吳 瓊,王樂鋒,張妍淞,湯小芳,張賢益,李 露,舒 瑤,黃 成,廖金珠,王富龍,李文娟,*
(1.南昌大學第二附屬醫(yī)院,江西 南昌 330006;2.南昌大學 食品科學與技術(shù)國家重點實驗室,江西 南昌 330047)
表沒食子兒茶素沒食子酸酯通過NF-κB通路抑制脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細胞向M1表型極化
吳 瓊1,王樂鋒1,張妍淞2,湯小芳2,張賢益2,李 露2,舒 瑤2,黃 成2,廖金珠2,王富龍2,李文娟2,*
(1.南昌大學第二附屬醫(yī)院,江西 南昌 330006;2.南昌大學 食品科學與技術(shù)國家重點實驗室,江西 南昌 330047)
目的:研究表沒食子兒茶素沒食子酸酯((-)-epigallocatechin gallate,EGCG)的抗炎作用及其對巨噬細胞極化的影響。方法:原代培養(yǎng)小鼠腹腔巨噬細胞,通過對細胞培養(yǎng)基進行不同的處理,將實驗分為對照組、脂多糖(lipopolysaccharides,LPS,1 μg/mL)組、EGCG(25 μmol/L)組和EGCG+LPS(25 μmol/L+1 μg/mL)組;流式細胞儀檢測吞噬活性、活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量和細胞凋亡情況,噻唑藍法檢測細胞增殖情況;Griess法測定NO的含量;酶聯(lián)免疫吸附法測定腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)含量,Western blot檢測Toll-樣受體4(Toll like receptor 4,TLR4)和核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)p65蛋白表達量。結(jié)果:EGCG和/或LPS對小鼠腹腔巨噬細胞增殖和凋亡無顯著影響;與LPS組相比,EGCG可以極顯著抑制LPS刺激腹腔巨噬細胞中ROS、NO、TNF-α、IL-1β增加(P<0.01),提示EGCG可抑制巨噬細胞向M1表型極化,具有抗炎作用;與LPS組相比,EGCG+LPS組中巨噬細胞TLR4和細胞核蛋白中NF-κB p65表達量明顯下降(P<0.01)。結(jié)論:EGCG對LPS致炎的小鼠腹腔巨噬細胞具有抗炎作用,其作用機制可能與其阻斷TLR4受體介導(dǎo)的NF-κB通路活化,抑制巨噬細胞向M1表型極化有關(guān)。
表沒食子兒茶素沒食子酸酯;抗炎作用;細胞表型;NF-κB通路;巨噬細胞極化
炎癥是機體重要的免疫學反應(yīng):一方面炎癥反應(yīng)是宿主防御的主要過程,是人體健康必不可少的生理反應(yīng);另一方面炎癥反應(yīng)持久、異??梢鸲喾N疾病,包括促進腫瘤的形成[1-3]。表沒食子兒茶素沒食子酸酯((-)-epigallocatechin gallate,EGCG)是從茶葉中提取的多酚類物質(zhì),是茶葉的主要活性成分,實驗證實EGCG能緩解巨噬細胞的炎癥反應(yīng),具有抗炎作用[4-5]。Seong等[6]通過一次性大劑量注射脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)建立小鼠炎癥模型,證實EGCG可通過下調(diào)Toll樣受體4(Toll like receptor 4,TLR4)發(fā)揮抗炎作用。巨噬細胞是機體重要的固有免疫細胞,在炎癥反應(yīng)中起著舉足輕重的作用。在炎癥反應(yīng)的進程中,巨噬細胞極化表現(xiàn)出不同的細胞表型,從而發(fā)揮不同的免疫功能。根據(jù)細胞極化方式的不同,可將巨噬細胞表型分為M1型和M2型[7-8]。生理條件下,巨噬細胞的功能狀態(tài)是連續(xù)的,M1和M2型巨噬細胞是這一系列連續(xù)狀態(tài)的兩個極端,分別發(fā)揮不同的促炎和抗炎作用[9-10]。近年來,巨噬細胞極化在抗炎作用研究中越來越受到關(guān)注,但在EGCG對巨噬細胞極化調(diào)控的研究頗少,尤其在信號通路機制研究中鮮見報道。本實驗擬在前期的研究基礎(chǔ)上,原代培養(yǎng)腹腔巨噬細胞,通過LPS刺激巨噬細胞模擬炎癥模型,檢測EGCG對小鼠腹腔巨噬細胞活性功能(M1型炎癥相關(guān)參數(shù),包括小鼠腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、NO、活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量和吞噬活性)及細胞表面受體TLR4和核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)信號通路的影響,研究EGCG的抗炎作用,繼而確定EGCG對的巨噬細胞極化的調(diào)控作用,為研究EGCG抗炎分子機制提供一定參考。
