吉正梅,張曉春,彭鈺迪,王樹林*,布麗君,4*,解華東,4
1(青海大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院,青海 西寧,810016)2(重慶市畜牧科學(xué)院,重慶,402460)3(重慶大學(xué) 生物工程學(xué)院,重慶,400044)4(重慶市肉質(zhì)評價(jià)與加工工程技術(shù)研究中心,重慶,402460)
人體正常代謝會產(chǎn)生活性氧(reactive oxygen species,ROS),參與細(xì)胞的生理和病理過程。然而在一些極端環(huán)境下,會產(chǎn)生過量的ROS,當(dāng)超過細(xì)胞的自然抗氧化防御能力時(shí),過高濃度的ROS會破壞氧化還原穩(wěn)態(tài),導(dǎo)致機(jī)體細(xì)胞凋亡,特別是自由基不受抑制的產(chǎn)生和長時(shí)間積累與癌癥、心血管疾病等慢性疾病密切相關(guān)[1]。近年來以蛋白質(zhì)水解物和多肽形式的天然抗氧化劑因其無毒、高效和環(huán)保等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于食品與藥物加工中。比如抗氧化肽可以在食品配方中作為預(yù)防、延緩氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的成分;此外,抗氧化肽還可作為食品添加劑抑制食品的氧化等,對于防止含有油脂的食品氧化性腐敗尤為有用[2-3]。已有許多研究已證明,從植物、動物中發(fā)現(xiàn)的多肽可以通過清除自由基,提高細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性和谷胱甘肽含量水平,進(jìn)而抑制氧化應(yīng)激[4]。
鴨胚蛋是健康受精蛋經(jīng)特殊孵化工藝,使胚胎生長發(fā)育且具有生命力的蛋。胚蛋味道鮮美且富有營養(yǎng),民間早已有食用的習(xí)慣,并作為營養(yǎng)、進(jìn)補(bǔ)的佳品[5]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明:胚蛋是優(yōu)質(zhì)蛋白的重要來源,也是最完善的天然食品之一[6],其所含的蛋白質(zhì)、脂類物質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素、干擾素、溶酶菌、免疫球蛋白等[7-8]與人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能有關(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國蛋鴨總量占到禽蛋飼養(yǎng)量70%以上[9],且鴨蛋與雞蛋、鵝蛋等相比有較高含量的蛋白質(zhì)、必需氨基酸、維生素B1、維生素D3、卵磷脂等[10]。
研究表明,從雞胚蛋中提取的多肽能以完整形式直接吸收進(jìn)入人血液循環(huán)并參與機(jī)體的生理功能和代謝調(diào)節(jié),具有增強(qiáng)人體免疫力和延緩衰老等顯著功效[11];以雞胚蛋為原料,制成復(fù)合雞胚肽口服液、雞胚營養(yǎng)液及沖劑等也深受消費(fèi)者喜愛[12-13]。然而通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外對鴨胚蛋中多肽進(jìn)行系統(tǒng)性研究的報(bào)道屈指可數(shù)。王旭清[14]采用不同工藝參數(shù)分離鑒定麻鴨鴨胚蛋和櫻桃谷SM3鴨鴨胚蛋中的多肽,2條多肽均具有良好的起泡性、乳化性及穩(wěn)定性,且通過動物試驗(yàn)驗(yàn)證其良好的耐缺氧性;吳禮萍[7]將鴨胚蛋中多肽與植物多糖進(jìn)行復(fù)合,功能評價(jià)研究表明復(fù)合物具有較好的抗氧化及抗疲勞功能。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),鴨胚蛋孵育期間抗氧化物質(zhì)含量呈先上升后下降的趨勢,且第15天時(shí)鴨胚蛋酶解物抗氧化活性最強(qiáng),采用LC-MS/MS數(shù)據(jù)庫功能注釋、生物信息學(xué)預(yù)測和熱點(diǎn)基肽等技術(shù),從第15天的鴨胚蛋酶解物中識別到5條具有較強(qiáng)抗氧化功能多肽:VK24、GV17、RK14、LA18和TD12,其中TD12含抗氧化活性的氨基酸比例最高,超過50%[15]。因此本試驗(yàn)以鴨胚胎源抗氧化肽TD12為研究對象,通過化學(xué)方法,體外細(xì)胞試驗(yàn)等方法,驗(yàn)證鴨胚胎源抗氧化肽TD12對HepG2細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的保護(hù)作用,為鴨胚胎源肽在氧化應(yīng)激防護(hù)方面發(fā)揮的作用提供有力證據(jù),以期為鴨胚蛋抗氧化功能性食品的開發(fā)提供一些思路。
