从新培育的绿球苹果皮中分离的异槲皮苷在脂多糖刺激的巨噬细胞中调节NF-κB炎症通路和细胞因子

Isoquercitrin isolated from newly bred Green ball apple peel in lipopolysaccharide-stimulated macrophage regulates NF-κB inflammatory pathways and cytokines.

作者信息Eun-Ho Lee, Hye-Jin Park, Hee-Young Jung, In-Kyu Kang, Byung-Oh Kim, Young-Je Cho
PMID35463046
期刊3 Biotech
发布时间2022-04
DOI10.1007/s13205-022-03118-1

实验完整度

研究包含体外细胞模型(Raw 264.7)的功能验证(MTT、NO、PGE2)和机制验证(Western blot、RT-PCR),但缺少动物模型或临床样本,实验层级有限。

主要模型

Raw 264.7小鼠巨噬细胞系

重点核对

细胞模型:Raw 264.7小鼠巨噬细胞系,购自ATCC(TIB-71)。 LPS刺激浓度:1 μg/mL。 异槲皮苷处理浓度:6.25-25 μM(低浓度)用于炎症实验,50和100 μM显示毒性。 处理时间:LPS刺激1小时后加药,共孵育24小时。 检测终点:NO、PGE2、iNOS、COX-2、NF-κB p65、TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1、PTGES2。

摘要

苹果皮具有多种生物活性。这种水果在世界各地种植,其成分被用于药用。然而,其抗炎活性尚未得到充分表征。在本研究中,从韩国新培育的绿球苹果皮中分离的异槲皮苷显示出抗炎作用。为了确认其抗炎作用,异槲皮苷与脂多糖(一种在Raw 264.7巨噬细胞中诱导促炎因子的物质)共同处理。通过实时聚合酶链反应、蛋白质印迹和酶联免疫吸附测定测量促炎效应。使用3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化物测定法测量细胞活力,以确定对细胞无毒性的异槲皮苷浓度。异槲皮苷以浓度依赖性方式降低一氧化氮(NO)产生、前列腺素E2、诱导型一氧化氮合酶、环氧合酶-2(COX-2)和核因子-κB p65蛋白表达。促炎因子肿瘤坏死因子-α、白细胞介素(IL)-1β、IL-6、单核细胞趋化蛋白-1和前列腺素E合酶2(PTGES2)的mRNA表达显著降低。PTGES2受COX-2刺激并参与PGE2表达,被抑制。因此,本研究使从新培育的绿球苹果皮中分离的异槲皮苷成为治疗炎症相关疾病的潜在药理学替代品。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
从新培育的绿球苹果皮中分离的异槲皮苷是否具有抗炎作用,并调节NF-κB炎症通路和细胞因子。
核心机制
异槲皮苷通过抑制NF-κB p65磷酸化,下调iNOS、COX-2蛋白表达,减少NO、PGE2产生,并降低促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)和MCP-1、PTGES2的表达。
主要证据
在LPS刺激的Raw 264.7巨噬细胞中,Western blot显示iNOS、COX-2、NF-κB p65蛋白表达降低(25 μM时分别降低62%、82%、);ELISA和RT-PCR显示NO、PGE2及TNF-α、IL-1β、IL-6等细胞因子水平下降。
研究意义
作者提出异槲皮苷可作为治疗炎症相关疾病的潜在药理学替代品,并可用于食品工业功能性材料的研发。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

分离和鉴定活性化合物

从绿球苹果皮提取物中分离纯化出具有抗炎活性的单一化合物并鉴定其结构。

绿球苹果皮粉末用70%乙醇提取,经中压液相色谱分离得到三个馏分,通过薄层色谱鉴定,得到化合物1(异槲皮苷),并通过熔点、IR、NMR、FAB-MS等光谱方法鉴定结构。

2

测定细胞毒性

确定异槲皮苷对Raw 264.7细胞的安全浓度范围。

使用MTT法检测不同浓度(6.25-100 μM)异槲皮苷处理后细胞活力,并通过显微观察细胞形态和计数细胞数量。

3

验证抗炎效果

检测异槲皮苷对LPS诱导的Raw 264.7细胞炎症因子的影响。

LPS刺激后,用不同浓度异槲皮苷处理,通过Griess试剂检测NO产生,ELISA检测PGE2、TNF-α、IL-1β、IL-6,Western blot检测iNOS、COX-2、NF-κB p65蛋白表达,RT-PCR检测TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1、PTGES2 mRNA表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
70%乙醇----
ODS-SM-50BYamazen--
旋转真空蒸发仪Eyela NE--
旋转压力浓缩器IKA RV 8--
核磁共振波谱仪Bruker--
快原子轰击质谱Jeol JMS-PX 300--
杜尔贝科改良伊格尔培养基HyClone Laboratories--
胎牛血清HyClone Laboratories--
青霉素/链霉素HyClone Laboratories--
MTT溶液Sigma Chemical Co.--
格里斯试剂Sigma Chemical--
酶免疫测定试剂盒R&D Systems--
一抗iNOSSanta Cruz Biotechnologysc-7271
一抗β-actinSanta Cruz Biotechnologysc-47778
一抗COX-2Signalway Antibody33345
一抗NF-κB p65Cell Signaling Technology6956T
一抗p-NF-κB p65Cell Signaling Technology3036S
一抗GAPDHThermo Fisher ScientificMA5-15738
二抗小鼠抗兔IgG HRPSanta Cruz Biotechnologysc-2357
二抗山羊抗小鼠IgGThermo Fisher Scientific31430
ECL溶液Millipore--
RNA提取试剂盒GeneAll Biotechnology--
cDNA合成试剂盒PCR Biosystems--
实时PCR预混液GeneAll Biotechnology--
PCRmax Eco 48实时PCR系统PCRmax--
福林-酚试剂----
碳酸钠----
没食子酸----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
Raw 264.7细胞来源(ATCC)、培养基(DMEM含10% FBS和1%青霉素/链霉素)、培养条件(37°C,5% CO2)。
阅读提示:参见Materials and methods中的Cell line and cell culture部分。
化合物提取和分离
苹果品种、提取溶剂(70%乙醇)、提取时间(24小时)、色谱条件(ODS-SM-50B柱,水/甲醇梯度,流速20 mL/min)。
阅读提示:参见Materials and methods中的Extract preparation和Purification conditions by column chromatography部分。
细胞毒性测定
细胞密度(5×10^3 cells/mL)、异槲皮苷浓度范围(6.25-100 μM)、处理时间(24小时)、MTT反应时间(4小时)。
阅读提示:参见Materials and methods中的MTT assay部分和Fig. 1b-d。
炎症因子测定
LPS浓度(1 μg/mL)、异槲皮苷浓度(6.25-25 μM)、处理顺序(LPS刺激1小时后加药)、孵育时间(24小时)、细胞密度(不同实验有差异)。
阅读提示:参见Materials and methods中的NO production、PGE2 production、Western blotting和Gene expression部分,以及Fig. 2-5图注。