中20 μg/mLQEO處理組的熒光水平與COG 基本一致。
2.8 奇楠沉香精油對(duì)RAW264.7細(xì)胞炎癥因子的影響
RAW264.7細(xì)胞被激活時(shí),炎癥因子(TNF-α、IL-6 和IL-1β)會(huì)過(guò)度釋放,這將使炎癥反應(yīng)進(jìn)一步加重甚至失控,最終導(dǎo)致機(jī)體炎性病理?yè)p傷[15]。如圖11 所示,與COG相比,MOG 中的TNF-α、IL-6 和IL-1β 經(jīng)過(guò)LPS 刺激后,其含量均極顯著增加(P<0.001),而在1、10、20 μg/mL的QEO 預(yù)處理的試驗(yàn)組,TNF-α、IL-6 和IL-1β的含量隨著QEO濃度的增加呈極顯著降低(P<0.001),說(shuō)明QEO 能夠劑量依賴性地抑制LPS 誘導(dǎo)RAW264.7 細(xì)胞炎癥因子的過(guò)度產(chǎn)生。結(jié)果表明QEO 可以顯著抑制由LPS 刺激導(dǎo)致的RAW264.7細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。
2.9 奇楠沉香精油對(duì)RAW264.7細(xì)胞NF-κB信號(hào)通路的影響
為了進(jìn)一步研究QEO發(fā)揮抗炎活性的作用機(jī)制,通過(guò)蛋白免疫印跡實(shí)驗(yàn)對(duì)NF-κB 信號(hào)通路進(jìn)行研究。如圖12 所示,當(dāng)RAW264.7 細(xì)胞被LPS刺激后,P-P65和P-IκB-α蛋白的表達(dá)極顯著增加(P<0.001)。然而,經(jīng)過(guò)QEO的預(yù)處理能極顯著下調(diào)細(xì)胞中P-P65 和P-IκB-α蛋白的表達(dá)(P<0.001),并且隨著QEO 的增加,其磷酸化蛋白的表達(dá)水平逐漸下降,說(shuō)明QEO 對(duì)于P65 和IκB-α 蛋白磷酸化的抑制具有顯著效果,能夠抑制NF-κB 通路的激活,進(jìn)而發(fā)揮良好的抗炎活性作用。
3 討論
目前有關(guān)沉香的研究不斷加深,沉香功效也得到了更多發(fā)掘和利用。QEO作為奇楠沉香最重要的活性成分,開(kāi)發(fā)價(jià)值巨大。本研究從QEO中共鑒定出37 種成分,其主要的化合物類別為色酮類、倍半萜類和芳香族化合物, 含量分別為50.08%、26.28%和12.59%。大量研究發(fā)現(xiàn)從沉香中分離出的色酮類[16]和倍半萜類[17]化合物具有較好的抗炎作用,能夠減輕炎癥損傷。此外,YANG 等[18]對(duì)野生和人工栽培的奇楠沉香進(jìn)行成分比較,發(fā)現(xiàn)其中的色酮類含量明顯不同,分別為72.43%和95.61%,本研究結(jié)果與此也有較大差異,這可能與奇楠沉香的種植地、結(jié)香方式不同有關(guān)。通過(guò)體外抗氧化活性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),QEO在1~50 mg/mL濃度范圍的DPPH自由基清除率和總抗氧化能力隨著濃度的增加而上升,結(jié)果表明QEO 具有較好的抗氧化活性。研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的抗氧化劑的有效成分均具有抗炎特性[19],綜合以上分析表明QEO 在抗炎方面具有巨大的潛力。
本研究基于上述結(jié)果,采用生物信息學(xué)方法預(yù)測(cè)分析QEO的抗炎作用機(jī)制。篩選出QEO 與炎癥交集靶點(diǎn)553個(gè),通過(guò)拓?fù)浞治龅玫降某煞?靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖可以看出QEO中的核心成分類型為倍半萜類化合物和2-(2-苯乙基)色酮,這些結(jié)果提示QEO具有多組分、多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn)。