陳海蘭++蒙西南++趙尉丹+付遠(yuǎn)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(duì)大腸桿菌脂多糖(LPS)刺激RAW264.7細(xì)胞所致氧化應(yīng)激的影響,探討其抗應(yīng)激活性。試驗(yàn)將細(xì)胞分為空白對(duì)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(yàn)1的細(xì)胞先用藥物預(yù)處理12 h,再用LPS進(jìn)行刺激;試驗(yàn)2則先用LPS刺激2 h后,再用藥物進(jìn)行處理。分別采用Griess法和熒光探針法檢測(cè)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(xì)胞
中圖分類號(hào): R285.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2017)08-0154-03
近年來,我國(guó)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(shí),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(yíng)養(yǎng)、免疫治療和運(yùn)輸?shù)染鶗?huì)使動(dòng)物產(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(dòng)物采食量下降、生長(zhǎng)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(jī)溶劑進(jìn)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(bǔ)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]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),雞血藤總黃酮具有很強(qiáng)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(xì)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(qiáng)抗氧能力,使它在消除氧化應(yīng)激、增強(qiáng)機(jī)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(guó)內(nèi)外對(duì)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(cè)為主,而對(duì)雞血藤進(jìn)一步純化產(chǎn)物及在細(xì)胞水平上的研究還比較少。
本試驗(yàn)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(jī)溶劑萃取法對(duì)其進(jìn)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(duì)FEA的細(xì)胞毒性及其預(yù)處理、后處理對(duì)大腸桿菌脂多糖(LPS)刺激RAW264.7細(xì)胞所致氧化應(yīng)激的影響,探討其細(xì)胞安全性及抗應(yīng)激活性,為雞血藤的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
1.1.1試驗(yàn)細(xì)胞小鼠單核巨噬細(xì)胞系RAW264.7細(xì)胞,購自中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)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(chǎng),產(chǎn)地為廣西崇左市,經(jīng)廣西大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院藥理實(shí)驗(yàn)室鑒定為雞血藤正品。藥材飲片經(jīng)粉碎成中細(xì)粉后(過4號(hào)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(jìn)行萃取,并對(duì)乙酸乙酯萃取液通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除有機(jī)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(duì)氨基苯磺酸,均購自美國(guó)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(yàn)內(nèi)容與方法
1.2.1FEA的細(xì)胞毒性研究將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的RAW264.7細(xì)胞以1×105個(gè)/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(shí)設(shè)對(duì)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(gè)處理設(shè)4個(gè)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(chǔ)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(biāo)儀檢測(cè)D595 nm,并根據(jù)以下公式計(jì)算細(xì)胞相對(duì)活性:
細(xì)胞相對(duì)活性=D試驗(yàn)-D空白1D對(duì)照-D空白×100%。
1.2.2FEA預(yù)處理對(duì)LPS刺激免疫細(xì)胞氧化應(yīng)激的作用取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的RAW264.7細(xì)胞,以1×105 個(gè)/mL的濃度接種于96孔板中,100 μL/孔,并分為對(duì)照組、LPS組、VC100組、FEA25組、FEA50組、FEA100組和FEA200組,每個(gè)處理組設(shè)4個(gè)重復(fù)。37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)過夜后,棄去上清液,對(duì)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(duì)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(cè)上清液中NO濃度及細(xì)胞中活性氧(reactive oxygen, 簡(jiǎn)稱ROS)水平。
1.2.3FEA后處理對(duì)LPS刺激免疫細(xì)胞氧化應(yīng)激的作用取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的RAW264.7細(xì)胞,以1×105 個(gè)/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(duì)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(duì)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(cè)上清液中NO濃度及細(xì)胞中ROS水平。
1.2.4NO濃度的檢測(cè)稱取6.9 mg NaNO2加入100 mL超純水中溶解,配成1 mmol/L的儲(chǔ)存液。用NaNO2儲(chǔ)存液配制濃度為100、80、60、40、20、0 μmol/L的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)氨基苯磺酸),振蕩,室溫避光反應(yīng)10 min,于多功能酶標(biāo)儀上檢測(cè)D550 nm,并以NaNO2濃度為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
