陶 嘉,唐 超,孟凡強,周煒瑋,周立邦,陸兆新*
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 210095)
隨著生活水平的提高,人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化,這導(dǎo)致肥胖及其他各種代謝性疾病發(fā)生率顯著提升,例如高血脂癥、高血壓、動脈粥樣硬化等疾病,尤其是心腦血管疾病已經(jīng)成為我國死亡率第一的疾病,這引發(fā)了大眾的廣泛關(guān)注。肝臟是脂質(zhì)代謝的重要器官,并且脂類代謝的紊亂主要發(fā)生在肝臟,所以肝臟內(nèi)異常的脂質(zhì)代謝會導(dǎo)致脂肪肝、肝細胞相關(guān)的慢性疾病、高血脂癥等代謝綜合征的發(fā)生[1-2]。
進入肝臟的游離脂肪酸被氧化后產(chǎn)生能量,或者被儲存合成為甘油三酯。游離脂肪酸有一定的脂毒性,會引發(fā)細胞功能障礙和細胞凋亡。棕櫚酸(palmitic acid,PA)是人類血漿中最豐富的一類飽和脂肪酸[3],非脂肪組織的細胞長期暴露于較高濃度的PA時,會刺激細胞發(fā)生氧化應(yīng)激,脂質(zhì)積累,甚至是細胞凋亡的現(xiàn)象。因為肝臟中甘油三酯的積聚是發(fā)生脂肪肝的主要原因,所以很多研究人員以PA為誘導(dǎo)劑構(gòu)建脂肪肝模型,通過降低脂質(zhì)積聚程度來評價活性物質(zhì)的降脂潛力[4-8]。
黑木耳,又名光木耳、黑菜、樹雞,屬于真菌門,擔子菌綱,木耳目,木耳科,木耳屬。其廣泛種植于東南亞,中國產(chǎn)量第一,是中國人十分喜愛的中國傳統(tǒng)美食[9],黑木耳性平味甘,具有滋補、潤燥、養(yǎng)血益胃的作用[10]。關(guān)于木耳及其活性成分的降脂作用,已有很多報道,Huang Zirui等[11]發(fā)現(xiàn),黑木耳70%醇提物具有降低血脂和預(yù)防脂肪肝變性的作用,Zhang Tingting等[12]發(fā)現(xiàn)黑木耳及其多糖具有降血脂和改善腸道菌群的作用,張淑曼等[13]發(fā)現(xiàn)毛木耳蛋白具有保護酒精性脂肪肝損傷的作用,但是目前關(guān)于黑木耳多肽的功能活性的研究較少。
本實驗以黑木耳為原料,通過提取蛋白,將其酶解成多肽后,超濾獲得不同分子質(zhì)量的多肽。用PA誘導(dǎo)人類肝癌HepG2細胞構(gòu)建脂肪肝細胞模型后,在培養(yǎng)基中加入黑木耳多肽,通過共培養(yǎng)探究木耳多肽對細胞脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)作用。
黑木耳 采購于沈陽家樂福超市。
硫酸銨、乙醇(分析純) 國藥集團化學(xué)試劑有限公司;胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)、青霉素-鏈霉素溶液 生工生物工程(上海)股份有限公司;Dulbecco改良Eagle培養(yǎng)基(Dulbecco’s modified Eagle medium,DMEM) 美國HyClone公司;甘油三酯(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase,AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)試劑盒 南京建成生物工程研究所;二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)試劑盒 碧云天生物技術(shù)有限公司;TransZol up plus RNA Kit試劑盒 北京全式金生物技術(shù)有限公司;HiScript?II Q RT SuperMix for qPCR試劑盒 南京諾唯贊生物科技股份有限公司;SYBR Green染料 翌圣生物科技(上海)有限公司。
