趙 燕 徐明生 姚 瑤 李建科 王淑珍 汪 雄 王小強(qiáng) 涂勇剛*
(1 南昌大學(xué)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化教育部工程研究中心 南昌330047 2 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)江西省天然產(chǎn)物與功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 南昌330045 3 南開(kāi)大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津300350)
腸道系統(tǒng)長(zhǎng)期受到外來(lái)抗原、 微生物和有害物質(zhì)的干擾或侵害, 是保護(hù)并維持機(jī)體內(nèi)免疫平衡的一個(gè)重要屏障。 腸道上皮細(xì)胞(Intestinal epithelial cells,IECs)是腸道系統(tǒng)中的第一道防線,幫助機(jī)體抵御外來(lái)各種損害, 是黏膜表面天然和獲得性免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的重要角色。 腸上皮細(xì)胞如長(zhǎng)期受到干擾或侵害, 會(huì)上調(diào)一系列炎性細(xì)胞因子、化學(xué)趨化因子及前列腺素的表達(dá),分泌過(guò)多的促炎細(xì)胞因子, 促使免疫細(xì)胞產(chǎn)生更多的炎性介質(zhì),導(dǎo)致機(jī)體不可控的慢性炎癥[1]。 而長(zhǎng)期的慢性炎癥會(huì)使腸道黏膜通透性增加,腸道組織損傷,黏膜免疫內(nèi)穩(wěn)態(tài)異常,嚴(yán)重危害機(jī)體健康[2]。
炎癥性腸病 (Inflammatory bowel disease,IBD)是一類獨(dú)特的慢性復(fù)發(fā)性腸道炎性疾病,為消化系統(tǒng)常見(jiàn)疾病, 包括克羅恩病 (Crohn’s dis ease,CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis,UC)[3]。在過(guò)去的30年,IBD 發(fā)病率在全球均呈上升趨勢(shì),在發(fā)達(dá)國(guó)家尤其明顯[4-5]。一般認(rèn)為IBD 由遺傳易感性、外部環(huán)境因素、腸道微生物菌群、免疫反應(yīng)、 破壞黏膜屏障以及炎癥介質(zhì)增多等多因素導(dǎo)致[6-7]。對(duì)IBD 的治療,目前治療策略包括免疫抑制劑、皮質(zhì)類固醇和抗-TNF-α 抗體的使用。然而,這些傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)治療方法,雖有療效,但有一定的副作用[8]。研發(fā)新型安全具有抗腸炎作用的食源性生物活性物質(zhì)已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。溶菌酶[9]、大豆肽[10-11]、氨基酸[12-13]、植物提取物[14-15]等食源性組分均被證明具有抗腸道炎癥作用。
皮蛋是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的大宗傳統(tǒng)蛋制品, 加工歷史已有600 余年,因其風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富、色澤美觀而深受消費(fèi)者喜愛(ài), 是目前市場(chǎng)上主要的蛋制品品種。中醫(yī)古籍《醫(yī)林纂要探源》記載皮蛋“瀉肺熱、醒酒、去大腸火、治瀉痢。 能散、能斂”。 生活中, 人們也一直把皮蛋作為一種良好的清熱去火食品, 在咽喉疼痛、 便秘等上火時(shí)常選擇食用皮蛋。 目前對(duì)其“清熱去火”功效的相關(guān)研究卻未見(jiàn)學(xué)術(shù)報(bào)道。以“去大腸火”為導(dǎo)向,運(yùn)用現(xiàn)代試驗(yàn)?zāi)P秃图夹g(shù)手段研究皮蛋蛋白水提物的體內(nèi)、 外抗腸炎活性, 以期為皮蛋的進(jìn)一步推廣和高值化利用提供理論基礎(chǔ)。
