副干酪乳杆菌耐受亚种发酵的五味子热水提取物乙醇组分(RPG-OM-30E)的抗氧化和抗炎作用

Antioxidant and anti-inflammatory effects of an ethanol fraction from the Schisandra chinensis baillon hot water extract fermented using Lactobacilius paracasei subsp. tolerans.

作者信息Jung Yoon Yang, Geum Ran Kim, Jin Sil Chae, Hyemin Kan, Seong Soon Kim, Kyu-Seok Hwang, Byung Hoi Lee, Sangcheol Yu, Seongcheol Moon, Byounghee Park, Myung Ae Bae, Dae-Seop Shin
PMID31807348
发布时间2019-06-07
DOI10.1007/s10068-019-00626-4

实验完整度

包含多个独立证据层级:体外RAW 264.7细胞实验、斑马鱼幼鱼模型、小鼠体内氧化应激模型;并涵盖NO、细胞因子表达、中性粒细胞迁移、肝生化指标等功能与机制验证。

主要模型

RAW 264.7小鼠巨噬细胞 Tg(mpx::EGFP)i114转基因斑马鱼幼鱼 野生型斑马鱼幼鱼 ICR小鼠LPS诱导氧化应激模型

重点核对

RPG-OM-30E浓度(0.1、0.25、0.5 mg/mL) LPS浓度(1 μg/mL) 细胞活力(WST法) NO产生(Griess法) Il-6、Il-1β mRNA和蛋白表达

摘要

废弃物管理是食品工业的主要部分。本研究旨在利用五味子(Schisandra chinensis Baillon)的废弃副产品。使用RAW 264.7细胞和斑马鱼幼鱼研究了发酵的五味子副产品热水提取物的30%乙醇组分(RPG-OM-30E)的抗氧化和抗炎作用。RPG-OM-30E减少了脂多糖(LPS)诱导的RAW 264.7细胞中一氧化氮的产生。此外,RPG-OM-30E抑制了促炎细胞因子如白细胞介素-6(Il-6)和白细胞介素-1β(Il-1β)的mRNA表达和蛋白分泌。在Tg(mpx::EGFP)i114转基因斑马鱼幼鱼中测试了RPG-OM-30E的抗炎作用。RPG-OM-30E减少了中性粒细胞向伤口部位的迁移。在卵黄中诱导LPS免疫反应后,RPG-OM-30E也抑制了中性粒细胞的聚集。最后,在体内检测了RPG-OM-30E的抗氧化和保肝作用。经RPG-OM-30E处理后,诱导氧化损伤的小鼠从应激中恢复。

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
五味子副产品经副干酪乳杆菌耐受亚种发酵后的30%乙醇组分是否具有抗氧化和抗炎作用?
核心机制
RPG-OM-30E可能通过抑制NO产生来减少ONOO−的生成,从而发挥抗炎作用;详细机制尚待进一步研究。
主要证据
体外RAW 264.7细胞中,RPG-OM-30E抑制LPS诱导的NO产生和Il-6、Il-1β、TNF-α的mRNA表达及Il-6、Il-1β蛋白分泌;在斑马鱼幼鱼中,RPG-OM-30E减少中性粒细胞迁移和LPS诱导的il-1β表达;在小鼠中,RPG-OM-30E降低肝脏TBARS和ALT水平,并抑制Il-1β和Il-6 mRNA表达。
研究意义
利用五味子副产品,通过发酵提高其抗炎效果,为废弃物的经济与环境利用提供可能;未来需鉴定RPG-OM-30E中活性分子以阐明详细作用机制。

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

样品制备与发酵

利用废弃的五味子副产品制备发酵提取物并分离活性组分

收集五味子副产品,热水提取后接种副干酪乳杆菌耐受亚种进行发酵,离心去除菌体,上清液经PB-600树脂柱层析,用0%、10%、30%、50%、80%和100%乙醇梯度洗脱,收集30%乙醇组分(RPG-OM-30E)。

2

细胞活力测定

评估RPG-OM-30E对RAW 264.7细胞的细胞毒性

RAW 264.7细胞接种于96孔板,用不同浓度RPG-OM-30E处理24小时,使用EZ-Cytox试剂盒在450 nm处测定吸光度,以1% DMSO对照计算存活率。