鴨胚源肽抗氧化肽TD12(Thr-Val-Asp-Gly-Pro-Ser-Gly-Lys-Leu-Trp-Arg-Asp,>98%),杭州專肽生物技術(shù)有限公司制備;人肝癌細(xì)胞(HepG2),上海富衡生物科技有限公司提供;無血清細(xì)胞凍存液,上海瑟?dú)W生物科技有限公司;DMEM(dulbecco′s modified eagle medium)培養(yǎng)基、胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)和0.25%胰酶,美國Gibco公司;Count star細(xì)胞計(jì)數(shù)板、H2O2溶液(分析純),美國Sigma公司;DPPH自由基清除能力檢測試劑盒、ABTS陽離子自由基清除能力檢測試劑盒、羥自由基清除能力檢測試劑盒、總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)檢測試劑盒、Hoechst 33342 染色劑、DCFH-DA活性氧ROS熒光探針、磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer saline,PBS)片劑、二甲基亞砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)試劑和非變性組織細(xì)胞裂解液,北京索萊寶科技有限公司;CCK-8細(xì)胞增殖檢測試劑盒,浙江如耀生物科技有限公司;BCA蛋白濃度測定試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)測定試劑盒、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)測定試劑盒、過氧化氫酶(catalase,CAT)和細(xì)胞丙二醛(malondialdehyde,MDA)測定試劑盒,南京建成生物研究工程所;細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-ɑ(TNF-ɑ)、人白細(xì)胞介素-4(IL-4)、人白細(xì)胞介素-8(IL-8)和人白細(xì)胞介素-10(IL-10)酶聯(lián)免疫檢測試劑盒,碧云天生物技術(shù)有限公司。
371高溫滅菌CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱、Count star全自動細(xì)胞計(jì)數(shù)儀、EVOS XL細(xì)胞成像系統(tǒng)、EVOS FL熒光倒置顯微鏡、BLF-6K 離心機(jī),美國Sigma公司;WSZ-20A旋渦混勻器,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;ATX224分析天平,日本島津公司;369003臺式低溫離心機(jī),美國Beckman Coulter公司;HVE50自動高壓滅菌器,日本Hirayama公司;U-3900分光光度計(jì),日本株式會社日立高新技術(shù)科學(xué);Synergy H1多功能微孔板檢測儀,美國伯騰儀器有限公司。
1.3.1 鴨胚源抗氧化肽TD12體外抗氧化能力檢測
鴨胚源抗氧化肽TD12清除DPPH自由基、ABTS陽離子自由基和羥自由基能力均按照試劑盒說明書步驟操作,總抗氧化能力檢測制備FeSO4標(biāo)準(zhǔn)曲線為:Y=21.056X+0.008 6,R2=0.998 4,然后依照標(biāo)準(zhǔn)曲線求得不同濃度TD12的總抗氧化能力。待測樣品為終濃度0.25、0.5、1、2.5、5 μmol/L的TD12溶液,每組待測樣品濃度均設(shè)置3個(gè)重復(fù)。
1.3.2 鴨胚源抗氧化肽TD12對HepG2細(xì)胞毒性作用檢測
HepG2細(xì)胞培養(yǎng)參考DONATO等[16]的方法,10%(體積分?jǐn)?shù))FBS混合DMEM高糖培養(yǎng)基,將細(xì)胞置于5%(體積分?jǐn)?shù))CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。待HepG2細(xì)胞貼壁生長,融合成致密單層且細(xì)胞覆蓋率達(dá)80%以上時(shí),用0.25% 胰蛋白酶溶液消化傳代或進(jìn)行下一步試驗(yàn)。
