于亞莉 宋雪梅 關(guān) 玉 王 瑩 張 婷 劉靜波
(吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與功能食品研究室 長(zhǎng)春130062)
酒是人類生活中的飲料之一,中國(guó)制酒歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。中國(guó)不僅是是世界三大酒系的發(fā)源地之一,而且也是世界上最早釀造酒的國(guó)家之一[1]。酒滲透于整個(gè)中華五千年的文明史中,從文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作、文化娛樂到飲食烹飪、養(yǎng)生保健等各方面,在中國(guó)人生活中都占有重要的位置。然而,過(guò)量飲酒不僅導(dǎo)致酒精依賴,還會(huì)增加人們患病的危險(xiǎn)。酒精可對(duì)人體帶來(lái)很多影響,如過(guò)量、長(zhǎng)期飲酒導(dǎo)致酒精性脂肪肝、肝硬化、酒精性肝炎、消化系統(tǒng)疾病、神經(jīng)障礙等多種疾病;還會(huì)造成一系列社會(huì)問題,如飲酒后造成的酒精依賴、交通事故、暴力等違法犯罪行為等[2]。酒精性肝?。╝lcoholic liver disease,ALD)又稱酒精性肝損傷,是因長(zhǎng)期或過(guò)量攝入酒精而導(dǎo)致的肝臟疾病,發(fā)病過(guò)程伴隨氧化應(yīng)激、脂肪積累、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等病理生理反應(yīng)。由于酒精性肝病與遺傳因素和外界環(huán)境因素有關(guān),所以酒精性肝損傷的發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜,至今沒有特異性且效果顯著的治療方法[3]。
玉米肽(Corn peptides,CPS)是以玉米蛋白粉為原料,經(jīng)蛋白酶酶解或微生物發(fā)酵,再經(jīng)分離、超濾和層析等手段分離純化的低分子質(zhì)量的寡肽混合物,其分子質(zhì)量一般在1 000 u 左右,平均有5~7 個(gè)氨基酸[4]。玉米肽不僅能夠提供人體所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還具有特殊的生理功能特性,可以降低血脂和膽固醇,延緩衰老,抗氧化,緩解疲勞、增強(qiáng)記憶力等[5],受到消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。目前,玉米肽作為功能因子已被添加到多種食品中,其加工制品具有很大的市場(chǎng)前景。日本研究者Yamaguchi最先在玉米醒酒肽方面做研究,首先采用堿性蛋白酶水解玉米蛋白粉,獲得具有醒酒作用的玉米肽,其次比較玉米肽、小麥肽和豌豆肽的醒酒效果,得到的結(jié)果是玉米肽的醒酒效果最好,其通過(guò)提高血液中的丙氨酸(Ala)和亮氨酸(Leu)濃度,降低血液中的乙醇濃度[6]。大量研究表明,玉米肽在神經(jīng)系統(tǒng)、血管疾病、腫瘤等多方面有顯著療效,并且可應(yīng)用于臨床治療中[7-8]。在肝臟保護(hù)方面,將玉米肽應(yīng)用于大量動(dòng)物及臨床試驗(yàn),結(jié)果表明玉米肽具有一定的保肝護(hù)肝作用,研究其保護(hù)機(jī)制具有重要作用。
前人在玉米肽的護(hù)肝活性上開展了大量研究,然而關(guān)于玉米肽對(duì)酒精性肝損傷的保護(hù)作用機(jī)制的研究報(bào)道較少。本文以從玉米蛋白粉中鑒定得到的玉米肽Tyr-Phe-Cys-Leu-Thr(YFCLT)為研究對(duì)象,從氧化應(yīng)激與脂質(zhì)代謝兩個(gè)方面研究對(duì)HepG2 細(xì)胞酒精性損傷的保護(hù)作用機(jī)制,以期為玉米肽的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論依據(jù)。