新鮮鴨蛋,南昌縣塘南鎮(zhèn)蛋鴨養(yǎng)殖場(chǎng);紅茶,江西云林茶業(yè)有限公司;食鹽,江西省鹽業(yè)集團(tuán)公司;氫氧化鈉(食用級(jí)),天津市津華化工廠;硫酸銅(分析純),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;牛血清(FBS)、 盤(pán)尼西林-鏈霉素,Gibco 公司;TNF-α、Mouse anti -human IL -8 antibody、Biotinylated mouse anti-human IL-8 antibody、IL-8 標(biāo)準(zhǔn)品、過(guò)氧化物酶標(biāo)記(Av-HRP)、3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺(TMB)、TNF-α 檢測(cè)試劑盒、IL-6 檢測(cè)試劑盒,BD Bioscience 公司;吐溫-20,F(xiàn)isher 公司;水溶性四唑鹽 (WST-1),Roche 公司;Bio-Rad DC、Aurum Total RNA Mini Kit、iQ SYBR Green Supermix、iScript cDNA 合成試劑盒,Bio-Rad 公司;葡聚糖硫酸鈉(DSS),MP Biomedicals 公司;人的腸道細(xì)胞Caco-2,中科院細(xì)胞庫(kù);雌性Balb/c 小鼠,湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司。
CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱, 美國(guó)Thermo 公司;NanoDrop ND-1000,Thermo Scientific 公司;RT-PCR儀(MyiQ series),Bio-Rad 公司;細(xì)胞培養(yǎng)瓶及培養(yǎng)板,Corning Costar 公司。
1.3.1 皮蛋的腌制 將3%茶葉水煮沸,倒入配料缸中冷卻, 然后緩慢加入0.4%硫酸銅、4%食鹽與4.5%氫氧化鈉,并不斷攪拌,冷卻至常溫備用。 將直接購(gòu)于養(yǎng)殖場(chǎng)的新鮮鴨蛋洗凈晾干, 驗(yàn)收后將其依次碼放在洗凈的腌制缸中, 加入配制好的料液,然后用塑料膜封蓋,并在上面添置一定量水壓好,25℃恒溫腌制約35d 后取出,常溫保存。
1.3.2 皮蛋蛋白水提物的制備 取皮蛋蛋白,按1∶2 加入超純水, 高速勻漿處理后振蕩30 min,然后用紗布過(guò)濾, 過(guò)濾液在4 ℃條件下8 000 r/min離心10 min,收集上清液,0.22 μm 膜過(guò)濾,然后采用美國(guó)Spectra100 Da 透析膜除鹽與氨基酸,半天換水一次,連續(xù)透析2 d,冷凍干燥獲得皮蛋蛋白水溶性提取物。
1.3.3 細(xì)胞培養(yǎng) 將Caco-2 培養(yǎng)于DMEM 培養(yǎng)液中, 加入20% FBS 和50 units/mL 盤(pán)尼西林-鏈霉素,并在5% CO2和37 ℃環(huán)境中培養(yǎng),本試驗(yàn)中使用細(xì)胞代數(shù)為20~50 代。 細(xì)胞接種后培養(yǎng)6~7 d 直到達(dá)到細(xì)胞融合,每隔2~3 d 換一次新鮮的培養(yǎng)液。
1.3.4 樣品抑制TNF-α 誘導(dǎo)Caco-2 細(xì)胞炎癥反應(yīng) 將培養(yǎng)好的Caco-2 細(xì)胞接種到48 孔板(1×105細(xì)胞/孔)上培養(yǎng)5~7 d,待細(xì)胞融合80%~90%時(shí)吸除培養(yǎng)基,并采用HBSS 清洗1 次,然后加入采用含有不同濃度樣品的細(xì)胞培養(yǎng)基 (含5%FBS)進(jìn)行培養(yǎng),2 h 后加入2 ng/mL TNF-α 誘導(dǎo)細(xì)胞炎性反應(yīng),4 h 后收集上清液測(cè)定IL-8。
1.3.5 樣品細(xì)胞毒性研究 采用水溶性四唑鹽試劑(WST-1)測(cè)定。處理完的細(xì)胞將上清液(即培養(yǎng)基)去除,每孔加入200 μL 與培養(yǎng)基體積比為1∶30 的WST-1 溶液,置于5% CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5~15 min,每隔5 min 查看顏色變化,待顏色變?yōu)闇\橙色在450 nm 處測(cè)定吸光度值。