鴨胚源抗氧化肽TD12對HepG2細(xì)胞的毒性檢測參照張燕等[17]的方法并略作改進(jìn)。將5×105cells/mL的HepG2細(xì)胞接種于96孔板中(每組設(shè)置6個(gè)復(fù)孔),設(shè)置空白組、對照組和試驗(yàn)組,空白組加入90 μL培養(yǎng)基,對照組和試驗(yàn)組加入90 μL細(xì)胞懸液,培養(yǎng)24 h細(xì)胞貼壁,空白組、對照組分別加入10 μL的培養(yǎng)液,試驗(yàn)組加入10 μL終濃度為0.2、0.25、0.3、0.5、1、2.5、5 μmol/L和1、5 mmol/L的鴨胚源抗氧化肽TD12溶液,在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中孵育24 h后,棄去舊培養(yǎng)液,加入CCK-8[18]工作液,繼續(xù)孵育4 h,酶標(biāo)儀檢測450 nm處OD值。篩選出TD12高、中、低劑量組進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。細(xì)胞存活率計(jì)算如公式(1)所示:
(1)
式中:A0表示空白組OD值;AC表示對照組OD值;AS表示試驗(yàn)組OD值。
1.3.3 H2O2誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的模型建立
參照XIE等[19]的方法并略作改進(jìn),具體操作為:將6×104cells/mL的HepG2細(xì)胞接種于96孔板中(每組設(shè)置6個(gè)復(fù)孔),設(shè)置空白組(90 μL培養(yǎng)基)、對照組(90 μL細(xì)胞懸液)和試驗(yàn)組(90 μL細(xì)胞懸液),在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中孵育24 h后,空白組和對照組分別加入10 μL培養(yǎng)液,試驗(yàn)組加入終濃度為100、200、400、600、800 μmol/L的H2O2,繼續(xù)孵育 20、40、60、120、240 min 后,采用CCK-8法檢測細(xì)胞存活率,HepG2細(xì)胞氧化損傷模型選取的最佳損傷濃度為細(xì)胞存活率在50%[20]最佳。
1.3.4 鴨胚源抗氧化肽TD12對H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞的保護(hù)作用
將密度為 5×104cells/mL 的HepG2細(xì)胞接種于96孔板中(每組設(shè)置6個(gè)復(fù)孔),試驗(yàn)分為對照組、損傷組和TD12低劑量組,中劑量組及高劑量組,每組加入100 μL細(xì)胞混懸液。在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中孵育24 h后,對照組和損傷組加入20 μL培養(yǎng)基,TD12低、中、高劑量組分別加入20 μL終濃度0.25、1、5 μmol/L的溶液繼續(xù)孵育24 h。然后,對照組加入10 μL培養(yǎng)基,損傷組和保護(hù)組分別加入10 μL終濃度為400 μmol/L的 H2O2溶液,繼續(xù)孵育1 h后,采用CCK-8法檢測細(xì)胞存活率。
1.3.5 Hoechst 33342染色檢測HepG2細(xì)胞凋亡
參照SHI等[21]的方法并做改進(jìn),將8×105cells/mL的HepG2 細(xì)胞接種于6孔板中(每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔),細(xì)胞分為對照組、損傷組、TD12低劑量組、中劑量及高劑量組,按照1.3.4的方法處理,接著各組加入1 mL稀釋好的Hoechst 33342 工作液,在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中染色30 min,棄染色液,用PBS洗滌3次,熒光顯微鏡下觀察各組細(xì)胞狀態(tài)。
1.3.6 鴨胚源抗氧化肽TD12對H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞內(nèi)ROS含量的影響