玉米肽Tyr-Phe-Cys-Leu-Thr(YFCLT),吉爾生物有限公司;二苯代苦味肼基(DPPH)、2'-聯(lián)氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)、熒光素鈉、AAPH,美國(guó)Sigma-Aldrich 公司;谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST/GOT)測(cè)定試劑盒、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(AST/GPT)測(cè)定試劑盒、甘油三酯(TG)測(cè)定試劑盒、過(guò)氧化氫酶(CAT)測(cè)定試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)測(cè)定試劑盒、還原型谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)測(cè)定試劑盒、人腫瘤壞死因子ELISA 測(cè)定試劑盒,南京建成生物工程研究所;活性氧檢測(cè)試劑盒(ROS)、BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒,上海碧云天生物技術(shù)公司。
6/12/96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板,美國(guó)Corning 公司;BioTek Synergy HT 多功能酶標(biāo)儀,美國(guó)BioTek公司;HF-90 型CO2恒溫培養(yǎng)箱,上海力申科學(xué)儀器設(shè)備有限公司;TS100 倒置顯微鏡、Ti 熒光倒置顯微鏡,日本Nikon 公司。
1.3.1 體外抗氧化能力的測(cè)定
1.3.1.1 DPPH 自由基清除活性的測(cè)定 于96 孔板中,每孔加入160 μL 125 μmol/L DPPH 溶液,40 μL 不同濃度的樣品溶液。每組設(shè)置3 個(gè)復(fù)孔,室溫避光靜置反應(yīng)30 min 后,在波長(zhǎng)517 nm 處測(cè)定其吸光度值[9]。DPPH 自由基清除率的計(jì)算公式:
式中:A1——試驗(yàn)組的吸光度;A2——對(duì)照組的吸光度;A3——空白組吸光度。
1.3.1.2 ABTS 自由基清除活性的測(cè)定 每孔加入180 μL ABTS 工作液,20 μL 不同濃度的樣品溶液。每組設(shè)置3 個(gè)復(fù)孔,室溫避光靜置反應(yīng)30 min 后,在734 nm 處測(cè)定其吸光度值[10]。ABTS 自由基清除率的計(jì)算公式:
式中:A1——試驗(yàn)組吸光度;A2——對(duì)照組吸光度;A3——空白組吸光度。
1.3.1.3 Fe2+螯合能力的測(cè)定 將試驗(yàn)分為兩組,于96 孔板中進(jìn)行。試驗(yàn)組每孔加入2 mmol/L FeCl2溶液50 μL,加入50 μL 樣品溶液或EDTA溶液,靜置反應(yīng)30 min,加入5 mmol/L 菲洛嗪溶液100 μL,室溫避光靜置反應(yīng)10 min,在波長(zhǎng)562 nm 處測(cè)定其吸光度值,每組設(shè)置3 個(gè)復(fù)孔[11]。亞鐵離子螯合率計(jì)算公式:
式中:A1——對(duì)照組的吸光度;A0——試驗(yàn)組的吸光度。
1.3.1.4 氧自由基吸收能力(ORAC)的測(cè)定 取120 μL 熒光素鈉工作液和20 μL 樣品溶液至黑色96 孔板中混合,在37 ℃下預(yù)熱2 min。加入60 μL AAPH 溶液,立即將黑色96 孔板放入酶標(biāo)儀中,在37 ℃下檢測(cè)。設(shè)置酶標(biāo)儀熒光激發(fā)波長(zhǎng)為(485±20)nm,發(fā)射波長(zhǎng)為(528±20)nm,相鄰兩個(gè)測(cè)定的時(shí)間間隔為2 min,測(cè)定前振板2 s,連續(xù)測(cè)定180 min[12]。