1.3.6 IL-8 的測(cè)定 采用酶聯(lián)免疫法測(cè)定。 將Purified mouse anti-human IL-8 monoclonal antibody 用pH 9.0 0.1 mol/L 磷酸鈉緩沖液稀釋(1∶1 000,V/V),后分別加入100 μL 至96 孔板中,置于4 ℃過(guò)夜。 用磷酸鹽緩沖液 (PBS)-0.05%Tween-20(PBST)洗滌4 次,加入200 μL/孔的1%牛血清白蛋白(BSA)的PBS 溶液,在37 ℃條件下孵育1 h,用PBST 溶液洗滌4 次。 標(biāo)準(zhǔn)品和樣品采用1%的PBST 溶液稀釋5 倍, 向96 孔板中加入100 μL/孔的稀釋后的標(biāo)準(zhǔn)品和樣品,然后置于37 ℃條件下孵育2 h,用PBST 溶液洗滌4 次。 將Biotinylated mouse anti-human IL-8 antibody 稀釋2 000 倍,加入100 μL/孔,然后于37 ℃條件下孵育1 h, 洗滌4 次后, 加入稀釋2 000 倍的Av-HRP 酶100 μL/孔,37 ℃條件下孵育30 min,洗滌4 次,最后加25 μL/孔TMB 酶作用溶液,于常溫或37 ℃黑暗處顯色, 直到顏色變?yōu)闇\藍(lán)色, 用1 N H2SO4終止反應(yīng),并于450 nm 測(cè)定吸光度值。樣品中IL-8 的濃度通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行換算。
1.3.7 細(xì)胞因子mRNA 表達(dá)的測(cè)定 將細(xì)胞置于24 孔板中培養(yǎng)后加入樣品抑制炎性反應(yīng),抽提細(xì)胞培養(yǎng)體系總RNA 逆轉(zhuǎn)錄后使用RT-PCR 檢測(cè)。 采用Fast 200 試劑盒抽提細(xì)胞總RNA,測(cè)定濃度后取RNA 200~300 ng 在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下用OligdT 引物合成待測(cè)細(xì)胞因子cDNA。 在含有1 mmol/L MgCl2和1U Taq DNA 聚合酶的RT-PCR SYBR Green 反應(yīng)體系中反應(yīng)。內(nèi)參選用GAPDH,引物序列見(jiàn)表1。 PCR 循環(huán)參數(shù)為:95 ℃15s 變性,56 ℃15s 退火,72 ℃30 s 延伸。 PCR 擴(kuò)增曲線由RT-PCR 儀獲得各目的分子CT 值,由2-△△CT法計(jì)算出RQ 值, 代表細(xì)胞因子的相對(duì)表達(dá)水平[16]。
表1 RT-PCR 引物序列Table 1 Sequence of primers in RT-PCR
1.3.8 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 選取BALB/c 雌性小鼠,6~8 周左右,體重 (20.0±2.0)g。 所有小鼠飼養(yǎng)于塑料鼠籠中,可以自由飲用水和基本膳食。保持溫度(25±0.5)℃,相對(duì)濕度50%±5%,并執(zhí)行12 h/12 h的燈光/黑暗循環(huán)。小鼠在購(gòu)買(mǎi)飼養(yǎng)7 d 后,隨機(jī)分為6 組,每組10 只,并給所有組小鼠提供相同的基本膳食。 飼養(yǎng)第7 天開(kāi)始,小鼠連續(xù)7 d 經(jīng)飲用水服用5% DSS 致急性結(jié)腸炎, 結(jié)束后致死小鼠[17]。將小鼠的結(jié)腸移除并測(cè)定結(jié)腸的長(zhǎng)度。移除大約10%遠(yuǎn)端結(jié)腸并保存于福爾馬林溶液中,用于組織學(xué)觀察;部分小鼠結(jié)腸組織放入離心管中,快速冷凍,用于細(xì)胞因子的測(cè)定;部分小鼠結(jié)腸組織放入RNAlater 中,用于基因表達(dá)分析。 試驗(yàn)分組如下:空白組,全程飲用不含DSS 滅菌水+灌胃0.2 mL 生理鹽水; 陽(yáng)性對(duì)照組,1~7 d 飲用不含DSS 滅菌水,8~14 d 飲用含5% DSS 滅菌水,全程灌胃0.2 mL 生理鹽水;低濃度組,1~7 d 飲用不含DSS 滅菌水,8~14 d 飲用含5% DSS 滅菌水,全程灌胃0.2 mL 皮蛋蛋白水提物溶液(150 mg/kg);高濃度組,1~7 d 飲用不含DSS 滅菌水,8~14 d 飲用含5% DSS 滅菌水,全程灌胃0.2 mL 皮蛋蛋白水提物溶液(300 mg/kg)。