GO 和KEGG 富集分析結(jié)果表明QEO主要通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、樹(shù)突等細(xì)胞組分參與基因表達(dá)的調(diào)控,主要涉及蛋白磷酸化、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖的正向調(diào)節(jié)等生物過(guò)程, 且發(fā)揮抗炎活性與NF-κB、MAPK、PI3K-Akt 等信號(hào)通路有關(guān)。其中,NF-κB 是一條經(jīng)典的與炎癥密切相關(guān)的信號(hào)通路。在炎癥過(guò)程中,NF-κB 通路能夠激活iNOS,iNOS是一種重要的功能酶,可以促使細(xì)胞分泌大量的NO[20]。為了進(jìn)一步明確QEO在發(fā)揮抗炎活性過(guò)程中與NF-κB 信號(hào)通路的相關(guān)性,研究使用RAW264.7 細(xì)胞的炎癥模型進(jìn)行驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn)QEO在1~20 μg/mL 濃度范圍對(duì)LPS 刺激的RAW264.7 細(xì)胞NO 具有極顯著的抑制作用。為了驗(yàn)證上述結(jié)果,本研究對(duì)NO 熒光水平進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)QEO 在20 μg/mL 時(shí)能夠顯著降低細(xì)胞內(nèi)的NO水平,表現(xiàn)出良好的抗炎活性。
此外,研究表明ROS會(huì)在細(xì)胞受到刺激后大量產(chǎn)生并激活NF-κB 信號(hào)通路,促進(jìn)炎癥相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)[21]。為了進(jìn)一步深入探究QEO的抗炎活性,本研究對(duì)RAW264.7 細(xì)胞中的ROS水平進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)QEO處理顯著抑制了細(xì)胞氧化應(yīng)激水平,減少了ROS 的表達(dá)量。NO水平的升高可以促使RAW264.7細(xì)胞分泌促炎因子TNF-α,而TNF-α 又可以調(diào)節(jié)IL-6 和IL-1β 細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng),使細(xì)胞損傷級(jí)聯(lián)效應(yīng)放大,加重炎癥損傷[22]。因此,抑制炎癥因子的過(guò)度釋放是一種有效的抗炎方式。本研究發(fā)現(xiàn)QEO能夠顯著降低TNF-α、IL-6和IL-1β 等炎癥因子的含量,且呈濃度依賴性。此前高小力等[23]的研究表明白木香精油能夠顯著抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW264.7 細(xì)胞模型中炎癥細(xì)胞因子IL-1β 和IL-6 的產(chǎn)生和釋放,這與本研究中的QEO 發(fā)揮抗炎效果的方式一致。此外,本研究發(fā)現(xiàn)QEO 能夠下調(diào)P65 和IκB-α蛋白的磷酸化水平,表示QEO具有使P65 和IκB-α的活化受到抑制的作用,說(shuō)明QEO 能夠通過(guò)抑制NF-κB 信號(hào)通路的激活,從而表現(xiàn)出良好的抗炎活性作用。
4結(jié)論
綜上所述,QEO 的揮發(fā)性成分有2-(2-苯乙基)色酮、石竹素、綠葉烷、欖香醇、2-烯丙基-6-甲基苯酚等,且具有一定的抗氧化能力。生物信息學(xué)預(yù)測(cè)QEO 與炎癥共有553 個(gè)交集靶點(diǎn),且QEO發(fā)揮抗炎活性與MAPK、NF-κB、PI3K-Akt 等信號(hào)通路有關(guān)。此外,本研究揭示了QEO 能夠顯著抑制由LPS 誘導(dǎo)的過(guò)量ROS 的產(chǎn)生,抑制NF-κB信號(hào)通路的激活,進(jìn)而抑制NO、TNF-α、IL-6 和IL-1β 的大量產(chǎn)生,從而發(fā)揮抗炎活性的作用機(jī)制。本研究通過(guò)揮發(fā)性成分分析和分子細(xì)胞生物學(xué)的方法對(duì)QEO 的抗炎活性進(jìn)行了闡釋,為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和高效利用奇楠沉香資源提供理論基礎(chǔ)。