相對(duì)熒光強(qiáng)度的計(jì)算公式:
式中,n——測(cè)定的第n 分鐘;fn——第n 個(gè)測(cè)定時(shí)間的相對(duì)熒光強(qiáng)度;f0——時(shí)間點(diǎn)為0 時(shí)的熒光強(qiáng)度。
1.3.2 建立HepG2 肝細(xì)胞酒精損傷模型 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HepG2 細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞懸液的含量為1.5×105個(gè)/mL,將細(xì)胞均勻鋪滿96 孔底,置于CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)6 h 后,加入不同濃度的無(wú)水乙醇溶液,置于培養(yǎng)箱中。培養(yǎng)結(jié)束后,采用MTS 法每孔加入20 μL MTS 溶液,繼續(xù)培養(yǎng)2 h,在波長(zhǎng)490 nm 處測(cè)定每孔的吸光度值[13]。
1.3.3 YFCLT 對(duì)酒精性損傷模型細(xì)胞抗氧化應(yīng)激損傷的作用
1.3.3.1 細(xì)胞AST、ALT 的泄漏量 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,調(diào)節(jié)細(xì)胞密度為1.5×105個(gè)/mL,每孔加入1 mL 細(xì)胞懸液于12 孔培養(yǎng)板中,置培養(yǎng)箱內(nèi)孵育6 h,加入無(wú)水乙醇溶液200 μL,孵育2 h,再加入玉米肽溶液200 μL,孵育24 h。收集培養(yǎng)基上清液,按照試劑盒說(shuō)明書操作,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算各上清液中ALT、AST 活力值。
1.3.3.2 細(xì)胞內(nèi)SOD、CAT、GSH 的測(cè)定 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞,制成細(xì)胞懸液,調(diào)節(jié)細(xì)胞密度為2.0×105個(gè)/mL,每孔加入2 mL 細(xì)胞懸液于6 孔培養(yǎng)板中。培養(yǎng)結(jié)束后,吸棄培養(yǎng)液,用PBS 緩沖液清洗3 次。用細(xì)胞刮刀將細(xì)胞刮下,收集細(xì)胞懸液,5 000 r/min 離心3 min,棄清液,加入200 μL 細(xì)胞裂解液(V細(xì)胞裂解液∶VPMSF=9∶1),在冰上靜置使其裂解約30 min。在事先預(yù)冷的4 ℃高速冷凍離心機(jī)中離心5 min,轉(zhuǎn)速為14 000 r/min。吸取離心后的上清液用于測(cè)定HepG2 細(xì)胞中抗氧化酶SOD、CAT、GSH 的活力值[14]。計(jì)算公式如下:
式中:A1——對(duì)照組的吸光度;A2——試驗(yàn)組的吸光度;b——反應(yīng)體系的稀釋倍數(shù);c——樣品蛋白的質(zhì)量濃度(mg 蛋白/mL)。
式中:A1——對(duì)照組的吸光度;A2——試驗(yàn)組的吸光度;V——樣品消耗體積(mL);c——樣品蛋白質(zhì)量濃度(mg 蛋白/mL)。
式中:A0——對(duì)照組的吸光度;A1——試驗(yàn)組的吸光度;A2——標(biāo)準(zhǔn)組的吸光度;c——樣本蛋白的質(zhì)量濃度(mg 蛋白/mL)。
1.3.3.3 細(xì)胞內(nèi)ROS 的測(cè)定 細(xì)胞培養(yǎng)、加藥與1.3.3.1 節(jié)相同。培養(yǎng)結(jié)束后,每孔加入10 μmol/L的DCFH-DA 工作液500 μL,放入培養(yǎng)箱中孵育20 min。收集DCFH-DA 工作液,用PBS 緩沖液沖清洗。用熒光倒置顯微鏡拍照,該過(guò)程需避光。