取100 μL細(xì)胞上清液,加入100 μL Griess試劑測(cè)定D550 nm作對(duì)照,并根據(jù)NaNO2標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算NO濃度。
1.2.5ROS水平的檢測(cè)棄去培養(yǎng)液,用PBS洗滌細(xì)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(biāo)儀激發(fā)波長(zhǎng)488、525 nm處檢測(cè)熒光強(qiáng)度。
1.3數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0進(jìn)行分析,采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)方法,進(jìn)行LSD組間比較,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的形式表示。
2結(jié)果與分析
2.1細(xì)胞毒性作用研究
用不同濃度的FEA處理RAW264.7細(xì)胞后,利用MTT法檢測(cè)細(xì)胞活性以分析FEA的細(xì)胞毒性作用。由圖1可見,當(dāng)FEA濃度≤200 μg/mL 時(shí),細(xì)胞存活率均接近對(duì)照組;隨著FEA濃度的增大,細(xì)胞活性逐漸下降,當(dāng)FEA濃度 ≥400 μg/mL 時(shí),細(xì)胞活性顯著或極顯著低于對(duì)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(duì)RAW264.7細(xì)胞的生長(zhǎng)無不良影響。
2.2FEA預(yù)處理對(duì)LPS刺激免疫細(xì)胞氧化應(yīng)激的作用
為了探討FEA對(duì)氧化應(yīng)激的預(yù)防作用,RAW264.7細(xì)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(duì)NO分泌水平和ROS水平進(jìn)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(duì)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(shí),差異極顯著(P<001)。從圖3可以看出,LPS刺激后,RAW264.7細(xì)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(shí)差異極顯著(P<0.01)。這些結(jié)果表明,F(xiàn)EA預(yù)處理對(duì)于預(yù)防LPS誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激具有一定的保護(hù)作用。
2.3FEA對(duì)LPS刺激免疫細(xì)胞氧化應(yīng)激的作用
進(jìn)一步研究FEA對(duì)LPS誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞氧化應(yīng)激
的治療作用。與預(yù)防試驗(yàn)不同的是,本試驗(yàn)先用LPS刺激RAW264.7細(xì)胞建立氧化應(yīng)激模型,然后用不同濃度的FEA處理細(xì)胞,通過檢測(cè)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(xì)胞后,NO、ROS水平均極顯著升高(P<0.01),表明免疫細(xì)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(shí)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(duì)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(duì)照藥物VC相當(dāng)。
3討論與結(jié)論
氧化應(yīng)激是指機(jī)體遭受各種有害刺激時(shí),機(jī)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(dòng)物機(jī)體對(duì)過氧化物的清除能力,致使機(jī)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(duì)電子使其具有很強(qiáng)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(jī)體組織的氧化損傷,加速機(jī)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(jī)體受到刺激時(shí),細(xì)胞內(nèi)成分轉(zhuǎn)移至細(xì)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(jìn)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(dòng)因子,它可激活單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,引起NO和炎性細(xì)胞因子的合成與釋放,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體一系列炎癥反應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展[14-15]。
本試驗(yàn)中,首先通過MTT法研究了FEA的細(xì)胞毒性作用,發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞毒性較低,在≤200 μg/mL范圍內(nèi)對(duì)RAW264.7細(xì)胞的生長(zhǎng)無明顯不良影響。然后,通過預(yù)防試驗(yàn)和治療試驗(yàn)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(xì)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(xì)胞氧化應(yīng)激損傷,與黃酮類化合物較強(qiáng)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(xì)胞氧化損傷的報(bào)道[16-17]相一致。另外,相比于藥物預(yù)處理(預(yù)防試驗(yàn)),先造成氧化應(yīng)激再用藥物處理(治療試驗(yàn)),F(xiàn)EA的作用更加明顯。治療試驗(yàn)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(yàn)先通過MTT法檢測(cè)了FEA的細(xì)胞毒性,然后通過分析FEA預(yù)處理或后處理對(duì)LPS刺激RAW264.7細(xì)胞NO、ROS分泌水平的影響,探討了其抗氧化應(yīng)激作用。試驗(yàn)觀察到FEA在0~200 μg/mL濃度內(nèi)對(duì)RAW264.7細(xì)胞的生長(zhǎng)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(xì)胞對(duì)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)。
參考文獻(xiàn):
[1]徐建雄. 關(guān)注氧化應(yīng)激提高動(dòng)物健康水平[J]. 飼料與畜牧,2012(8):1.
