来自羊栖菜的岩藻多糖JHCF4s对乙醇诱导损伤的体外和体内保护作用

Fucoidan JHCF4s from Hizikia fusiformis against ethanol-induced damage in vitro and in vivo.

作者信息Tongchuan Wu, Yichao Liu, Xindan Ai, Sixuan Wang, Aixia Hou, Fei Zheng, Hao Yue, Yulin Dai
PMID40351724
发布时间2025-04-29
DOI10.1007/s10068-025-01865-4

实验完整度

包含体外LO2细胞实验(凋亡通路、ROS、免疫荧光、流式)和体内斑马鱼模型(组织学、生化指标),且进行了功能验证和机制验证。

主要模型

人肝细胞系LO2 斑马鱼胚胎/幼虫(乙醇诱导肝损伤模型)

重点核对

乙醇浓度200 mM处理LO2细胞及斑马鱼 C-JHCF4处理浓度6.25、12.5、25 µg/mL LO2细胞密度1×10^4 cells/well(96孔板) 斑马鱼胚胎处理时间:8 hpf开始,72 hpf检测;96 hpf开始,32 h后至128 hpf检测 统计方法:三次重复,单因素方差分析及t检验

摘要

岩藻多糖具有强抗氧化和自由基清除活性。我们成功地从可食用羊栖菜中分离出具有活性的岩藻多糖JHCF4。比较了高温水提取(T-JHCF4)和纤维素酶辅助提取(C-JHCF4)的JHCF4的效果,以证明其治疗酒精性肝病(ALD)的潜力。C-JHCF4含有较高含量的岩藻糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖和硫酸基团,而T-JHCF4含有较高的半乳糖含量。重要的是,C-JHCF4下调了酒精处理的LO2细胞中Bax、Caspase 3和细胞色素C的表达,并上调了Bcl-2的表达,表明其通过凋亡相关途径发挥保护作用。在体内,C-JHCF4保护酒精诱导的斑马鱼免受活性氧产生和细胞死亡的影响,进一步调节丙二醛和谷胱甘肽水平。总之,T-JHCF4在提取方面具有优势,如提取时间短、成本低,适合大规模工业生产。C-JHCF4表现出比T-JHCF4更强的肝保护作用,表明其适合治疗ALD。

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
比较不同提取方法得到的岩藻多糖JHCF4(C-JHCF4和T-JHCF4)对乙醇诱导肝损伤的保护作用及其机制。
核心机制
C-JHCF4通过抑制Bax/Bcl-2/Caspase 3凋亡信号通路,减少细胞色素C释放,并降低氧化应激(减少ROS、MDA,增加GSH)来发挥肝保护作用。
主要证据
体外LO2细胞实验显示C-JHCF4降低Bax、Caspase 3、细胞色素C表达,增加Bcl-2表达,减少凋亡;体内斑马鱼实验显示C-JHCF4减少ROS、细胞死亡和脂质过氧化,改善肝组织病理,并调节MDA和GSH水平。
研究意义
C-JHCF4具有开发为治疗酒精性肝病药物的潜力;纤维素酶辅助提取虽成本高,但提取的岩藻多糖活性更强,而高温水提取因成本低适合工业生产,两者结合可能平衡效益。

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

岩藻多糖提取与结构表征

比较高温水提取和纤维素酶辅助提取得到的JHCF4的化学组成和结构差异。

从羊栖菜中提取粗多糖,纯化得到JHCF4,比较两种提取产物C-JHCF4和T-JHCF4的分子量、单糖组成、硫酸根含量和红外光谱。

2

体外抗氧化和细胞保护活性比较

评估C-JHCF4和T-JHCF4对乙醇诱导的LO2细胞损伤的保护作用。

用不同浓度乙醇处理LO2细胞确定损伤模型,然后用C-JHCF4或T-JHCF4预处理,检测细胞活力(CCK-8)和ROS水平(DCFH-DA)。

3

体外凋亡机制验证

验证C-JHCF4是否通过调节凋亡相关通路保护肝细胞。

通过Hoechst 33342和PI染色检测凋亡,TEM观察线粒体形态,免疫荧光和Western blot检测Bax、Caspase 3、细胞色素C和Bcl-2表达,流式细胞术定量凋亡。

4

斑马鱼胚胎急性毒性评估

评估C-JHCF4对乙醇诱导的斑马鱼胚胎损伤的保护作用。

斑马鱼胚胎(8 hpf)用C-JHCF4预处理1小时,然后加入乙醇,每24小时重复处理,72 hpf时检测细胞死亡(AO)、ROS(DCFH-DA)和脂质过氧化(DPPP)。

5

斑马鱼幼虫肝损伤模型验证

在斑马鱼幼虫中验证C-JHCF4对乙醇诱导的肝脂肪变性和组织损伤的保护作用。

96 hpf斑马鱼用C-JHCF4预处理1小时,然后加入乙醇(200 mM),32小时后(128 hpf)油红O染色检测脂质积累,H&E染色观察组织病理,测定MDA和GSH水平,Western blot检测凋亡蛋白。

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
RPMI培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
细胞计数试剂盒-8Yuanye Bio-Technology--
碘化丙啶双重荧光染色试剂盒Solarbio--
Hoechst 33342荧光染色试剂盒Solarbio--
2',7'-二氯荧光素二乙酸酯Solarbio--
二苯基-1-芘基膦Solarbio--
吖啶橙Solarbio--
油红O试剂Solarbio--
丙二醛检测试剂盒Yuanye Bio-Technology--
谷胱甘肽检测试剂盒Yuanye Bio-Technology--
硫酸葡聚糖分子量标准品SigmaD8906
Nicolet 6700 傅里叶变换红外光谱仪Thermo Scientific--
CoolSNAP-Pro彩色数码相机Meyer Instruments--
透射电子显微镜(JEM-1400Plus)JEOL--
流式细胞仪BD Biosciences--
FUSION SOLO Vilber Lourmat成像系统Vilber Lourmat--

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
LO2细胞培养条件(培养基组成:89% RPMI、10% FBS、1% P/S;培养环境:37°C、5% CO2),细胞密度(96孔板1×10^4 cells/well),乙醇和药物处理浓度、时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, Screening of ethanol and JHCFs
体外凋亡检测
样本处理浓度(6.25, 12.5, 25 µg/mL),乙醇浓度200 mM,处理时间(预处理1小时,乙醇24小时),Hoechst和PI染色步骤,TEM固定方法,Western blot蛋白上样量(30 µg),流式细胞术染色步骤
阅读提示:Materials and methods: Hoechst 33342 staining, PI staining, TEM, Western blotting, Immunofluorescence staining, Flow cytometry analysis
斑马鱼胚胎实验
斑马鱼品系和来源,养殖条件(28.5°C,14/10小时光暗周期),胚胎发育阶段(8 hpf),乙醇浓度(200 mM),C-JHCF4浓度(6.25, 12.5, 25 µg/mL),处理时间(1小时预处理,72小时),荧光染料浓度和孵育时间
阅读提示:Materials and methods: Protection of C-JHCF4 in ethanol-induced zebrafish larvae at 72 hours post-fertilization (hpf)
斑马鱼肝损伤模型
斑马鱼处理时间(96-128 hpf),乙醇浓度200 mM,C-JHCF4浓度,油红O染色固定和染色时间,H&E染色步骤,MDA和GSH测定方法,Western blot样本量(30只幼虫)
阅读提示:Materials and methods: Protective effect of fucoidan in ethanol-induced liver degeneration in 128 hpf zebrafish larvae