1.3.3.4 細(xì)胞TNF-α 釋放量的測(cè)定 試驗(yàn)分組、細(xì)胞培養(yǎng)、鋪板、加藥步驟同1.3.3.1 節(jié)。采用雙抗體夾心法酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(ELISA),收集各組細(xì)胞培養(yǎng)液后按照ELISA 試劑盒說(shuō)明書依次加入抗體,孵育后用PBS 緩沖液洗滌,在450 nm 處測(cè)定吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算細(xì)胞培養(yǎng)液中TNF-α含量。
1.3.4 YFCLT 對(duì)酒精性損傷模型細(xì)胞脂質(zhì)代謝的影響
1.3.4.1 細(xì)胞內(nèi)甘油三酯的含量 細(xì)胞培養(yǎng)、鋪板、加藥的方法同1.3.3.1 節(jié)。將裂解后的HepG2細(xì)胞提取液先用BCA 蛋白濃度試劑盒測(cè)定蛋白濃度,混合液不離心,使用甘油三酯測(cè)試盒測(cè)定甘油三酯水平。甘油三酯含量的計(jì)算公式:
式中:A0——空白組的吸光度;A1——試驗(yàn)組的吸光度;A2——對(duì)照組的吸光度;2.26(mmol/L)——標(biāo)準(zhǔn)品濃度;c——試驗(yàn)組蛋白質(zhì)量濃度(mg蛋白/mL)。
1.3.4.2 細(xì)胞內(nèi)MDA 的測(cè)定 采用硫代巴比妥酸法(TBA)測(cè)定MDA 含量,試驗(yàn)分組及細(xì)胞預(yù)處理同1.3.3.1 節(jié),以細(xì)胞裂解后離心獲得的上清液作為樣品,按照測(cè)定盒說(shuō)明書測(cè)定。
式中:A0——對(duì)照組的吸光度;A1——試驗(yàn)組的吸光度;A2——標(biāo)準(zhǔn)組的吸光度;A3——空白組的吸光度;10——標(biāo)準(zhǔn)品濃度10nmol/mL;c——樣本蛋白質(zhì)量濃度(mg 蛋白/mL)。
1.3.4.3 細(xì)胞內(nèi)脂滴的測(cè)定 采用油紅O 染色法判斷脂滴的積累量。細(xì)胞鋪板、加藥方法同1.3.3.1節(jié),培養(yǎng)結(jié)束后用PBS 緩沖液清洗2 遍,加入1 mL 細(xì)胞固定液固定30 min,置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,吸棄固定液。每孔加入800 μL 油紅O 工作液染色10 min,置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,吸棄染色液。用60%異丙醇-PBS 溶液清洗3 遍,直至洗滌液呈無(wú)色,以除去多余的染色液。在倒置顯微鏡下觀察、拍照。
1.3.5 數(shù)據(jù)分析與處理 本章所有數(shù)據(jù)均以X±SD 表示,畫圖軟件為Origin,使用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,當(dāng)P<0.05 時(shí),具有顯著性差異;當(dāng)P<0.01 時(shí),具有極顯著性差異,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
DPPH 作為一種穩(wěn)定自由基,在一些有機(jī)溶劑中表現(xiàn)出紫色,當(dāng)有供氫能力的抗氧化劑時(shí),其顏色由紫色變淺至無(wú)色,根據(jù)吸光度的變化程度可反映該抗氧化劑清除DPPH 自由基的能力[15]。由圖1可以看出,玉米肽YFCLT 具有一定的DPPH 自由基清除活性,其濃度分別為1,10,100,1 000 μmol/L 時(shí),對(duì)DPPH 自由基清除率分別為(13.05 ± 0.82)%,(16.50 ± 0.71)%,(39.75 ±0.55%)%,(65.09 ± 0.15)%。以水溶性維生素E(Trolox)作為陽(yáng)性參照物,其濃度400 μmol/L 時(shí)DPPH 自由基清除率為(96.77±1.19)%,說(shuō)明玉米肽YFCLT 濃度1 000 μmol/L 時(shí)DPPH 自由基清除能力弱于Trolox。從肽的結(jié)構(gòu)上看,YFCLT 具有強(qiáng)DPPH 清除率可能是其氨基酸組成含有半胱氨酸(Cys),Cys 是一種含硫氨基酸,其側(cè)鏈中含有巰基(-SH)。Cys 的DPPH 清除能力為20 種氨基酸中最高的。