1.3.9 體重變化與結(jié)腸損傷評(píng)價(jià) 確定和評(píng)價(jià)小鼠的3 個(gè)主要結(jié)腸炎表征:體重變化、糞便黏稠度(包括腹瀉記錄)和糞便便血。 結(jié)腸損傷通過(guò)糞便黏稠度和糞便便血進(jìn)行評(píng)估。 對(duì)糞便黏稠度,0 分表示正常并狀態(tài)良好的糞便,1.5 分是呈糊狀的糞便,而3 分表示的是糞便液化并黏在肛門(mén)上。 對(duì)糞便便血,0 分表示沒(méi)有糞便便血,1.5 分是有糞便便血,3 分是便血嚴(yán)重[18]。
1.3.10 結(jié)腸組織學(xué)分析 對(duì)組織進(jìn)行固定,石蠟切片和蘇木精伊紅染色。 同時(shí)按以下指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分,嚴(yán)重程度越高,評(píng)分越高:炎癥(0~3),隱窩損傷(0~3)和滲透程度(0~3)。 三項(xiàng)相加,總分在0~9范圍內(nèi)[18]。
1.3.11 結(jié)腸炎性細(xì)胞因子的測(cè)定 將100 μg 的樣品組織, 加入4 倍體積的含有0.5% Triton X-100 和蛋白酶抑制劑 (10 μg/mL aprotinin、leupeptin、pepstatin 和 1 mmol/L phenylmethanesulfonylfluoride)的PBS 緩沖液,高速勻漿,4 ℃條件下12 000 r/min 離心10 min,DC Protein Assay 法測(cè)定上清液蛋白質(zhì)含量, 采用ELISA 試劑盒測(cè)定TNF-α、IL-6 濃度。
數(shù)據(jù)結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示, 采用SPSS13.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析(Duncan 新復(fù)極差多重比較法),P<0.05 表示差異顯著。
Caco-2 細(xì)胞是腸上皮細(xì)胞的一種,已成為研究腸道炎癥的穩(wěn)定體外模型系統(tǒng),其在TNF-α 誘導(dǎo)下會(huì)分泌大量的促炎細(xì)胞因子IL-8[19-20]。如圖1所示,正常Caco-2 細(xì)胞中IL-8 的含量極低,但在TNF-α 刺激4 h 后IL-8 的分泌量從(204.66±8.88)pg/mL 上升到(2 450.38±105.52)pg/mL,說(shuō)明建立體外炎癥模型成功。 以此模型考察了濃度分別為0.1,0.5,1,5,10 mg/mL 的皮蛋蛋白水提物抑制炎癥作用, 結(jié)果表明各添加濃度均未對(duì)Ca co-2 細(xì)胞產(chǎn)生毒性,在高濃度的情況下(5 和10 mg/mL)皮蛋蛋白水提物呈現(xiàn)出一定的體外抗腸炎作用(P<0.05)。
在該細(xì)胞模型條件下, 進(jìn)一步考查了皮蛋蛋白水提物對(duì)細(xì)胞抑炎細(xì)胞因子和促炎細(xì)胞因子mRNA 表達(dá)的影響。 結(jié)果表明添加皮蛋蛋白水提物(10 mg/mL)處理后可明顯下調(diào)Caco-2 細(xì)胞IL-8、TNF-α、IL-6 和IL-1β 等促炎細(xì)胞炎癥的基因表達(dá)量。 同時(shí),皮蛋蛋白水提物可上調(diào)Caco-2 細(xì)胞抑炎細(xì)胞因子IL-10 的基因表達(dá)量。
圖1 皮蛋蛋白水提物在TNF-α 誘導(dǎo)的Caco-2細(xì)胞炎癥模型中的抗炎作用Fig.1 Anti-inflammatory effect of water extract of preserved egg white in TNF-α induced Caco-2 cell inflammation model
圖2 皮蛋蛋白水提物在TNF-α 誘導(dǎo)的Caco-2 細(xì)胞炎癥模型中調(diào)節(jié)mRNA 表達(dá)的作用Fig.2 Effects of water extract of preserved egg white on the mRNA expressions in TNF-α induced Caco-2 cell inflammation model