DF-101s磁力攪拌器 上海力辰儀器科技有限公司;Centrifuge 5804R高速離心機 德國Eppendorf公司;ALPHA 1-4LSC冷凍干燥機 德國Martin Christ公司;Orion 3 STAR pH儀、Series water jacke細胞培養(yǎng)箱、A24811聚合酶鏈式反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)儀 美國Thermo Fisher Scientific公司;7500實時熒光定量PCR儀 美國Applied Biosystems公司;InfiniteF200酶標儀 瑞士Tecan公司;L8900氨基酸自動分析儀(配BioBasic SCX陽離子交換柱和紫外檢測器)日立高新技術(shù)公司。
1.3.1 黑木耳多肽的制備
將黑木耳烘干,用磨粉機磨碎后過100 目篩,得到木耳粉。將木耳粉與蒸餾水以1∶80(m/V)混勻后,用1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至9,而后置于磁力攪拌器中30 ℃攪拌1.5 h,攪拌結(jié)束后,8 000 r/min離心10 min收集上清液,并加入硫酸銨,收集硫酸銨飽和度40%~50%的沉淀于透析袋中,透析24 h,每隔2 h換一次水,即得到木耳蛋白粗提物。在蛋白粗提物中加入風味蛋白酶,酶解條件為pH 7.5、溫度45 ℃、加酶量20 U/mg、底物質(zhì)量濃度7 g/L,酶解2 h后,沸水浴10 min滅酶活,然后邊攪拌邊緩慢加入1.5 倍體積的無水乙醇,10 000 r/min離心10 min棄去沉淀,得到木耳多肽液。最后利用超濾管將多肽液分離為分子質(zhì)量<3 kDa、3~10 kDa、10~30 kDa和>30 kDa部分,分別凍干用于后續(xù)實驗。
1.3.2 氨基酸組成的測定
參考文獻[14]進行樣品的前處理,將1.3.1節(jié)凍干的樣品置于酸水解管中,加入5 mL 6 mol/L鹽酸,用氮氣吹走瓶內(nèi)空氣后,用酒精噴燈封管,將水解管置于110 ℃烘箱中反應(yīng)24 h。反應(yīng)完成后,將其放置在室溫中冷卻,轉(zhuǎn)移水解液至旋蒸瓶中,60 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)干后,加入2 mL pH 2.2的檸檬酸緩沖液復(fù)溶,將復(fù)溶液稀釋至適當濃度后,過0.22 μm的濾膜,裝至樣品瓶,于氨基酸自動分析儀檢測,樣品與茚三酮在135 ℃條件下衍生,分別測定440 nm和570 nm波長處的吸光度。參考文獻[15]進行氨基酸的定性和定量分析。
1.3.3 HepG2細胞培養(yǎng)
用含10%(體積分數(shù))FBS的高糖DMEM溶液(即正常培養(yǎng)基)培養(yǎng)HepG2細胞,置于37 ℃、5%(體積分數(shù))CO2的細胞培養(yǎng)箱生長,待其生長到對數(shù)生長期的時候進行傳代或?qū)嶒灐?/p>
1.3.4 HepG2細胞脂肪肝模型的建立
將2×105個/mL的細胞懸液接種于6 孔板(1 mL/孔),培養(yǎng)12 h后細胞貼壁,而后將細胞分為陰性對照組、空白對照組和PA組:陰性對照組和PA組培養(yǎng)液分別更換為含體積分數(shù)1%的磷酸緩沖液(10 mmol/L、pH 7.2,后同)、含PA(終濃度為100、200、300、400 μmol/L)的正常培養(yǎng)基[16],空白對照組用正常培養(yǎng)基,繼續(xù)孵育24 h,參考文獻[17]測定細胞存活率,并根據(jù)細胞存活率的結(jié)果選擇含一定濃度PA的正常培養(yǎng)基孵育24 h,然后按照檢測試劑盒說明書檢測細胞內(nèi)TG含量,以選擇合適的PA處理濃度(200 μmol/L)來建立HepG2細胞的脂肪肝模型。
1.3.5 多肽處理與細胞內(nèi)物質(zhì)水平的測定