HepG2細(xì)胞內(nèi)ROS含量檢測方法采用DCFH-DA熒光探針法[22],將密度為 5×104cells/mL的HepG2細(xì)胞接種于96孔熒光酶標(biāo)板中(每組設(shè)置6個(gè)復(fù)孔),按照1.6方法將細(xì)胞分組,培養(yǎng)結(jié)束后,棄各孔培養(yǎng)液,并加入10 μmol/L的DCFH-DA溶液,37 ℃ 培養(yǎng)箱中孵育30 min后,棄上清液,用PBS清洗3次,用多功能酶標(biāo)儀(激發(fā)波長485 nm,發(fā)射波長525 nm)檢測熒光強(qiáng)度,同時(shí)熒光倒置顯微鏡拍照。
1.3.7 鴨胚源抗氧化肽TD12對H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性的影響
將密度為6×105cells/mL 的HepG2細(xì)胞接種于6孔板中(每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔),按照1.3.4方法將細(xì)胞分組,細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)束后,吸取細(xì)胞培養(yǎng)液,用于檢測乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)含量;各孔加入600 μL細(xì)胞裂解液,冰上裂解30 min,在4 ℃,1 200 r/min離心10 min,吸取各組細(xì)胞懸浮液備用。制作牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線:Y= 0.000 5X+0.161 3,R2=0.996 2,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線及BCA試劑盒操作說明書求得各組細(xì)胞蛋白濃度,LDH、MDA、SOD、CAT、GSH-Px含量檢測均嚴(yán)格按照試劑盒操作。
1.3.8 鴨胚源抗氧化肽TD12對H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子含量的影響
細(xì)胞因子檢測方法參照文獻(xiàn)介紹的ELISA法[23],將密度為5×105cells/mL 的HepG2細(xì)胞接種于6孔板中(每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔),按照1.3.4方法將細(xì)胞分組,細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)束后,按照TNF-ɑ、IL-8、IL-4和IL-10 酶聯(lián)免疫試劑盒說明書進(jìn)行操作。
鴨胚源抗氧化肽TD12體外抗氧化能力的研究結(jié)果見圖1。隨著TD12濃度的增加,其清除DPPH自由基能力有小幅提升,濃度為1 mmol/L的TD12對DPPH自由基清除率最高,為(55.31±3.01)%;清除ABTS陽離子自由基、羥自由基能力和總抗氧化能力均呈濃度依賴性增加,濃度為1 mmol/L時(shí)清除ABTS陽離子和羥自由基能力達(dá)(92.97±4.40)% 和(98.53±4.08)%,總抗氧化能力為(81.69±1.06)μmol/g。CHI等[24]和MA等[25]的研究證明,從藍(lán)鰭金槍魚和蕎麥蛋白質(zhì)中測定的Gly-Pro-Pro、Gly-Val-Pro-Leu-Thr和Val-Phe-Pro-Trp 肽有較強(qiáng)的清除自由基的能力,其中Trp可產(chǎn)生氫自由基,從而提高肽的抗氧化活性。鴨胚源抗氧化肽TD12中含有較多的疏水氨基酸Trp、Gly、Pro序列,因此從一定程度上對清除自由基更加敏感。
圖1 TD12體外抗氧化能力Fig.1 TD12 in vitro antioxidant capacity
TD12對HepG2細(xì)胞活力的影響研究結(jié)果見圖2。如圖2所示,濃度在0.25 μmol/L~5 mmol/L的TD12作用細(xì)胞24 h后,各組細(xì)胞活力均>95%,與對照組沒有差異(P>0.05)。此結(jié)果表明TD12對HepG2細(xì)胞無毒性作用。本研究選取0.25 μmol/L低劑量組、1 μmol/L中劑量組、5 μmol/L高劑量組作為鴨胚源抗氧化肽TD12對H2O2誘導(dǎo)細(xì)胞氧化損傷的干預(yù)劑量進(jìn)行后續(xù)研究。
圖2 不同濃度TD12溶液對HepG2細(xì)胞活力影響Fig.2 Effect of TD12 solution of different concentrations on the viability of HepG2 cells