ABTS 自由基清除法可以應(yīng)用于親脂性和親水性化合物,是評(píng)價(jià)細(xì)胞、組織、血漿等或植物提取液或各種抗氧化物溶液的抗氧化能力的重要方法[16]。由圖2可以看出,玉米肽YFCLT 具有一定的ABTS 自由基清除率,在濃度為1,10,100,1 000 μmol/L 時(shí),其ABTS 自由基清除率分別為(19.38±0.50)%,(32.00±1.02)%,(49.00±1.94)%,(87.46±0.10)%。400 μmol/L Trolox 的ABTS 自由基清除率為(96.93±3.07)%。YFCLT 具有較高的ABTS 自由基清除能力。
圖1 玉米肽對(duì)DPPH 自由基的清除率Fig.1 DPPH radical scavenging activity of corn peptide
圖2 玉米肽對(duì)ABTS 自由基清除活性Fig.2 ABTS radical scavenging activity of Corn peptide
Fe2+是生物系統(tǒng)產(chǎn)生的關(guān)鍵金屬離子,通過(guò)測(cè)定樣品對(duì)Fe2+的螯合能力反映其抗氧化能力。本試驗(yàn)以EDTA 為陽(yáng)性參照物,采用4 種濃度(1,10,100,1 000 μmol/L)的YFCLT 考察其抗氧化能力。由圖3可以看出,五肽YFCLT 在低濃度1 μmol/L 時(shí),仍具有鰲合Fe2+的能力,為(22.78 ±0.90)%;在高濃度1 000 μmol/L 時(shí)表現(xiàn)為較高的鰲合Fe2+的能力,即(86.75±0.88)%。
通過(guò)測(cè)定玉米肽樣品的氧自由基吸收能力(ORAC)反映其抗氧化活性,其原理是通過(guò)抑制氫質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng),來(lái)終止自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。ORAC法是目前國(guó)際上評(píng)價(jià)總抗氧化能力的公認(rèn)方法,已成為美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)評(píng)價(jià)食品抗氧化能力的重要標(biāo)準(zhǔn)[17]。圖4顯示:0.1 μmol/L 的玉米肽YFCLT 熒光衰退最早,在100 min 左右相對(duì)熒光強(qiáng)度接近0。與陽(yáng)性對(duì)照物10 μmol/L 的Trolox 相比,1,2,10 μmol/L 的玉米肽,分別在160,160,180 min 時(shí)相對(duì)熒光強(qiáng)度為0,熒光衰退時(shí)間晚于10 μmol/L Trolox 的140min,說(shuō)明1,2,10 μmol/L 的玉米肽YFCLT 氧自由基吸收能力強(qiáng)于10 μmol/L 的Trolox。
圖3 玉米肽的鐵螯合能力Fig.3 Fe2+ chelating capability of corn peptide
圖4 玉米肽熒光衰退曲線Fig.4 Fluorescence decay curve of corn peptide