ALB/c小鼠雌雄不限(生產(chǎn)許可證:SCXK(湘)2013-0004),7~8 周齡,體質(zhì)量(22±2)g,購自湖南斯萊克景達實驗動物有限公司,飼養(yǎng)于南昌大學醫(yī)學院實驗動科部(使用許可證:SCXK(贛)2015-0001)。
DMEM培養(yǎng)基 美國Thermo公司;EGCG、噻唑藍(3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide,MTT)、胎牛血清、LPS 美國Sigma公司;2’,7’-二氯熒光黃雙乙酸鹽(2’,7’-dichlorodi-hydrofluorescein diacetate,DCFH-DA) 美國Molecular Probes公司;細胞凋亡試劑盒 美國BD公司;線粒體琥珀酸脫氫酶試劑盒 南京建成生物工程研究所;BCA蛋白質(zhì)量濃度測定試劑、NO試劑盒碧云天生物技術(shù)研究所;細胞因子(TNF-α和IL-1β)酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)試劑盒 中國武漢博士德生物工程有限公司;兔單克隆NF-κB抗體 美國Cell Signaling公司;小鼠單克隆TLR4抗體 美國Abcam公司。
Varioskan Flash E33全波長多功能酶標儀 美國Thermo Electron公司;TDL-5-A大容量低速臺式離心機上海安亭科學儀器廠;SHP-150生化培養(yǎng)箱 上海森信實驗儀器有限公司;FACSCaliburTM流式細胞儀美國Becton Dickinson公司;MS 3 basic旋渦混勻器德國IKA公司。
1.3.1 原代培養(yǎng)小鼠腹腔巨噬細胞
[11]原代培養(yǎng)小鼠腹腔巨噬細胞。頸椎脫臼處死小鼠,碘伏浸泡5 min,醫(yī)用酒精脫碘3 min,置于彎盤中,腹腔注射磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS),腹部輕揉2 min,收集腹腔液置于離心管中,1 000×g離心8 min,收集細胞沉淀并重懸,臺盼藍拒染法計數(shù)活細胞大于95%,用完全培養(yǎng)基調(diào)整細胞濃度,分別接種于96 孔培養(yǎng)板和6 孔培養(yǎng)板中,置細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4 h后,差速貼壁去除未貼壁細胞,最后收集得到純化的小鼠腹腔巨噬細胞。
1.3.2 小鼠腹腔巨噬細胞炎癥模型的建立與分組
將原代培養(yǎng)腹腔巨細胞隨機分為4 組,每個處理組設(shè)置3 個復(fù)孔。對照組:腹腔巨噬細胞中給予相同體積的培養(yǎng)基;LPS組:腹腔巨噬細胞中給予1 μg/mL LPS刺激24 h;EGCG+LPS組:結(jié)合文獻[12-13],EGCG劑量選擇25 μmol/L預(yù)處理腹腔巨噬細胞24 h后,加入1 μg/mL LPS刺激24 h,全程給予EGCG;EGCG組:25 μmol/L EGCG預(yù)處理腹腔巨噬細胞48 h。
1.3.3 細胞增殖情況的測定
將小鼠腹腔巨噬細胞(1.5×104個/孔)180 μL接種于96 孔培養(yǎng)板中。細胞培養(yǎng)48 h后,每孔加入20 μL MTT(5 g/L),繼續(xù)培養(yǎng)4 h后,輕輕傾凈96 孔培養(yǎng)板中微孔內(nèi)的液體,然后每孔加入150 μL二甲基亞砜,終止反應(yīng),用振蕩儀振蕩10 min后,待MTT的紫色還原產(chǎn)物完全溶解。最后應(yīng)用多功能酶標儀在570 nm波長處測定吸光度(A),細胞增殖情況以A表示,A越大代表其增殖越多。
1.3.4 流式細胞儀檢測細胞凋亡情況
收集小鼠腹腔巨噬細胞,將細胞懸液(約2×106個/mL)于3 000 r/min離心10 min,PBS洗2 次,500 μL Binding Buffer重懸細胞,加入Annexin-V和PI各5 μL,避光反應(yīng)5 min后,立即用FACScan進行流式細胞術(shù)檢測各組細胞染色情況(一般不超過1 h),早期凋亡細胞為Annexin(+)/P1(-),壞死或凋亡晚期的繼發(fā)壞死細胞為Annexin(+)/P1(+),正?;罴毎麨锳nnexin(-)/P(-)。同時以不加AnnexinV-FITC及PI的一管作為裸細胞,用于設(shè)定流式檢測條件。
1.3.5 流式細胞儀檢測細胞內(nèi)ROS含量
收集小鼠腹腔巨噬細胞,將細胞懸液(約2×106個/mL)于3 000 r/min離心10 min,PBS洗2次,將配好的DCFHDA溶液(20 μmol/L)0.5 mL重懸細胞,37 ℃孵育20 min,3 000 r/min離心3 min,棄上清液,PBS洗2 次,用流式細胞儀檢測細胞內(nèi)DCF的熒光強度,以DCF的熒光強度來表示細胞內(nèi)ROS的含量,熒光強度越強表明ROS含量越高。