不同濃度H2O2及時(shí)間對HepG2細(xì)胞存活率的影響見圖3。如圖3所示,隨著H2O2濃度和處理細(xì)胞時(shí)間增加,細(xì)胞存活率降低。100和200 μmol/L的H2O2作用 HepG2細(xì)胞40 min后,細(xì)胞存活率分別為(89.06±3.40)%、(83.62±1.46)%,細(xì)胞存活率與對照組沒有差異(P>0.05),此時(shí)H2O2對細(xì)胞沒有致死作用,細(xì)胞凋亡率較低,未能達(dá)到氧化應(yīng)激狀態(tài)。終濃度為400 μmol/L的H2O2作用60 min 后,細(xì)胞存活率下降至(52.65±2.19)%(P<0.01);而終濃度為600、800 μmol/L的H2O2作用60 min后,細(xì)胞存活率僅為對照組的(32.08±2.06)%、(29.41±3.21)%(P<0.01),120和240 min時(shí)細(xì)胞存活率明顯降低(P<0.01),這是由于氧化應(yīng)激過于嚴(yán)重,直接導(dǎo)致細(xì)胞損傷死亡導(dǎo)致的結(jié)果。故選擇400 μmol/L的H2O2濃度作為誘導(dǎo)HepG2損傷模型的最佳濃度,細(xì)胞在此狀態(tài)下,既達(dá)到損傷的要求,又存有一定活力,符合細(xì)胞試驗(yàn)的要求。
圖3 不同濃度H2O2及時(shí)間對HepG2細(xì)胞存活率影響Fig.3 Effects of different concentrations of H2O2 and time on the survival rate of HepG2 cells
不同濃度H2O2作用HepG2細(xì)胞1 h后的染色鏡檢結(jié)果見圖4。100與200 μmol/L H2O2處理下,細(xì)胞間連接緊密,細(xì)胞核大小均一,與對照組相比活細(xì)胞數(shù)量無明顯減少;400 μmol/L時(shí),細(xì)胞核內(nèi)部分染色質(zhì)斷裂,此時(shí)細(xì)胞凋亡增加,有明顯的細(xì)胞呈碎塊狀;600、800 μmol/L時(shí),熒光密度較低,氧化應(yīng)激已過于嚴(yán)重,此時(shí)熒光微弱,細(xì)胞存活率極低,這與2.3中CCK-8檢測結(jié)果一致。
a-對照組;b-100 μmol/L H2O2;c-200 μmol/L H2O2;d-400 μmol/L H2O2;e-600 μmol/L H2O2;f-800 μmol/L H2O2(標(biāo)尺=200 μm)圖4 不同濃度H2O2作用HepG2細(xì)胞1 h后Hoechst 33342染色結(jié)果Fig.4 Hoechst 33342 staining results of HepG2 cells treated with different concentrations of H2O2 for 1 h
各劑量組TD12對HepG2細(xì)胞的保護(hù)作用見圖5。由圖5可知,在0.25~5 μmol/L,隨著TD12濃度的增加,細(xì)胞相對活力呈濃度依賴性升高。H2O2處理的損傷組細(xì)胞存活率為對照組的(52.26±3.14)%;經(jīng)TD12低劑量組(0.25 μmol/L)預(yù)處理細(xì)胞后,細(xì)胞存活率提升至(59.92±1.35)%,與對照組活率存在差異(P<0.05);當(dāng)TD12濃度提高至1 μmol/L和5 μmol/L時(shí),細(xì)胞存活率為(81.49±3.22)%和(97.43±2.17)%,均與損傷組細(xì)胞存在明顯差異(P<0.01),在TD12高劑量處理下,細(xì)胞存活率幾乎接近對照組。KETANWA等[26]的研究表明:肽鏈的氨基酸組成或空間結(jié)構(gòu)對蛋白質(zhì)水解物的抗氧化活性有較大的影響,含有Ala、Leu、Pro以及芳香族氨基酸Trp、Phe、Tyr和His的肽鏈能有效增強(qiáng)清除自由基能力。TD12(Thr-Val-Asp-Gly-Pro-Ser-Gly-Lys-Leu-Trp-Arg-Asp)中含抗氧化氨基酸比例較高,可見TD12對細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的保護(hù)作用與這些氨基酸密切相關(guān),且2.1中證明TD12有較強(qiáng)清除ABTS陽離子自由基與羥自由基能力,在一定程度上能防止羥自由基誘導(dǎo)的DNA損傷,因?yàn)榉菢O性氨基酸殘基之間的疏水相互作用能提高抗氧化能力活性[27]。結(jié)合2.2細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果可以證明:鴨胚源抗氧化肽TD12對細(xì)胞的保護(hù)作用是通過抑制氧化應(yīng)激實(shí)現(xiàn)的,并不是刺激細(xì)胞增殖實(shí)現(xiàn)的。