3

NO产生抑制实验

检测RPG-OM-30E对LPS诱导的NO产生的抑制作用

RAW 264.7细胞用不同浓度RPG-OM-30E和1 μg/mL LPS共处理24小时,取培养液与Griess试剂反应,在540 nm处测定吸光度,计算NO产生百分比。

4

促炎细胞因子表达检测

评估RPG-OM-30E对LPS诱导的Il-6、Il-1β和TNF-α表达的影响

从RAW 264.7细胞中提取总RNA,通过RT-qPCR分析Il-6、Il-1β和TNF-α的mRNA表达;通过ELISA检测培养液中IL-6和IL-1β蛋白水平。

5

斑马鱼尾部损伤炎症模型

验证RPG-OM-30E对中性粒细胞迁移的影响

用33-gauge针头损伤3天龄Tg(mpx::EGFP)i114斑马鱼幼鱼尾部,立即用测试化合物处理6小时,通过荧光成像观察并计数伤口部位的中性粒细胞。

6

斑马鱼急性炎症诱导

评估RPG-OM-30E对LPS诱导的炎症反应和il-1β、il-6表达的影响

对3天龄斑马鱼幼鱼卵黄显微注射LPS和/或RPG-OM-30E,处理6小时后提取总RNA,通过RT-qPCR分析il-1β和il-6的mRNA表达。

7

小鼠氧化应激模型

评估RPG-OM-30E对LPS诱导的肝脏氧化损伤和炎症的影响

ICR小鼠每日口服RPG-OM-30E(1、10、20 mg/kg)三天,第三天腹腔注射10 mg/kg LPS诱导氧化应激,24小时后取肝脏,测定TBARS、ALT水平及Il-1β和Il-6 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
乳酸菌MRS肉汤Difco--
PB-600树脂----
杜氏改良Eagle培养基HyClone--
胎牛血清HyClone--
青霉素-链霉素溶液HyClone--
EZ-Cytox细胞活力检测试剂盒Daeil Lab Service--
脂多糖Sigma-Aldrich--
Griess试剂----
TRIzol试剂Invitrogen--
Verso SYBR Green 1步法qRT-PCR Low ROX预混液Thermo Scientific--
小鼠IL-6 ELISA试剂盒Elabscience--
小鼠IL-1β ELISA试剂盒Elabscience--
三卡因----
显微注射器(PV830气动PicoPump)World Precision Instruments--
OxiSelect TBARS检测试剂盒Cell Biolabs--
丙氨酸转氨酶活性检测试剂盒Abcam--
ImageJ----
GraphPad Prism 5GraphPad--

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
样品制备
发酵菌株、发酵时间(48小时)、温度(30°C)、柱层析梯度(0-100%乙醇)、收集组分(30%乙醇)
阅读提示:Materials and methods: Sample preparation
细胞实验
细胞系(RAW 264.7)、细胞数(1×10^5)、处理浓度(0.1-0.5 mg/mL)、LPS浓度(1 μg/mL)、处理时间(6或24小时)
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, Cell viability assay, NO production assay, Real-time PCR, Cytokine measurements; Figure legends 1-3
斑马鱼实验
斑马鱼品系(Tg(mpx::EGFP)i114、野生型)、日龄(3 dpf)、损伤方式(33-gauge针头)、显微注射体积(2 nL)、RPG-OM-30E浓度(0.1、0.5 mg/mL)、LPS浓度(1 mg/mL)、处理时间(6小时)
阅读提示:Materials and methods: Tail wounding in zebrafish larvae, Acute inflammation induction in zebrafish larvae; Figure legends 4-5
小鼠实验
小鼠品系(ICR)、性别(雄性)、周龄(7周)、数量(n=5)、RPG-OM-30E剂量(1、10、20 mg/kg)、给药方式(口服)、给药时间(3天)、LPS剂量(10 mg/kg)、给药方式(腹腔注射)、取样时间(24小时)
阅读提示:Materials and methods: Animals; Figure legend 6