1.3.6 流式細胞儀檢測巨噬細胞吞噬活性
收集腹腔巨噬細胞,將細胞懸液(約2×106個/mL)于3 000 r/min離心10 min,PBS洗2 次,加入熒光標記FITC-Dextran(5 mg/mL)2 μL,細胞培養(yǎng)箱中孵育1 h。3 000 r/min離心3 min,PBS洗滌細胞2 次。流式細胞儀檢測巨噬細胞對FITC-Dextran的熒光強度,以此反映細胞的吞噬功能,熒光強度越強表明其吞噬活性越高。
1.3.7 NO含量的測定
實驗結(jié)束后按組分別收集小鼠腹腔巨噬細胞培養(yǎng)上清液,根據(jù)Griess法測定實驗樣本中NO含量,具體操作方法參照NO試劑盒說明書。
1.3.8 細胞因子含量的測定
實驗結(jié)束后按組分別收集小鼠腹腔巨噬細胞培養(yǎng)上清液,根據(jù)試劑盒說明書,采用ELISA檢測細胞培養(yǎng)上清液中細胞因子(TNF-α和IL-1β)含量。最后采用多功能酶標儀在492 nm波長處測定吸光度,根據(jù)標準曲線(以標準品濃度為橫坐標,A292nm為縱坐標)計算出實驗樣本中細胞因子含量。
1.3.9 TLR4和NF-κB蛋白表達量的測定
將2.5 mL小鼠腹腔巨噬細胞接種到6 孔培養(yǎng)板中(2×106個/孔)。細胞培養(yǎng)48 h后,PBS沖洗兩遍,加入細胞裂解液,采用蛋白提取試劑盒提取細胞蛋白。收集細胞蛋白,BCA蛋白質(zhì)量濃度測定試劑盒測定蛋白質(zhì)量濃度,等量蛋白上樣,進行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electropheresis,SDS-PAGE)(50 V電壓,30 min;100 V電壓,55 min),半干轉(zhuǎn)PVDF膜,封閉2 h、一抗過夜、HRP標記二抗2 h。ECL化學發(fā)光顯色反應(yīng),應(yīng)用全能型凝膠成像分析系統(tǒng)成像。
實驗數(shù)據(jù)均以 ±s表示,采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析和t檢驗,P<0.05為差異有顯著性意義。
表1 EGCG對巨噬細胞增殖的影響Table 1 Effect of EGCG and/or LPS on the proliferation of mouse peritoneal macrophages
如表1顯示,巨噬細胞經(jīng)EGCG預(yù)處理后,EGCG組與對照組相比無顯著差異。與對照組相比,LPS組和EGCG+LPS組中腹腔巨噬細胞有輕微的增殖,但統(tǒng)計學分析均無顯著性差異(P>0.05)。這些結(jié)果提示,本實驗中EGCG(25 μmol/L)、LPS(1 μg/mL)、EGCG+LPS對巨噬細胞增殖無明顯影響。
圖1 EGCG和/或LPS對小鼠腹腔巨噬細胞凋亡的影響Fig. 1 Effect of EGCG and/or LPS on apoptosis in mouse peritoneal macrophages
細胞凋亡是細胞的正常生理現(xiàn)象,巨噬細胞凋亡具有自身的特點,既可調(diào)控自身的細胞功能,又可介導(dǎo)非己細胞的細胞凋亡[14]。由圖1可知,在EGCG、LPS、EGCG+LPS給予巨噬細胞處理后,實驗組中腹腔巨噬細胞的細胞凋亡率與對照組相比,均處于一個較低的水平,各組之間無顯著性差異(P>0.05)。說明本實驗中EGCG和/或LPS對巨噬細胞的正常凋亡無明顯影響。
巨噬細胞通過熒光探針FITC-Dextran標記后,上樣于流式細胞儀,檢測Dextran的熒光強度。Dextran的熒光強度可反應(yīng)巨噬細胞的吞噬活性,熒光強度越強,巨噬細胞吞噬活性越高。吞噬結(jié)果如圖2所示,在LPS(1 μg/mL)的作用下,與對照組相比,腹腔巨噬細胞的平均熒光強度從40.58±8.53升高到215.80±38.28,腹腔巨噬細胞吞噬功能極顯著增加(P<0.01)。在EGCG(25 μmol/L)預(yù)處理后加入LPS(1 μg/mL)刺激,與LPS(1 μg/mL)組相比,腹腔巨噬細胞的平均熒光強度從215.80±38.28下降到90.16±13.32,差異極顯著(P<0.01),即EGCG能顯著抑制LPS(1 μg/mL)激活的小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬功能。
圖2 EGCG對LPS處理的小鼠腹腔巨噬細胞吞噬的影響Fig. 2 Effect of EGCG on phagocytosis of mouse peritoneal macrophages
圖3 EGCG對小鼠腹腔巨噬細胞ROS含量的影響Fig. 3 Effect of EGCG on the generation of ROS in mouse peritoneal macrophages