將2×105個/mL的HepG2細胞懸液接種于6 孔板(1 mL/孔),培養(yǎng)12 h后細胞貼壁,吸棄培養(yǎng)基,加入含體積分數(shù)10%多肽溶液的正常培養(yǎng)基(含不同分子質(zhì)量(<3 kDa、3~10 kDa、10~30 kDa、>30 kDa)及不同質(zhì)量濃度(0.5、1.0、2.0 mg/mL)的多肽組分),空白對照組添加正常培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)24 h,參考1.3.4節(jié)中方法測定細胞存活率。將1.3.4節(jié)空白對照組和200 μmol/L PA組孵育24 h后小心吸棄培養(yǎng)液,用2 mL的磷酸緩沖液小心清洗細胞兩次后,空白對照組添加正常培養(yǎng)基;200 μmol/L PA孵育后的細胞添加含體積分數(shù)10%磷酸緩沖液的正常培養(yǎng)基,即為模型組;200 μmol/L PA孵育后的細胞添加含體積分數(shù)10%的多肽溶液的正常培養(yǎng)基(即含不同分子質(zhì)量(<3 kDa、3~10 kDa、10~30 kDa、>30 kDa)的質(zhì)量濃度為0.5、1.0、2.0 mg/mL的多肽組),繼續(xù)培養(yǎng)24 h,參考1.3.4節(jié)中方法測定各組TG含量,篩選出的多肽組分進一步測定細胞內(nèi)物質(zhì)水平。用磷酸緩沖液清洗細胞兩次,將孔板置于冰上,每孔加入含1 mmol/L苯甲基磺酰氟的細胞裂解液100 μL,用移液槍反復(fù)吹打結(jié)合細胞刮棒將板底細胞收集至EP管中,于冰上裂解2~5 min后,將其4 ℃、8 000 r/min離心5 min后收集上清液,按照檢測試劑盒的說明檢測TC、LDL、HDL、CAT、SOD、MDA水平,結(jié)果均以蛋白質(zhì)量計。
1.3.6 細胞外AST、ALT活力測定
取1.3.5節(jié)一定分子質(zhì)量和一定質(zhì)量濃度多肽組分培養(yǎng)24 h后的細胞,收集細胞培養(yǎng)液,按照AST、ALT試劑盒說明書檢測酶活力。
1.3.7 實時熒光定量聚合酶鏈式反應(yīng)檢測相關(guān)基因表達
取1.3.5節(jié)一定分子質(zhì)量和一定質(zhì)量濃度多肽組分培養(yǎng)24 h后的細胞,使用TransZol up plus RNA Kit試劑盒提取細胞的RNA,而后使用HiScript?II Q RT SuperMix for qPCR試劑盒進行反轉(zhuǎn)錄,得到cDNA,并以此為模版,進行后續(xù)的qPCR實驗。反應(yīng)體系為:2μL cDNA,上下游引物各0.6 μL,雙蒸水6.4 μL,SYBR mix 10 μL。實時熒光定量PCR反應(yīng)條件為:預(yù)變性95℃、5 min,循環(huán)擴增95℃、15 s,60 ℃、1 min(40 個循環(huán)),熔煉曲線95℃、15 s,60 ℃、1 min,95℃、15 s,而后使用2-ΔΔCt的方法計算基因相對水平。
表1 實時熒光定量PCR引物序列Table 1 Primer sequences used for real-time quantitative PCR
實驗結(jié)果以平均值±標準差表示,采用SPSS 23軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,采用鄧肯多重比較組間差異性分析,P<0.05表示差異顯著,采用Excel 2016軟件作圖。
2.1.1 棕櫚酸對HepG2細胞存活率的影響
不同濃度的PA與HepG2細胞共培養(yǎng)24 h后細胞的存活率如圖1所示,與空白對照組和陰性對照組相比,在PA濃度低于200 μmol/L時,細胞存活率沒有顯著降低(P>0.05),此時不影響細胞的正常生長,而當PA濃度高于300 μmol/L時,細胞存活率顯著下降(P<0.05),說明此時PA對細胞產(chǎn)生了毒性作用。因此后續(xù)實驗選用含0(陰性對照組)、100、150、200 μmol/L PA的培養(yǎng)基建立高脂細胞模型。