通過(guò)MTS 法,考察不同濃度酒精、不同酒精處理時(shí)間對(duì)HepG2 細(xì)胞存活率的影響。結(jié)果表明(表1),在培養(yǎng)基中加入酒精培養(yǎng)12 h 時(shí)后,當(dāng)培養(yǎng)基中酒精終濃度為10~100 mmol/L 時(shí),HepG2細(xì)胞存活率與空白組無(wú)顯著差異;酒精濃度為500 mmol/L 時(shí),細(xì)胞增殖活力降至(66.67±7.66)%(P<0.01),表明在該濃度條件下酒精對(duì)HepG2 細(xì)胞造成損傷。在培養(yǎng)基中加入酒精培養(yǎng)24 h 后,當(dāng)培養(yǎng)基中酒精終濃度為500 mmol/L 時(shí),細(xì)胞增殖活力降至(59.61±6.07)%,與空白組相比具有顯著差異(P<0.01),造成HepG2 細(xì)胞接近50%損傷;在培養(yǎng)基中加入酒精培養(yǎng)48 h 后,當(dāng)培養(yǎng)基中酒精終濃度為20 mmol/L 時(shí),細(xì)胞增殖活力降至(82.21±15.78)%(P<0.01),表明當(dāng)酒精作用細(xì)胞48 h 時(shí),即使作用濃度低也會(huì)對(duì)細(xì)胞HepG2 的增殖活力產(chǎn)生影響。HepG2 細(xì)胞酒精損傷模型建立的適宜酒精終濃度為500 mmol/L,在該濃度酒精作用HepG2 細(xì)胞24 h 條件下建立細(xì)胞酒精性損傷模型。
表1 不同濃度酒精處理不同時(shí)間的HepG2 細(xì)胞存活率Table1 Cell viability of HepG2 cells treated with different concentrations and time of alcohol
在正常狀態(tài)下,AST、ALT 只存在于細(xì)胞內(nèi),當(dāng)細(xì)胞膜受到刺激時(shí)AST、ALT 被釋放到胞外,使培養(yǎng)液中酶活力升高,因此AST、ALT 兩個(gè)指標(biāo)的高低可以反映肝細(xì)胞的受損程度[18]。由表2可知,當(dāng)用酒精誘導(dǎo)HepG2 細(xì)胞后,損傷組細(xì)胞培養(yǎng)基中ALT 與AST 酶活力相對(duì)對(duì)照組顯著升高,分別達(dá)到(10.97 ± 0.34)U/L 及(25.19 ± 1.08)U/L;用不同濃度玉米源活性肽YFCLT 處理?yè)p傷模型細(xì)胞后,培養(yǎng)液中的ALT 與AST 活力呈現(xiàn)下降趨勢(shì),當(dāng)YFCLT 濃度為100 μmol/L 時(shí),ALT 與AST 達(dá)到最低值,分別為(6.43±0.16)U/L 和(13.18±0.34)U/L,與損傷組具有顯著差異(P<0.05)。上述結(jié)果說(shuō)明,玉米源活性肽YFCLT 對(duì)HepG2 酒精性損傷細(xì)胞具有保護(hù)作用。
表2 細(xì)胞培養(yǎng)基中ALT、AST 的活力Table2 The activity of ALT and AST in cell culture medium
超氧化物歧化酶(SOD)是機(jī)體內(nèi)重要的酶類抗氧化劑,能清除超氧陰離子自由基對(duì)細(xì)胞的損傷,對(duì)機(jī)體的氧化與抗氧化平衡起重要作用,SOD數(shù)值的高低反映機(jī)體清除氧自由基的能力。還原型谷胱甘肽(GSH)是機(jī)體中重要的非酶類抗氧化物,能防止血紅蛋白及其它因子受到氧化損傷,GSH 含量與機(jī)體抗氧化能力密切相關(guān);細(xì)胞中產(chǎn)生的CAT 能在一定條件下分解H2O2,達(dá)到抗氧化的效果[19-20]。
表3 細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶含量Table3 Enzyme system in cells
T-SOD 活性在加入500 mmol/L 酒精后降至(4.27 ± 0.74)U/mg 蛋白。用1 μmol/L 玉米源肽YFCLT 預(yù)處理,酶的活力均提至(8.28 ± 0.73)U/mg 蛋白,與損傷組相比具有顯著差異(P<0.01)。經(jīng)100 μmol/L 玉米源肽YFCLT預(yù)處理,T-SOD活力達(dá)到(16.38±0.37)U/mg 蛋白,與損傷組相比具有顯著差異(P<0.01),與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異(P>0.05)并呈現(xiàn)劑量-依賴關(guān)系。