由圖3可知,1 μg/mL LPS刺激小鼠腹腔巨噬細胞能使細胞內(nèi)ROS含量顯著上升,與對照組相比有明顯差異(P<0.01)。對照組熒光強度為8.79±1.41,LPS(1 μg/mL)的刺激后明顯升高到106.98±17.27。在EGCG(25 μmol/L)預(yù)處理后加入LPS(1 μg/mL)刺激,與LPS組相比,小鼠腹腔巨噬細胞內(nèi)ROS含量明顯降低(P<0.01),DCF熒光強度為10.68±2.59。實驗結(jié)果表明,EGCG能極顯著降低LPS刺激活化的小鼠腹腔巨噬細胞內(nèi)產(chǎn)生的ROS。
表2 EGCG對LPS處理的小鼠腹腔巨噬細胞中NO 、IL-1β和TNF-α含量的影響Table 2 Effect of EGCG on the production of NO, IL-1βand TNF-α in mouse peritoneal macrophages
由表2可以看出,對照組的小鼠腹腔巨噬細胞釋放的NO含量很少;LPS(1 μg/mL)刺激24 h能促進巨噬細胞釋放NO,與對照組相比具有極顯著差異(P<0.01);若先用EGCG(25 μmol/L)預(yù)處理24 h,再加入LPS刺激24 h,則NO的產(chǎn)生量受到明顯抑制,與LPS組相比具有極顯著差異(P<0.01)。
實驗采用ELISA法檢測各組細胞中釋放細胞因子TNF-α、1L-1β的量,結(jié)果如表2所示,與對照組相比,在LPS 組中,TNF-α由(513.53±68.97)ng/mL升高到(3 150.13±319.82)ng/mL,有極顯著差異(P<0.01);IL-1β含量由(38.62±14.48)pg/mL升高到(292.77±58.14)pg/mL,有極顯著差異(P<0.01),故LPS(1 μg/mL)能顯著地促進小鼠腹腔巨噬細胞釋放TNF-α、1L-1β。在EGCG(25 μmol/L)預(yù)處理后加入LPS(1 μg/mL)刺激,與LPS組相比,TNF-α由(3 150.13±319.82)ng/mL下降到(1 874.93±122.75) ng/mL,有極顯著差異(P<0.01);IL-1β由(292.77±58.14)pg/mL下降到(225.58±34.07)pg/mL,有顯著差異(P<0.01)。故EGCG能抑制經(jīng)LPS激活巨噬細胞分泌TNF-α、IL-1β的水平。
免疫的發(fā)生及其調(diào)控涉及復(fù)雜的免疫識別機制,依賴于種系編碼的模式識別受體(pattern recognition receptors,PRRs)。TLR4是巨噬細胞表面重要PRRs,可識別并結(jié)合EGCG,觸發(fā)細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),調(diào)控免疫基因表達,執(zhí)行免疫調(diào)控功能。此外,LPS是巨噬細胞TLR4中的主要配體,可與TLR4結(jié)合[15-16]。由圖4的Western blot結(jié)果可知,在腹腔巨噬細胞未接受任何處理的對照組中,TLR4蛋白表達在一個較低的水平;與對照組相比,LPS組中小鼠腹腔巨噬細胞中TLR4的表達量極顯著上調(diào)(P<0.01)。與LPS組相比,EGCG+LPS組中TLR4的蛋白表達極顯著下降(P<0.01)。與此同時EGCG單獨處理巨噬細胞后,與對照組比較,巨噬細胞中TLR4的表達無明顯變化。這些結(jié)果表明EGCG的抗炎作用與細胞表面受體對TLR4的調(diào)節(jié)有關(guān)。
圖4 EGCG對巨噬細胞表面TLR4表達的影響Fig. 4 Effect of EGCG on the expression of TLR4 in LPS-stimulated macrophages
圖5 EGCG對巨噬細胞NF-κB p65表達的影響Fig. 5 Effect of EGCG on the expression of NF-κB p65 in LPS-stimulated macrophages
NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,在巨噬細胞的炎癥免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要的信號級聯(lián)作用。LPS與TLR4結(jié)合后,激活NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,促進炎癥因子的釋放,介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[17]。Western blot實驗結(jié)果如圖5所示,與對照組相比,LPS組中小鼠腹腔巨噬細胞細胞核蛋白中NF-κB p65表達量顯著增加;LPS處理巨噬細胞前,加入EGCG預(yù)處理24 h,極顯著降低LPS介導(dǎo)的NF-κB p65蛋白表達的上調(diào)(P<0.01)。與此同時EGCG單獨處理巨噬細胞后,與對照組比較,巨噬細胞中NF-κB p65蛋白的表達無顯著變化。這說明EGCG抑制LPS介導(dǎo)的炎癥,與可通過抑制NF-κB通路的激活有關(guān)。