圖1 PA對HepG2細胞存活率的影響Fig.1 Effect of PA on cell viability of HepG2 cells
2.1.2 棕櫚酸對HepG2細胞TG含量的影響
由圖2可知,與陰性對照組相比,HepG2細胞在含PA培養(yǎng)基中培養(yǎng)24 h后,濃度為150、200 μmol/L的PA組細胞內(nèi)TG含量顯著升高(P<0.05),200 μmol/L的PA組TG含量為陰性對照組的1.70 倍。Mayer等[7]將HepG2細胞暴露于250 μmol/L PA中24 h,細胞內(nèi)TG水平升高為正常細胞的1.50 倍。Alnahdi等[16]也將HepG2細胞置于含300 μmol/L PA的培養(yǎng)基中培養(yǎng)24 h后,觀察細胞內(nèi)脂滴的積累程度,發(fā)現(xiàn)其脂滴含量增加。因此,結(jié)合PA對HepG2細胞細胞存活率的影響,選擇200 μmol/L PA孵育24 h建立HepG2細胞的脂肪肝模型。
圖2 PA對HepG2細胞TG含量的影響Fig.2 Effect of PA on TG content in HepG2 cells
2.2.1 黑木耳多肽對HepG2細胞存活率的影響
通過超濾技術(shù)將黑木耳多肽按照分子質(zhì)量大小分為4 部分(<3 kDa、3~10 kDa、10~30 kDa、>30 kDa),不同質(zhì)量濃度黑木耳多肽與HepG2細胞共培養(yǎng)24 h后細胞的存活率如圖3所示,黑木耳多肽質(zhì)量濃度為0.5~2.0 mg/mL時,細胞存活率與空白對照組相比沒有顯著性的變化(P>0.05),這說明在此質(zhì)量濃度范圍內(nèi),各分子質(zhì)量黑木耳多肽并不影響細胞的正常生長,可以在該質(zhì)量濃度范圍內(nèi)進行后續(xù)實驗。
圖3 黑木耳多肽對HepG2細胞存活率的影響Fig.3 Effect of Auricularia auricula polypeptides on cell viability of HepG2 cells
2.2.2 黑木耳多肽對脂肪肝細胞的降脂作用
不同分子質(zhì)量黑木耳多肽的降脂效果如圖4所示,<3 kDa和3~10 kDa的黑木耳多肽表現(xiàn)出較好的降脂活性,0.5 mg/mL時就可以顯著降低細胞內(nèi)TG的含量,而>10 kDa的黑木耳多肽質(zhì)量濃度為2.0 mg/mL時,也不能顯著下降細胞內(nèi)TG水平。隨著樣品質(zhì)量濃度的升高,<3 kDa和3~10 kDa的黑木耳多肽降脂效果也在提升,當質(zhì)量濃度為2.0 mg/mL時,<3 kDa 黑木耳多肽處理的細胞內(nèi)TG含量與空白對照組無顯著性差異(P>0.05)。由此可知,<3 kDa的黑木耳多肽對高脂HepG2細胞模型的降脂效果最好,所以選?。? kDa的黑木耳多肽用于后續(xù)實驗,并將其命名為AAP-3。
圖4 不同分子質(zhì)量黑木耳多肽的降脂作用Fig.4 Lipid-lowering effects of Auricularia auricula polypeptides with different molecular masses
2.3.1 AAP-3氨基酸組成分析
AAP-3中氨基酸的組成如表2所示,其中質(zhì)量分數(shù)最高的氨基酸為谷氨酸,相對含量為13.24%,質(zhì)量分數(shù)最低的為半胱氨酸,相對含量為0.66%,必需氨基酸相對含量為45.44%,非必需氨基酸相對含量為54.56%,必需氨基酸與非必需氨基酸相對含量之比為0.83,是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白產(chǎn)品[18]。