圖5 各劑量組TD12對HepG2細(xì)胞的保護(hù)作用Fig.5 The protective effect of TD12 in each dose group on HepG2 cells注:與對照組相比,##表示差異顯著(P<0.01);與損傷組相比,*表示差異顯著(P<0.05),**差異極顯著(P<0.01)(下同)
TD12對H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞內(nèi)ROS含量的影響試驗(yàn)結(jié)果見圖6和圖7,圖6為熒光圖片,圖7為細(xì)胞相對熒光強(qiáng)度。DCFH-DA是一種可透過細(xì)胞膜的熒光染料,可以定性定量的檢測ROS自由基的動態(tài)變化[28]。當(dāng)400 μmol/L H2O2誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激后,增加了胞內(nèi)ROS積累,大約為對照組的4倍,高水平的ROS可以導(dǎo)致關(guān)鍵細(xì)胞生物聚合物(如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸)破壞損傷的反應(yīng),此時(shí)能改善氧化應(yīng)激反應(yīng)的方法是提供外源性肽來補(bǔ)充細(xì)胞抗氧化劑,經(jīng)過不同劑量組鴨胚源抗氧化肽TD12預(yù)處理能顯著抑制H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞活力下降,并以劑量依賴性方式減弱H2O2誘導(dǎo)的ROS生成,各組熒光強(qiáng)度也降低(P<0.01)。食源性蛋白質(zhì)衍生肽是由肽鍵連接的氨基酸組成,如谷胱甘肽,是一種非常強(qiáng)大的天然細(xì)胞抗氧化劑,而TD12中一些疏水殘基容易穿過細(xì)胞膜,更有效地與ROS相互作用,從而發(fā)揮抗氧化作用。這一結(jié)果與2.5細(xì)胞的保護(hù)效應(yīng)是一致的。
a-對照組;b-400 μmol/L H2O2損傷組;c-0.25 μmol/L TD12+H2O2;d-1 μmol/L TD12+H2O2;e-5 μmol/L TD12+H2O2(標(biāo)尺=100 μm)圖6 不同濃度TD12處理后HepG2細(xì)胞熒光圖像Fig.6 Fluorescence image of HepG2 cells treated with different concentrations of TD12
圖7 各組熒光強(qiáng)度Fig.7 Relative expression of DCFH-DA fluorescence in different groups
TD12對HepG2細(xì)胞中LDH、MDA、SOD、CAT和GSH-Px抗氧化酶活性的影響試驗(yàn)結(jié)果見表1。LDH對氧化應(yīng)激有極為敏感,其水平升高可以直接反應(yīng)氧化損傷的程度。當(dāng)機(jī)體受到氧化刺激時(shí)會釋放到細(xì)胞培養(yǎng)液中,使得培養(yǎng)液中LDH含量大幅升高,由表1可知,H2O2損傷組的LDH含量比對照組高3.3倍(P<0.01),隨著TD12濃度增加,細(xì)胞培養(yǎng)液中LDH含量明顯降低,這說明TD12預(yù)處理可以提高細(xì)胞存活率,保護(hù)細(xì)胞的完整性。MDA是過氧化脂質(zhì)氧化過程的最終產(chǎn)物之一,MDA可以攻擊細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸從而引起細(xì)胞損傷。由表1可知,H2O2可以提升細(xì)胞內(nèi)MDA含量(P<0.01),并與TD12濃度呈依賴性關(guān)系,TD12高劑量組(5 μmol/L)MDA含量接近對照組,可見TD12能有效抑制細(xì)胞內(nèi)MDA釋放,進(jìn)而保護(hù)細(xì)胞膜。