巨噬細胞作為機體重要的免疫細胞,具有很強的可塑性,在炎癥反應(yīng)和維持機體穩(wěn)態(tài)過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。M1型巨噬細胞主要通過分泌TNF-α、1L-1β和NO等,介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生[18-19]。LPS炎癥模型是最常見的炎癥模型,其誘炎機理為LPS與細胞表面的CD14結(jié)合,然后再結(jié)合TLR4復(fù)合物,激活腫瘤壞死受體相關(guān)因子6,進一步激活轉(zhuǎn)化生長因子激活激酶1,然后使NF-κB抑制性蛋白(NF-kappa B inhibitor,IκB)激酶磷酸化,導(dǎo)致IκB降解,使NF-κB信號通路激活,促進炎癥因子釋放,同時啟動誘導(dǎo)型一氧化氮合酶轉(zhuǎn)錄,釋放NO,促進巨噬細胞向M1型極化[20-21]。本實驗通過原代培養(yǎng)小鼠腹腔巨噬細胞,應(yīng)用LPS刺激巨噬細胞建立炎癥實驗?zāi)P?。通過檢測不同組別中巨噬細胞的NO、TNF-α、IL-1β含量及NF-κB p65蛋白表達量來說明EGCG對LPS致炎的巨噬細胞的抗炎作用。實驗結(jié)果表明,與對照組相比,LPS組中小鼠腹腔巨噬細胞TNF-α、1L-1β和NO水平增加,NF-κB p65蛋白表達量增加,小鼠腹腔巨噬細胞呈現(xiàn)M1型。本實驗結(jié)果還顯示,與LPS組相比,小鼠腹腔巨噬細胞經(jīng)EGCG預(yù)處理后,TNF-α、1L-1β、NO的水平顯著下降。表明EGCG可抑制LPS誘導(dǎo)的巨噬細胞向M1表型極化。
研究證實,當巨噬細胞、嗜中性粒細胞等炎癥細胞被激活后,細胞內(nèi)的各種氧化酶的表達水平增加,釋放大量的ROS來清除壞死的細胞。持久且異常的炎癥過程中ROS可以在細胞間充當?shù)诙攀?,能夠通過趨化因子的表達,增加炎性細胞黏附,是炎癥反應(yīng)表現(xiàn)出級聯(lián)效應(yīng),機體原有的抗氧化-氧化平衡被打破,生成過量的ROS作用于生物大分子造成細胞和組織損傷[22-23]。LPS作為一個革蘭氏陰性細菌細胞壁的主要成分,是免疫反應(yīng)中的促炎刺激物,在進入細胞后能在增強巨噬細胞的吞噬功能力和ROS的生成。本實驗中,LPS刺激小鼠腹腔巨噬細胞能使細胞吞噬能力和ROS的水平與對照組相比顯著上升。EGCG可抑制LPS誘導(dǎo)的巨噬細胞向M1表型極化的同時也抑制了巨噬細胞的吞噬活性和ROS的生成。
NF-κB是一種核轉(zhuǎn)錄因子,化學本質(zhì)是由多肽亞單位組成的蛋白質(zhì)家族,包括NF-κB2(p52)、p65(RelA)、NF-κB1(p50)、cRel、RelB 5 個成員,存在于真核生物中[24-26]。5 個家族成員的共同點是氨基末端有由近300 個氨基酸組成的保守區(qū)域(Rel同源區(qū),RHD)。RHD里的功能區(qū)能夠通過二聚化、與DNA結(jié)合等方式,調(diào)控靶基因的表達。抑制狀態(tài)的NF-κB滯留在細胞質(zhì)中。在哺乳動物中,IκB家族有8 個成員IκBa、IκBy、IκBP、BcL-3、IκBe、IicB-R、pl00、pl05[27-28]。NF-κB信號通路的激活有兩條途徑——經(jīng)典途徑和非經(jīng)典途徑。其中經(jīng)典途徑指的是NF-κB信號通路被大量的細胞因子等迅速激活,這種激活主要依賴由IκB激酶(IκB kinase,IKK)誘導(dǎo)的IκB的降解。當IKK激活后,可以使IκB特定位點發(fā)生降解,進而激活NF-κB信號通路。當NF-κB被激活后,NF-κB能和STAT1信號通路等共同作用,促進巨噬細胞向M1型極化,然后促進促炎因子的釋放,出現(xiàn)炎癥反應(yīng)[29-30]。實驗結(jié)果顯示EGCG可通過抑制NF-κB信號通路的活化抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥。炎癥的發(fā)生及其調(diào)控涉及復(fù)雜的免疫識別機制,依賴于種系編碼的PRRs。TLR受體家族是生物致炎因素的主要受體,主要表達在固有免疫細胞表面,能與各種細菌或病毒的分解產(chǎn)物結(jié)合。TLR4是LPS的主要受體,LPS配體與TLR4受體結(jié)合后,可通過激活NF-κB促進細胞因子等的釋放,從而發(fā)生炎癥反應(yīng)。本實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),LPS組中NF-κB信號通路活化的同時,TLR4的蛋白表達量增加。EGCG預(yù)處理后,可顯著抑制LPS介導(dǎo)TLR4蛋白的增加和NF-κB信號通路的活化。