表2 AAP-3的氨基酸組成Table 2 Amino acid composition of AAP-3
研究發(fā)現(xiàn),食物蛋白肽的降脂活性與氨基酸疏水性有很大聯(lián)系。Takeshita等[19]發(fā)現(xiàn)大豆多肽的疏水性氨基酸有降血脂的作用,馬志鷹[20]從駱駝血液中分離出3 種降脂肽的疏水氨基酸相對含量分別為39.01%、38.83%、39.82%,徐霞[21]發(fā)現(xiàn)可降血脂的藜麥多肽,其疏水性氨基酸相對含量為37.88%,這些具有降脂活性的活性多肽疏水性氨基酸相對含量都較高。而AAP-3疏水性氨基酸的相對含量為38.8%,與大多具有降脂活性的多肽一樣,疏水性氨基酸占比較高。
2.3.2 AAP-3對HepG2細胞內(nèi)TC含量的影響
由圖5可知,相比于空白對照組,模型組細胞TC含量顯著升高(P<0.05),這與Youn等[6]用PA處理HepG2細胞后的結(jié)果一致,PA會誘導(dǎo)胞內(nèi)的TC含量提升。膽固醇代謝和脂質(zhì)代謝是緊密相關(guān)的,F(xiàn)ungwe[22]、Ibrahim[23]等發(fā)現(xiàn)過高的膽固醇攝入會提高TG水平,并證明膽固醇可以抑制脂肪酸的氧化分解,并在這一過程中提高TG水平。
圖5 AAP-3對HepG2細胞TC含量的影響Fig.5 Effect of AAP-3 on TC content in HepG2 cells
與模型組相比,0.5 mg/mL AAP-3對TC含量沒有顯著性影響(P>0.05),1.0 mg/mL和2.0 mg/mL的AAP-3對細胞內(nèi)TC含量都有顯著性下調(diào)作用(P<0.05),隨AAP-3劑量的升高,胞內(nèi)TC含量降低。模型組的TC水平是空白對照組的1.43 倍,2.0 mg/mL AAP-3處理后,TC水平是空白對照組的1.12 倍,說明AAP-3具有降低膽固醇的作用。
2.3.3 AAP-3對HepG2細胞HDL和LDL含量的影響
HDL可以將血液中過剩的膽固醇轉(zhuǎn)運至肝臟,LDL負責將膽固醇轉(zhuǎn)運到肝外組織細胞[24]。當過度肥胖時,會導(dǎo)致體內(nèi)HDL含量下降和LDL含量上升,還會造成TC的積累,提高動脈粥樣硬化的風險[25]。由圖6可知,與空白對照組相比,模型組細胞內(nèi)LDL含量顯著性上升(P<0.05),HDL含量顯著性下降(P<0.05),說明在PA的刺激下,細胞內(nèi)脂蛋白的表達出現(xiàn)異常。
圖6 AAP-3對HepG2細胞LDL(A)和HDL(B)含量的影響Fig.6 Effect of AAP-3 on LDL (A) and HDL (B) contents in HepG2 cells
AAP-3顯著降低了胞內(nèi)的LDL含量,當樣品質(zhì)量濃度為2.0 mg/mL時,細胞內(nèi)LDL含量為(2.18±0.10)mmol/g,雖然未恢復(fù)至正常水平((1.68±0.07)mmol/g),但相較于模型組仍顯著降低。與空白對照組比,模型組細胞內(nèi)的HDL含量下降了38.46%,樣品組隨著多肽劑量的升高,胞內(nèi)HDL的含量不斷升高,當樣品質(zhì)量濃度達到1.0 mg/mL時,細胞內(nèi)HDL含量與空白對照組已無顯著性差異(P>0.05),當樣品質(zhì)量濃度達到2.0 mg/mL時,細胞內(nèi)HDL含量較空白對照組顯著升高(P<0.05),這與薛海晶[26]發(fā)現(xiàn)用黑木耳超微粉灌胃高血脂小鼠可提高其血清中HDL-C水平的研究結(jié)果一致。這說明AAP-3可以提高細胞內(nèi)HDL的含量,降低胞內(nèi)LDL水平。
2.3.4 AAP-3對HepG2細胞的保護作用