SOD、CAT、GSH-Px是細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng)中重要的重要組成部分,可以有效清除體內(nèi)過量的ROS及羥基誘發(fā)的脂質(zhì)過氧化物,從而保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的完整性[29]。由表1可知,細(xì)胞經(jīng)過H2O2處理后,SOD、CAT和GSH-Px的活性與對照組相比均顯著降低(P<0.01)。經(jīng)過TD12預(yù)處理后,3種酶的活性均有所提升且呈濃度依賴性關(guān)系,尤其在TD12高劑量組(5 μmol/L)預(yù)處理下,細(xì)胞內(nèi)SOD活力為(183.16±2.60) U/mg,CAT活力為(23.83±0.35)U/mg,GSH-Px酶為(46.97±1.71)個(gè)活力單位,與損傷組對比均有提升(P<0.01)。
表1 TD12對HepG2細(xì)胞中LDH、MDA、SOD、GSH的影響(n=3)Table 1 The effect of TD12 on LDH、MDA、SOD、GSH in H2O2-induced HepG2 cells(n=3)
鴨胚源抗氧化肽TD12對H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞內(nèi)TNF-ɑ和IL-8、IL-4及IL-10含量的影響見圖8。
a-TNF-α;b-IL-8;c-IL-4;d-IL-10圖8 TD12對HepG2細(xì)胞中細(xì)胞因子含量的影響Fig.8 The effect of TD12 on the content of cytokines in HepG2 cells
MAPK是一條重要的炎癥信號通路,當(dāng)機(jī)體發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí),ROS可刺激激活炎癥信號通路核因子NF-κB,進(jìn)而誘導(dǎo)多種炎癥因子(TNF-ɑ、IL-8、IL-4等)的表達(dá)[30]。由圖8可知,H2O2可顯著提升HepG2細(xì)胞中TNF-ɑ和IL-8、IL-4及IL-10含量(P<0.01),經(jīng)TD12高劑量預(yù)處理(5 μmol/L)細(xì)胞后,細(xì)胞內(nèi)TNF-ɑ和IL-8含量幾乎恢復(fù)至正常水平,且均濃度依賴性升高;IL-4與IL-10為抗炎因子,當(dāng)機(jī)體受到氧化損傷時(shí),IL-4與IL-10分泌增加,發(fā)揮保護(hù)機(jī)體的作用。TD12低劑量處理組(0.25 μmol/L)細(xì)胞內(nèi)IL-10含量與損傷組相比,反而有所降低。濃度為5 μmol/L的TD12處理細(xì)胞后,IL-4含量相比對照組略高,這可能是由于TD12一定程度上可通過上調(diào)IL-4分泌增加從而抑制炎癥發(fā)生,但具體在通路中相關(guān)基因表達(dá),還待進(jìn)一步研究。炎癥反應(yīng)與氧化應(yīng)激密不可分,TNF-ɑ可直接誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生,進(jìn)一步加重細(xì)胞氧化損傷。本試驗(yàn)結(jié)果證明,鴨胚源抗氧化肽TD12均能有效抑制HepG2細(xì)胞內(nèi)TNF-ɑ、IL-8的釋放,維持IL-4、IL-10的穩(wěn)定,可能減弱炎癥反應(yīng)和細(xì)胞氧化損傷的程度。
本試驗(yàn)研究證明鴨胚源新型抗氧化肽TD12體外清除自由基能力較強(qiáng),且清除能力與濃度有明顯關(guān)系;對H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞表現(xiàn)出較強(qiáng)的預(yù)保護(hù)作用,可降低由氧化應(yīng)激產(chǎn)生的ROS、LDH和MDA的含量,一定程度上恢復(fù)由H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞中抗氧化酶SOD、CAT與GSH-Px活性;并且有效抑制了由H2O2誘導(dǎo)損傷的HepG2細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子TNF-ɑ、IL-8的釋放及維持IL-4、IL-10的穩(wěn)定。以上結(jié)果顯示,鴨胚源抗氧化肽TD12可能是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞中抗氧化酶SOD及GSH-Px等蛋白表達(dá)水平起到抑制氧化應(yīng)激的作用,其相關(guān)作用通路有待進(jìn)一步深入研究。