2.2.1 皮蛋蛋白水提物對(duì)DSS 誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠臨床癥狀的影響 DSS 可損傷小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞,破壞腸屏障完整性, 并激活促炎細(xì)胞因子的分泌和基因表達(dá),導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)腸炎,是典型可靠的體內(nèi)結(jié)腸炎模型[21-22]。本研究采用此模型考察了皮蛋蛋白水提物在體內(nèi)的抗炎活性。對(duì)比空白對(duì)照組,從DSS 處理后第6 天始陽(yáng)性對(duì)照組小鼠的體重開(kāi)始顯著降低(P<0.05)。 然而在第7 天,皮蛋蛋白水提物低劑量和高劑量試驗(yàn)組小鼠體重降低的程度與陽(yáng)性對(duì)照組均有了顯著性差異(P<0.05),表明皮蛋蛋白水提物可以緩解DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎造成的小鼠體重下降(圖3a)。
DSS 誘導(dǎo)5d 后小鼠出現(xiàn)明顯的結(jié)腸炎臨床癥狀,如腹瀉、直腸出血和嗜睡,灌胃皮蛋蛋白水提物后,與陽(yáng)性對(duì)照組相比,第5 天后高濃度組和低濃度組腹瀉和出血等臨床癥狀均明顯減輕(P<0.05)(圖3b)。
本試驗(yàn)中, 采用DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎組其結(jié)腸長(zhǎng)度為(5.34±0.24)cm,而未經(jīng)誘導(dǎo)的空白組為(7.01±0.31)cm,可見(jiàn)DSS 誘導(dǎo)后可明顯導(dǎo)致小鼠結(jié)腸受損,使其長(zhǎng)度變短。在經(jīng)過(guò)皮蛋蛋白水提物干預(yù)后, 高濃度和低濃度組均可有效縮短結(jié)腸的縮短程度(P<0.05)(圖3c)。
圖3 皮蛋蛋白水提物對(duì)DSS 誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎臨床癥狀的影響Fig.3 Effects of water extract of preserved egg white on clinical signs in DSS-induced colitic mice
2.2.2 皮蛋蛋白水提物對(duì)DSS 誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸組織學(xué)形態(tài)的影響 圖4 是通過(guò)蘇木精-伊紅染色后的結(jié)腸組織學(xué)觀察結(jié)果。 由圖可以看出空白組小鼠結(jié)腸組織學(xué)正常并擁有正常的隱窩結(jié)構(gòu)。 然而,DSS 結(jié)腸炎組小鼠固有層和黏膜下層的細(xì)胞出現(xiàn)浸潤(rùn)。 高濃度和低濃度樣品組均能減少結(jié)腸黏膜,黏膜下層和固有肌層的破壞。組織學(xué)形態(tài)評(píng)分結(jié)果表明DSS 結(jié)腸炎組其組織學(xué)分?jǐn)?shù)為14.78±1.55,而經(jīng)過(guò)皮蛋蛋白水提物干預(yù)后的結(jié)腸炎小鼠的組織學(xué)分?jǐn)?shù)顯著低于DSS 組, 分別為10.89±1.06 和7.31±0.36, 濃度越高減緩結(jié)腸炎小鼠的組織學(xué)變化效果越好。
圖4 皮蛋蛋白水提物對(duì)結(jié)腸組織學(xué)的影響Fig.4 Effects of water extract of preserved egg white on colon histology
2.2.3 皮蛋蛋白水提物對(duì)DSS 誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠促炎細(xì)胞因子分泌量的影響 各組小鼠結(jié)腸組織中促炎細(xì)胞因子TNF-α 和IL-6 濃度分析結(jié)果如圖4 所示。 由圖可知,DSS 誘導(dǎo)后小鼠結(jié)腸組中分泌了大量的促炎細(xì)胞因子TNF-α 和IL-6, 分別由(18.65±2.99)pg/mg 蛋白質(zhì)、(8.03±1.38)pg/mg 蛋白質(zhì)上升到 (42.31±5.76)pg/mg 蛋白質(zhì)、(22.46±1.67)pg/mg 蛋白質(zhì), 但在高濃度和低濃度皮蛋蛋白水提物干預(yù)后其分泌量均顯著下降(P<0.05)。