CAT 活性在加入酒精后降至(36.07±0.34)U/mg 蛋白,使用1~100 μmol/L 玉米源肽YFCLT預(yù)處理后,酶的活力均顯著提升并呈劑量依賴關(guān)系,與損傷組相比有顯著差異(P<0.01)。在加入1 μmol/L YFCLT 預(yù)處理時(shí),CAT 活性升至(23.73±1.36)U/mg 蛋白;在加入100 μmol/L 玉米源肽YFCLT 預(yù)處理時(shí),CAT 活性升至(35.65±0.73)U/mg 蛋白,與對(duì)照組無(wú)顯著性差異(P>0.05)。
酒精誘導(dǎo)后損傷組的GSH 含量降至(43.23±0.44)個(gè)活力單位,加入YFCLT 預(yù)處理后,GSH 活力升高。如加入100 μmol/L 玉米源肽YFCLT 預(yù)處理時(shí),GSH 活力升至(64.61±0.35)個(gè)活力單位,與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異(P>0.05)。
上述結(jié)果表明,酒精處理后損傷細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶系T-SOD、CAT、GSH 含量顯著下降,加入玉米源肽YFCLT 預(yù)處理?yè)p傷細(xì)胞,各抗氧化酶含量相對(duì)損傷組顯著升高,且均呈現(xiàn)劑量-依賴關(guān)系,進(jìn)一步表明玉米肽YFCLT 能有效保護(hù)酒精性損傷的HepG2 細(xì)胞,其可能的機(jī)制是通過(guò)提高細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶系T-SOD、CAT、GSH 活性,從而提高細(xì)胞的抗氧化能力有關(guān)。
如圖5所示,損傷組培養(yǎng)基中TNF-α 水平是空白對(duì)照組的1.71 倍,而不同濃度的玉米肽YFCLT 處理酒精性損傷細(xì)胞后,細(xì)胞釋放的TNF-α水平顯著降低,且呈劑量-濃度關(guān)系。
當(dāng)加入低濃度(1 μmol/L)的YFCLT 時(shí),培養(yǎng)基中TNF-α 水平與損傷組無(wú)顯著差異(P>0.05)。隨著濃度的增大,當(dāng)達(dá)到50 μmol/L 時(shí),培養(yǎng)基中TNF-α 水平顯著下降,與損傷組相比具有極顯著差異(P<0.01)。結(jié)果表明,一定濃度的玉米肽YFCLT 可有效降低酒精性損傷細(xì)胞培養(yǎng)基上清液中TNF-α 水平。
圖5 YFCLT 對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)基內(nèi)TNF-α 的影響Fig.5 Effects of the YFCLT on TNF-α in cultured media
活性氧(ROS)是指機(jī)體內(nèi)或者自然環(huán)境中由氧組成,含氧并且性質(zhì)活潑的物質(zhì)的總稱。ROS 的測(cè)定常用DCFA-DA 探針,其可穿過(guò)細(xì)胞膜,被催化為DCFH,然后與細(xì)胞內(nèi)的ROS 形成具有熒光強(qiáng)度的DCF,通過(guò)測(cè)定DCF 的熒光強(qiáng)度,反應(yīng)細(xì)胞內(nèi)ROS 的水平[21]。
如圖6所示,熒光倒置顯微鏡照片中熒光的強(qiáng)弱反映各組內(nèi)ROS 水平的高低。對(duì)照組圖6a熒光很弱,說(shuō)明正常細(xì)胞內(nèi)ROS 含量較少,未發(fā)生活性氧的累積;損傷組細(xì)胞圖6b 與對(duì)照組圖6a 相比,熒光顯著增強(qiáng),說(shuō)明損傷組細(xì)胞內(nèi)ROS水平顯著升高。加入玉米肽YFCLT 后,YFCLT 組(圖6c-6f)的熒光強(qiáng)度逐漸減弱,說(shuō)明添加玉米肽YFCLT 可抑制酒精引起的HepG2 細(xì)胞內(nèi)的ROS水平升高。