總之,本實驗發(fā)現(xiàn)EGCG具有抗炎作用,EGCG預(yù)處理LPS刺激的小鼠腹腔巨噬細胞,可抑制小鼠巨噬細胞中M1型相關(guān)炎癥參數(shù)的增加;提示EGCG的抗炎作用可通過競爭性的結(jié)合TLR4受體阻斷NF-κB通路,繼而抑制巨噬細胞向M1型極化。
參考文獻:
[1] 張熒熒, 李淵越, 韓家淮. 炎癥反應(yīng), 健康衛(wèi)士還是癌癥幫兇?[J]. 中國基礎(chǔ)科學, 2012, 14(2): 11-14. DOI:10.3969/j.issn.1009-2412.2012.02.003.
[2] 劉遠錦, 田媛媛, 劉博, 等. γ-谷維素對脂多糖誘導(dǎo)巨噬細胞RAW264.7炎癥因子表達的影響[J]. 食品科學, 2015, 36(19): 238-243. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201519043.
[3] 趙丹, 蘇寧, 楊麗, 等. 藍莓葉總黃酮的體外抗炎功效評價[J]. 食品科學, 2015, 36(17): 231-235. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201517043.
[4] LU C C, YEN G C. Antioxidative and anti-inf l ammatory activity of functional foods[J]. Current Opinion in Food Science, 2015, 2: 1-8.DOI:10.1016/j.cofs.2014.11.002.
[5] GAO Z, HAN Y, HU Y H, et al. Targeting HO-1 by epigallocatechin-3-gallate reduces contrast-induced renal injury via anti-oxidative stress and anti-inflammation pathways[J]. PLoS ONE, 2016, 11(2): 1-17.DOI:10.1371/journal.pone.0149032.
[6] SEONG K J, LEE H G, KOOK M S, et al. Epigallocatechin-3-gallate rescues LPS-impaired adult hippocampal neurogenesis through suppressing the TLR4-NF-κB signaling pathway in mice[J]. The Korean Journal of Physiology & Pharmacology, 2016, 20(1): 41-51.DOI:10.4196/kjpp.2016.20.1.41.
[7] MOSSER D M, EDWARDS J P. Exploring the full spectrum of macrophage activation[J]. Nature Reviews Immunology, 2008, 8(12):958-969. DOI:10.1038/nri2448.
[8] WANG J H, MANNING B J, WU Q D, et al. Endotoxin/lipopolysaccharide activates NF-κB and enhances tumor cell adhesion and invasion through a β1 integrin-dependent mechanism[J]. The Journal of Immunology, 2003, 170(2): 795-804. DOI:10.4049/jimmunol.170.2.795.
[9] ORR M T, DUTHIE M S, WINDISH H P, et al. MyD88 and TRIF synergistic interaction is required for TH1-cell polarization with a synthetic TLR4 agonist adjuvant[J]. European Journal of Immunology,2013, 43(9): 2398-2408. DOI:10.1002/eji.201243124.
[10] 李紅蓉, 孫穎, 常成成, 等. Notch信號通路調(diào)節(jié)巨噬細胞極化研究進展[J]. 醫(yī)學研究生學報, 2015, 28(12): 1316-1321. DOI:10.16571/j.cnki.1008-8199.2015.12.019.