圖5 皮蛋蛋白水提物對(duì)結(jié)腸組織TNF-α (a)和IL-6 (b)含量的影響Fig.5 Effects of water extract of preserved egg white on the concentration of TNF-α (a)and IL-6 (b)in colon
2.2.4 皮蛋蛋白水提物對(duì)DSS 誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠促炎和抑炎細(xì)胞因子基因表達(dá)的影響 皮蛋蛋白水提物對(duì)小鼠結(jié)腸促炎細(xì)胞因子和抑炎細(xì)胞因子mRNA 表達(dá)的影響結(jié)果見(jiàn)圖5。 如圖所示,與陽(yáng)性對(duì)照組小鼠比較,灌胃150 mg/kg 和300 mg/kg 皮蛋蛋白水提物均能不同程度降低促炎細(xì)胞因子IL-6、MCP-1、INF-γ、TNF-α、IL-1β、IL-17A 等基因的表達(dá)(P<0.05), 同時(shí)對(duì)抑炎細(xì)胞因子IL-10的基因表達(dá)有一定的促進(jìn)作用(P<0.05)。
禽蛋蛋清中90%以上固形物為蛋白質(zhì), 且種類達(dá)一百余種,其中富含卵白蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵黏蛋白、卵類黏蛋白和溶菌酶等多種蛋白質(zhì)[23]。皮蛋由氫氧化鈉、氯化鈉、茶葉、硫酸銅或硫酸鋅等作用下腌制而成, 其中起主要作用的為氫氧化鈉[24]。 在強(qiáng)堿的誘導(dǎo)下,禽蛋蛋清形成了主要由離子鍵和二硫鍵作用的高彈性低硬度凝膠體。 本實(shí)驗(yàn)室研究已證實(shí)在皮蛋腌制過(guò)程中, 除了溶菌酶較為穩(wěn)定以外,卵白蛋白、卵轉(zhuǎn)鐵蛋白、卵黏蛋白、卵類黏蛋白等其它高含量蛋白質(zhì)在強(qiáng)堿的作用下均發(fā)生了明顯的降解, 多肽和游離氨基酸含量逐漸升高,因此水溶性組分增多[25-26]。 本研究首次證明皮蛋蛋白水溶性提取物在體內(nèi)和體外均有一定抗腸道炎癥作用。 已有多種蛋源性肽被證實(shí)具有一定抗炎活性, 如從雞蛋卵轉(zhuǎn)鐵蛋白酶解物中分離出的三肽IRW 和IQW 能夠有效地降低促炎細(xì)胞因子的釋放、調(diào)節(jié)NF-κB 炎癥信號(hào)通路中相關(guān)基因表達(dá)[27];Shi 等[28]研究發(fā)現(xiàn)雞蛋膜蛋白酶解物可在腸道細(xì)胞炎癥模型中通過(guò)抑制NF-κB 的激活,下調(diào)促炎細(xì)胞因子和上調(diào)抗炎細(xì)胞因子,減少促炎細(xì)胞因子的分泌,起到抗炎作用;卵黃高磷蛋白肽PPPs 在TNF-α/LPS 誘導(dǎo)的HT-29/Caco-2/RAW 264.7 等細(xì)胞炎癥反應(yīng)模型中均能顯著抑制一些主要促炎癥因子的基因表達(dá), 從而起到抗炎癥作用[20]。 因此,我們推測(cè)肽可能是皮蛋蛋白水溶性提取物具有抗炎作用的主要物質(zhì)基礎(chǔ), 我們運(yùn)用超濾技術(shù)獲得了皮蛋蛋白水溶性提取物、仿生酶解產(chǎn)物≤5ku 的肽段, 并通過(guò)細(xì)胞炎癥模型證實(shí)其具有較好的抗炎作用。
圖6 皮蛋蛋白水提物對(duì)結(jié)腸組織促炎和抑炎細(xì)胞因子基因表達(dá)的影響Fig.6 Effects of water extract of preserved egg white on gene expression of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines in colon
由巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子TNF-α 在急性炎癥反應(yīng)和介導(dǎo)其它促炎細(xì)胞因子的分泌中起著重要的作用。本研究中發(fā)現(xiàn)5 和10 mg/mL 的皮蛋蛋白水溶性提取物均可以降低TNF-α 誘導(dǎo)的Caco-2 細(xì)胞炎癥反應(yīng)模型中促炎細(xì)胞因子IL-8 的分泌量,同時(shí)可下調(diào)促炎細(xì)胞因子IL-8、TNF-α、IL-6 和IL-1β 基因的表達(dá), 說(shuō)明皮蛋水溶性提取物在炎癥的早期具有一定干預(yù)作用。 