AST與ALT水平是評價肝細胞損傷的重要指標,當肝細胞受損,細胞膜的通透性改變,內(nèi)部的AST和ALT就會泄露,導(dǎo)致胞外二者水平升高[27]。由圖7可知,模型組細胞外ALT和AST的活力相較于空白對照組顯著提高(P<0.05),說明PA對肝細胞造成了損傷,使細胞內(nèi)容物外泄。
圖7 AAP-3對HepG2細胞外ALT(A)和AST(B)活力的影響Fig.7 Effect of AAP-3 on extracellular ALT (A) and AST (B) activity in HepG2 cells
AST和ALT活力隨添加的AAP-3質(zhì)量濃度升高而降低,具有劑量依賴性。樣品質(zhì)量濃度為0.5~2.0 mg/mL時,細胞外ALT水平已與空白對照組無顯著性差異(P>0.05)。胞外AST的含量在AAP-3質(zhì)量濃度大于或等于1.0 mg/mL時,與空白對照組無顯著性差異(P>0.05)。說明APP-3有效降低了胞外AST和ALT的含量,對于PA造成的肝細胞損傷有一定保護作用。張淑曼等[13]研究發(fā)現(xiàn)毛木耳蛋白也有護肝功效,可降低酒精性損傷的肝細胞外的AST和ALT的水平,提高肝細胞的完整度。
2.3.5 AAP-3對HepG2細胞的抗氧化作用
脂質(zhì)積累也會給細胞帶來氧化損傷,使抗氧化酶活力降低,MDA是脂質(zhì)氧化的終產(chǎn)物,其含量可反映過氧化的程度,而氧化損傷又會進一步影響正常代謝,從而形成惡性循環(huán),這也符合非酒精型脂肪肝會出現(xiàn)氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙等特征[28-29]。由表3可知,模型組相較于空白對照組,抗氧化酶CAT和SOD活力均顯著降低,細胞內(nèi)過氧化物MDA含量也顯著提高(P<0.05)。
表3 AAP-3對HepG2細胞內(nèi)CAT、SOD活力和MDA含量的影響Table 3 Effect of AAP-3 on catalase (CAT) and SOD activity and MDA content in HepG2 cells
樣品組中SOD活力隨AAP-3劑量升高而升高,MDA含量隨AAP-3劑量升高而減少,當AAP-3質(zhì)量濃度為2.0 mg/mL時,細胞內(nèi)SOD活力和MDA含量與空白對照組無顯著性差異(P>0.05),但其并未顯著提升細胞內(nèi)CAT的活力。這表明AAP-3有一定抗氧化活性,對SOD活力有保護作用,對MDA的積累有清除作用,但是對CAT的活力影響較小,這表明AAP-3能增強HepG2細胞的脂質(zhì)抗氧化能力,降低脂質(zhì)過氧化程度[30-31]。
2.3.6 AAP-3對HepG2細胞脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)作用
SREBP-1c可促進FAS的表達,最終推動脂肪酸的合成,在TG和TG合成中發(fā)揮重要作用[32],其異常高表達會導(dǎo)致肝臟TG積累和脂代謝紊亂。FAS為脂肪酸合酶的簡稱,它可催化生成長鏈脂肪酸,是脂肪合成的關(guān)鍵步驟[33],下調(diào)FAS的表達量可降低脂肪的合成。Jiao Xinyao等[34]研究發(fā)現(xiàn)藍莓多酚提取物具有減肥的功效,實驗中肥胖小鼠肝臟內(nèi)脂滴增多,脂肪變性嚴重,且肝臟內(nèi)FAS和SREBP-1c的表達水平顯著上升,而補充藍莓多酚提取物可有效降低二者的表達,進而推測其通過抑制脂肪合成的作用來達到減肥的作用。
由圖8可知,相較于空白對照組,模型組中FAS、SREBP-1c的表達量顯著性升高(P<0.05),這說明PA促進了細胞內(nèi)脂質(zhì)的合成。樣品組中隨AAP-3劑量的升高,F(xiàn)AS、SREBP-1c的表達量逐步降低,雖然2.0 mg/mL時仍高于模型組的表達量,卻顯著低于模型組的轉(zhuǎn)錄水平(P<0.05)。據(jù)此可推測AAP-3可通過抑制脂肪酸形成進而降低胞內(nèi)TG水平。