[11] 張莘莘, 李文娟, 聶少平, 等. 黑靈芝多糖對體外培養(yǎng)的小鼠腹腔巨噬細胞功能的影響[J]. 中國藥理學通報, 2010, 26(9): 1139-1142.
[12] NAKAZATO T, ITO K, IKEDA Y, et al. Green tea component,catechin, induces apoptosis of human malignant B cells via production of reactive oxygen species[J]. Clinical Cancer Research, 2005, 11(16):6040-6049. DOI:10.1158/1078-0432.
[13] LI W J, NIE S P, YU Q, et al. (-)-Epigallocatechin-3-gallate induces apoptosis of human hepatoma cells by mitochondrial pathways related to reactive oxygen species[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(15): 6685-6691. DOI:10.1021/jf901396f.
[14] FADOK V A, BRATTON D L, KONOWAL A, et al. Macrophages that have ingested apoptotic cells in vitro inhibit proinflammatory cytokine production through autocrine/paracrine mechanisms involving TGF-beta, PGE2, and PAF[J]. Journal of Clinical Investigation, 1998,101(4): 890-898. DOI:10.1172/JCI1112.
[15] SAKHARWADE S C, MUKHOPADHAYA A. Vibrio cholerae porin OmpU induces LPS tolerance by attenuating TLR-mediated signaling[J]. Molecular Immunology, 2015, 68(2): 312-324.DOI:10.1016/j.molimm.2015.09.021.
[16] CUI J X, CHU Q, XU T J. miR-122 involved in the regulation of tolllike receptor signaling pathway after Vibrio anguillarum infection by targeting TLR14 in miiuy croaker[J]. Fish & Shellf i sh Immunology,2016, 58: 67-72. DOI:10.1016/j.fsi.2016.09.027.
[17] MURSHID A, GONG J, PRINCE T, et al. Scavenger receptor SREC-I mediated entry of TLR4 into lipid microdomains and triggered inf l ammatory cytokine release in RAW 264.7 cells upon LPS activation[J].PLoS ONE, 2015, 10(4): 1-24. DOI:10.1371/journal.pone.0122529.
[18] LEE W J, TATEYA S, CHENG A M, et al. M2 macrophage polarization mediates anti-inf l ammatory effects of endothelial nitric oxide signaling[J].Diabetes, 2015, 64(8): 2836-2846. DOI:10.2337/db14-1668.
[19] MAURO A, RUSSO V, DI MARCANTONIO L, et al. M1 and M2 macrophage recruitment during tendon regeneration induced by amniotic epithelial cell allotransplantation in ovine[J]. Research in Veterinary Science, 2016, 105: 92-102. DOI:10.1016/j.rvsc.2016.01.014.
[20] XING J, LI R, LI N, et al. Anti-inflammatory effect of procyanidin B1 on LPS-treated THP1 cells via interaction with the TLR4-MD-2 heterodimer and p38 MAPK and NF-κB signaling[J]. Molecular and Cellular Biochemistry, 2015, 407(1/2): 89-95. DOI:10.1007/s11010-015-2457-4.
[21] 肖鵬. 表沒食子兒茶素沒食子酸酯對脂多糖誘導(dǎo)的小鼠巨噬細胞炎癥相關(guān)因子表達的影響[D]. 新鄉(xiāng): 河南師范大學, 2014: 1-65.
[22] MILLS E L, O’NEILL L A. Reprogramming mitochondrial metabolism in macrophages as an anti-inflammatory signal[J]. European Journal of Immunology, 2016, 46(1): 13-21. DOI:10.1002/eji.201445427.
[23] CHIOUU Y S, HUANG Q, HO C T, et al. Directly interact with Keap1 and LPS is involved in the anti-inflammatory mechanisms of (-)-epicatechin-3-gallate in LPS-induced macrophages and endotoxemia[J]. Free Radical Biology and Medicine, 2016, 94: 1-16.DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2016.02.010.
[24] H?RBER S, HILDEBRAND D G, LIEB W S, et al. The atypical inhibitor of NF-κB, IκBζ, controls macrophage interleukin-10 expression[J]. Journal of Biological Chemistry, 2016, 291(24): 12851-12861. DOI:10.1074/jbc.M116.718825.
[25] 趙寧. NF-κB信號通路介導(dǎo)的TNF-α抑制骨髓基質(zhì)細胞成骨分化過程中的作用研究[D]. 濟南: 山東大學, 2012: 1-101.
[26] 陳金龍, 張月巧, 袁婭, 等. 植物多糖通過NF-κB信號通路對巨噬細胞的免疫調(diào)節(jié)作用研究進展[J]. 食品科學, 2015, 36(23): 288-294.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201523053.