[2]王強(qiáng),徐國(guó)鈞. 道地藥材圖典:中南卷[M]. 福州:福建科學(xué)技術(shù)出版社,2003:102-103.
[3]符影,程悅,陳建萍,等. 雞血藤化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展[J]. 中草藥,2011,42(6):1229-1234.
[4]劉湘,汪秋安. 天然產(chǎn)物化學(xué)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:65-75.
[5]張夏輝. 雞血藤中黃酮類化合物提取及抗氧化性的研究[D]. 柳州:廣西科技大學(xué),2013.
[6]鄧家剛,梁寧,周程艷. 雞血藤藥效及作用機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 廣西中醫(yī)藥,2006,29(6):311-313.
[7]Li R W,David L G,Myers S P,et al. Anti-inflammatory activity of Chinese medicinal vine plants[J]. Journal of Ethnopharmacology,2003,85(1):61-67.
[8]胡庭俊,何彩美,鐘晶. 雞血藤不同極性段提取物制備及體外抑菌作用初步研究[J]. 動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2010,31(9):33-36.
[9]張愛文,何彩美,鐘晶,等. 雞血藤提取物的制備及藥理毒理研究[J]. 中獸醫(yī)醫(yī)藥雜志,2011,30(3):20-22.
[10]Sohal R S,Allen R G. Oxidative stress as a causal factor in differentiation and aging:a unifying hypothesis[J]. Experimental Gerontology,1990,25(6):499-522.
[11]Aruoma O I,Grootveld M,Bahorun T. Free radicals in biology and medicine:from inflammation to biotechnology[J]. Biofactors,2006,27(1/2/3/4):1-3.
[12]Niki E. Free radicals in biology and medicine:good,unexpected,and uninvited friends[J]. Free Radical Biology & Medicine,2010,49(49):S2.
[13]Dawson J,Walters M. Uric acid and xanthine oxidase:future therapeutic targets in the prevention of cardiovascular disease?[J]. British Journal of Clinical Pharmacology,2006,62(6):633-644.
[14]王紅梅,呂耀中,劉莉娜,等. 不同組方加味藿香正氣軟膠囊對(duì)脂多糖誘導(dǎo)小鼠原代骨髓巨噬細(xì)胞炎癥相關(guān)因子表達(dá)的影響[J]. 世界科學(xué)技術(shù):中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2016,18(3):476-481.
[15]Leyva N,Nair V,Bang W Y,et al. Protective role of terpenes and polyphenols from three species of Oregano (Lippia graveolens,Lippia palmeri and Hedeoma patens) on the suppression of lipopolysaccharide-induced inflammation in RAW 264.7 macrophage cells[J]. Journal of Ethnopharmacology,2016,187:302-312.
[16]汪娟,蔣維,王毅. 降香中黃酮類化合物對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞抗炎作用研究[J]. 細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,2013,29(7):681-684.
[17]楊耀智,湯有志,陳建新. 取代基對(duì)黃酮類化合物抑制脂多糖誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞釋放一氧化氮活性的影響[J]. 中國(guó)畜牧獸醫(yī),2012,39(5):107-110.郭曉軍,郭威,周賢,等. 產(chǎn)有機(jī)酸芽孢桿菌對(duì)玉米秸稈青貯品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,45(8):163-165.