圖8 AAP-3對HepG2細胞中脂肪合成基因mRNA表達量的影響Fig.8 Effect of AAP-3 on the mRNA expression of genes associated with lipogenesis in HepG2 cells
脂肪分解需先將甘油三酯分解為甘油和脂肪酸,而后脂肪酸通過β氧化釋放能量,甘油三酯脂肪酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)可將甘油三酯酶解成甘油和脂肪酸,所以是分解脂肪的重要生物酶[35]。PPAR-α與PGC-1α都與線粒體氧化代謝有關(guān)[36],二者表達量上調(diào)可以增加線粒體內(nèi)的能量代謝,加快脂肪的β氧化[37]。AMPK在調(diào)節(jié)代謝組織能量平衡中發(fā)揮著核心作用,與脂肪生成基因的下調(diào)和脂肪分解基因的上調(diào)有關(guān),可促進脂肪分解的同時減少脂肪合成[38],從而減少葡萄糖、脂質(zhì)和膽固醇的產(chǎn)生,是維持脂質(zhì)和葡萄糖穩(wěn)態(tài)的能量調(diào)節(jié)基因[39],被認為是治療糖尿病、肥胖或血脂異常等代謝性疾病的重要分子靶點[38]。
由圖9可知,模型組相較于空白對照組,PPAR-α、ATGL、AMPK、PGC-1α脂肪分解基因的mRNA表達量顯著降低(P<0.05),說明PA一定程度下調(diào)了脂肪分解相關(guān)基因。而相較于模型組,樣品組中這些基因表達量都有所上調(diào),并且總體上隨著劑量上升逐步上調(diào)。其中,樣品質(zhì)量濃度為2.0 mg/mL時,AMPK和PPAR-α的表達量顯著高于空白對照組(P<0.05),ATGL的表達量與空白對照組無顯著性差異(P>0.05),PGC-1α的表達量仍顯著低于空白對照組(P<0.05),這些表明AAP-3一定程度上促進了脂肪分解基因的表達。
圖9 AAP-3對HepG2細胞中脂肪分解基因mRNA表達量的影響Fig.9 Effect of AAP-3 on the mRNA expression of genes associated with lipolysis in HepG2 cells
本實驗通過PA誘導(dǎo)HepG2細胞建立脂肪肝模型。利用風味蛋白酶對黑木耳蛋白進行酶解處理,超濾得到不同分子質(zhì)量的黑木耳多肽,其中分子質(zhì)量小于3 kDa的AAP-3具有較好的降脂、降膽固醇和抗氧化活性。具體表現(xiàn)在200 μmol/L PA與HepG2細胞共培養(yǎng)24 h后,細胞內(nèi)TG水平上升至陰性對照組的1.70 倍,2.0 mg/mL AAP-3與高脂HepG2細胞共培養(yǎng)24 h,TC水平降低至空白對照組的1.12 倍。與此同時,與模型組相比,AAP-3也提高了HDL水平,降低了LDL水平,一定程度上恢復(fù)了細胞正常的脂質(zhì)代謝。對于PA帶來的細胞損傷,AAP-3也降低胞外AST和ALT水平,說明其保護了細胞完整度,減少胞內(nèi)酶外泄。同時AAP-3提高了胞內(nèi)SOD活力,減少胞內(nèi)MDA的積累,一定程度上緩解了由脂質(zhì)代謝紊亂帶來的氧化應(yīng)激反應(yīng)。脂質(zhì)代謝的過程十分復(fù)雜,最終影響脂質(zhì)代謝的途徑主要分為脂質(zhì)的獲取、儲存與消耗[36]。通過檢測HepG2細胞內(nèi)與脂質(zhì)代謝相關(guān)的表達水平可知,AAP-3可以下調(diào)FAS、SREBP-1c脂質(zhì)合成基因的表達量,提高PPAR-α、ATGL、PGC-1α等分解脂質(zhì)的基因表達水平,以此來調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。本實驗結(jié)果初步表明黑木耳多肽具有體外降脂的功效,具有一定的研究價值,也為今后多肽類物質(zhì)的細胞功能評價提供了參考。