[27] GHOSH S, MAY M J, KOPP E B. NF-κB and Rel proteins:evolutionarily conserved mediators of immune responses[J]. Annual Review of Immunology, 1998, 16(1): 225-260. DOI:10.1146/annurev.immunol.16.1.225.
[28] GHOSH S, KARIN M. Missing pieces in the NF-κB puzzle[J]. Cell,2002, 109(Suppl 2): 81-96. DOI:10.1016/S0092-8674(02)00703-1.
[29] LI H B, LI X, HUO C J, et al. TLR4/MyD88/NF-κB signaling and PPAR-γ within the paraventricular nucleus are involved in the effects of telmisartan in hypertension[J]. Toxicology and Applied Pharmacology, 2016, 305: 93-102. DOI:10.1016/j.taap.2016.06.014.
[30] PARK H S, NELSON D E, TAYLOR Z E, et al. Suppression of LPS-induced NF-κB activity in macrophages by the synthetic aurone,(Z)-2-((5-(hydroxymethyl) furan-2-yl) methylene) benzofuran-3(2H)-one[J]. International Immunopharmacology, 2017, 43: 116-128.DOI:10.1016/j.intimp.2016.12.004.
EGCG Inhibits LPS-Caused Polarization of Macrophages into M1 Phenotype via the NF-κB Pathway
WU Qiong1, WANG Lefeng1, ZHANG Yansong2, TANG Xiaofang2, ZHANG Xianyi2, LI Lu2, SHU Yao2, HUANG Cheng2,LIAO Jinzhu2, WANG Fulong2, LI Wenjuan2,*
(1. The Second Aff i liated Hospital of Nanchang University, Nanchang 330006, China;2. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China)
Objective: The aim of this study was to explore the anti-inf l ammatory effect of (-)-epigallocatechin gallate (EGCG)and its effects on macrophage polarization. Methods: Primary cultures of mouse peritoneal macrophages were divided into 4 groups: control, 1 μg/mL lipopolysaccharides (LPS), 25 μmol/L EGCG, and 25 μmol/L EGCG + 1 μg/mL LPS groups. Flow cytometry analysis was used to determine phagocytosis, reactive oxygen species (ROS) and apoptosis. Cell proliferation was monitored by 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide (MTT) assay. NO generation was analyzed by Griess method. The levels of tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukin-1β (IL-1β) were determined by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). The expression of Toll-like receptor 4 (TLR4) and NF-κB p65 proteins was detected by using Western blot analysis. Results: EGCG and/or LPS were no signif i cant effect on cell proliferation or apoptosis in mouse peritoneal macrophages. Compared with the LPS group, EGCG could significantly inhibit the LPS-induced increasing in ROS, NO, TNF-α and IL-1β in peritoneal macrophages (P < 0.01), thereby consequently suppress the polarization of macrophages into M1 phenotype and consequently exerting anti-inf l ammatory effects. Compared with the LPS group, the expression of TLR4 protein in macrophages and the expression of nuclear transcription factor-κB(NF-κB) p65 in nucleus were signif i cantly decreased in the EGCG + LPS group (P < 0.01). Conclusion: EGCG could inhibit LPS-induced inf l ammatory responses in mouse peritoneal macrophages, and the underlying mechanism may be related to the blocking of the polarization of macrophages into M1 phenotype via the TLR4-mediated NF-κB pathway.
(-)-epigallocatechin gallate; anti-inf l ammatory effects; cell phenotype; NF-κB pathway; macrophage polarization
2016-10-27
國家自然科學基金地區(qū)科學基金項目(31560460);江西省科技廳自然科學基金項目(20151512041185);“三區(qū)”人才支持計劃科技特派人員專項(0210208651)
吳瓊(1984—),女,主管技師,碩士,研究方向為免疫學相關(guān)性。E-mail:66077223@qq.com
*通信作者簡介:李文娟(1982—),女,副教授,博士,研究方向為食品安全與營養(yǎng)。E-mail:wenjuanli@ncu.edu.cn
10.7506/spkx1002-6630-201801022
TS201.4
A
1002-6630(2018)01-0142-07
吳瓊, 王樂鋒, 張妍淞, 等. 表沒食子兒茶素沒食子酸酯通過NF-κB通路抑制脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細胞向M1表型極化[J].食品科學, 2018, 39(1): 142-148.
10.7506/spkx1002-6630-201801022. http://www.spkx.net.cn
WU Qiong, WANG Lefeng, ZHANG Yansong, et al. EGCG inhibits LPS-caused polarization of macrophages into M1 phenotype via the NF-κB pathway[J]. Food Science, 2018, 39(1): 142-148. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801022. http://www.spkx.net.cn