圖6 熒光倒置顯微鏡拍攝照片F(xiàn)ig.6 The figure by fluorescence inversion microscope system
丙二醛(MDA)是細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物,是判斷生物膜脂質(zhì)過(guò)氧化的重要指標(biāo),其數(shù)值的高低反映機(jī)體細(xì)胞受到自由基攻擊的程度。酒精作用細(xì)胞后會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞自由基含量升高,進(jìn)而產(chǎn)生大量的MDA。由表4可看出,酒精作用HepG2細(xì)胞后,MDA 含量、TG 含量均增加。當(dāng)不同濃度的玉米源肽YFCLT 作用酒精性損傷細(xì)胞后,細(xì)胞中的MDA 含量、TG 含量逐漸下降,且呈劑量效應(yīng)關(guān)系,說(shuō)明玉米肽YFCLT 具有抑制TG 生成及脂質(zhì)過(guò)氧化的作用。
表4 細(xì)胞內(nèi)MDA、TG 含量Table4 MDA and TG in cells
細(xì)胞中的脂肪主要以脂滴的形式存在于細(xì)胞胞漿中。油紅O 是一種脂溶性染料,染色后其溶于組織內(nèi)的脂質(zhì)中,使脂滴呈紅色,胞內(nèi)脂肪累積量越大,染色后呈現(xiàn)的紅色越明顯,且會(huì)大片密集[22]。由油紅O 染色照片圖7可知,空白組(a)HepG2 細(xì)胞正常生長(zhǎng),無(wú)明顯的脂滴積累;酒精誘導(dǎo)后的損傷組(圖7b)中,細(xì)胞出現(xiàn)大量的脂滴積累,存在于細(xì)胞間隙及胞內(nèi),說(shuō)明酒精誘導(dǎo)后對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生嚴(yán)重的脂肪累積。利用不同濃度的玉米肽YFCLT(1,10,50,100 μmol/L)分別作用于損傷細(xì)胞(圖7c,7d,7e,7f),可觀察到隨著YFCLT 濃度的提高,紅色脂滴密集程度下降,即脂滴逐漸減少;當(dāng)YFCLT 濃度達(dá)到100 μmol/L 時(shí)(圖7f),脂滴積累明顯少于損傷組(圖7b)。這表明一定濃度的玉米肽YFCLT 能夠有效降低損傷細(xì)胞中脂肪的累積,具有潛在抑制脂肪堆積的作用。
圖7 油紅O 染色照片F(xiàn)ig.7 The photo of oil red O staining
玉米肽Tyr-Phe-Cys-Leu-Thr(YFCLT)具有一定的DPPH 自由基清除能力、ABTS 自由基清除能力、鐵螯合能力和氧自由基吸收能力(ORAC),其在低濃度1 μmol/L 時(shí)仍有較強(qiáng)的清除能力,在10.0 μmol/L 時(shí)氧自由基吸收能力強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照物Trolox。通過(guò)酒精誘導(dǎo)建立的酒精性肝細(xì)胞損傷模型,當(dāng)酒精濃度為500 mmol/L 時(shí),其細(xì)胞增殖活力與細(xì)胞形態(tài)可滿足模型細(xì)胞需求。酒精作用細(xì)胞后會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶系的活力,玉米肽YFCLT 預(yù)處理酒精性損傷細(xì)胞后,細(xì)胞內(nèi)SOD、CAT、GSH-Px 活力下降被抑制,恢復(fù)正常水平,表明玉米肽YFCLT 具有抑制氧化應(yīng)激的作用。玉米肽YFCLT 還可降低酒精性損傷細(xì)胞的ROS 水平,以及TNF-α 的釋放,表明其通過(guò)抗炎作用,達(dá)到保護(hù)細(xì)胞免受酒精性損傷的作用。同時(shí),玉米源肽YFCLT 能夠有效降低酒精性損傷細(xì)胞的甘油三酯含量及MDA 含量,可以減少脂肪液滴的累積。綜上,玉米肽YFCLT 在氧化應(yīng)激和脂質(zhì)代謝方面具有對(duì)肝細(xì)胞酒精性損傷的保護(hù)作用。