在TNF-α 誘導(dǎo)的Caco-2 細(xì)胞炎癥反應(yīng)模型中,IL-8 促炎細(xì)胞因子基因表達(dá)的下調(diào)與NF-κB炎癥通路受到抑制有關(guān), 此機(jī)制與小鼠體內(nèi)抗炎作用類似[29]。 因此,我們進(jìn)一步研究了皮蛋水溶性提取物對(duì)DSS 誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎的抗炎作用。DSS 的攝入可導(dǎo)致小鼠體重下降、 腸上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)、黏膜潰瘍、嗜中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、結(jié)腸縮短、腹瀉、便血等潰瘍性結(jié)腸炎癥狀。 但是,我們發(fā)現(xiàn)在本試驗(yàn)的濃度條件下, 皮蛋水溶性提取物均能減緩DSS 誘導(dǎo)的各種結(jié)腸炎臨床癥狀[21-22],并能抑制促炎細(xì)胞因子的分泌和基因的表達(dá)。 皮蛋水溶性提取物減緩結(jié)腸炎的臨床癥狀作用與大豆肽、蛋源性肽和蛋白質(zhì)等較為類似[10,28,30],但對(duì)細(xì)胞因子的抑制作用有一定差別, 提示各種活性組分的抑制結(jié)腸炎的通路可能不一樣。
細(xì)胞因子在IBD 的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[7]。 細(xì)胞因子可以激活巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和T 細(xì)胞, 導(dǎo)致免疫特異表達(dá)反應(yīng)和慢性炎癥[31]。 在DSS 誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸模型和IBD 患者中,TNF-α、IL-6、IL-1β、IFN-γ、MCP-1 等促炎細(xì)胞因子基因的表達(dá)均有所上調(diào)[8,18]。TNF-α 和IL-6是參與黏膜炎癥發(fā)展的關(guān)鍵細(xì)胞因子, 包括激活I(lǐng)BD 患者的巨噬細(xì)胞、 中性粒細(xì)胞和T 細(xì)胞[32]。IFN-γ 參與腸道炎癥的持續(xù), 從而增加炎性腸病的嚴(yán)重程度[33]。 IL-1β 由ROS 激活的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,在IBD 發(fā)病中起著關(guān)鍵作用[34]。MCP-1 在IBD慢性炎癥中參與免疫細(xì)胞從血液中到黏膜和黏膜下層的滲透[35]。 IL-17A 是由T 淋巴細(xì)胞中Th17所產(chǎn)生,Th17 細(xì)胞與其分泌的細(xì)胞因子的增加和IBD 的嚴(yán)重程度有關(guān)[36]。 各細(xì)胞因子之間相互影響,IL-1β 和IL-6 涉及Th17 細(xì)胞的誘導(dǎo)分化,進(jìn)而加速I(mǎi)L-17A 的分泌與中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)[37]。 本研究表明, 皮蛋蛋白水提物可顯著下調(diào)DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎組織TNF-α、IL-6、IL-1β、IFN-γ、MCP-1等促炎細(xì)胞因子基因的表達(dá), 說(shuō)明皮蛋蛋白水提物可通過(guò)抑制促炎細(xì)胞因子的表達(dá)對(duì)DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型中發(fā)揮抗炎作用。
總之, 本研究表明皮蛋蛋白水提物可抑制腸道細(xì)胞或組織促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生, 并可通過(guò)下調(diào)促炎細(xì)胞因子的表達(dá)減緩DSS 誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎炎癥程度。 下一步研究的重點(diǎn)將是快速篩選得到皮蛋蛋白水提物中的單體抗腸炎肽, 并從體內(nèi)外闡明其分子作用機(jī)制。 腸道慢性炎癥嚴(yán)重影響人體健康,而傳統(tǒng)治療炎癥藥物均有一定副作用,皮蛋蛋白源性抗炎肽有望為機(jī)體炎性反應(yīng)提供新的抗炎策略。