陰佳璐,袁滿,鄂敬文,周時蒙,張悅,王東亮
1.河北省燕窩鮮燉技術(shù)創(chuàng)新中心(廊坊 065700);2.中國檢驗檢疫科學(xué)研究院綜合檢測中心(北京 100176)
免疫包含先天性免疫和適應(yīng)性免疫,是人體重要的保護(hù)性生理功能[1]。免疫力低下容易受到外界病原體的感染,從而更容易患上各種疾病,因此增強(qiáng)免疫有助于預(yù)防感染性疾病、惡性腫瘤和自身免疫性疾病的發(fā)生,對維持人體健康具有重要意義[2-3]。免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫因子三部分組成,這些指標(biāo)的變化代表機(jī)體免疫功能的改變[4]?,F(xiàn)代科學(xué)研究表明,功能性食品在增強(qiáng)人類健康狀況、降低患病風(fēng)險方面起著重要作用,可作為滿足消費者提升免疫需求首要選擇[5]。
燕窩是金絲燕利用其唾液分泌物與羽毛或草屑而制成的巢穴,作為傳統(tǒng)中式滋補(bǔ)品,距今有600多年食用歷史[6]。燕窩因其營養(yǎng)價值、藥用價值和經(jīng)濟(jì)價值,已成為我國重要的產(chǎn)業(yè),據(jù)統(tǒng)計2021年燕窩行業(yè)總銷售額已突破400億元。燕窩主產(chǎn)地分布在印度尼西亞、馬來西亞、泰國等東南亞地區(qū)[7]。現(xiàn)代科學(xué)研究顯示,燕窩中含有蛋白質(zhì)、唾液酸、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分。蛋白質(zhì)作為燕窩的主要成分,其含量可達(dá)到燕窩干重的42%~63%。此外,唾液酸在燕窩的生物活性中也起著重要作用,含量占比一般為7%~12%[8-10]。古籍記載燕窩具有潤肺滋陰、調(diào)補(bǔ)虛勞、化痰止咳、益氣補(bǔ)中、潤腸開胃等效用[11]。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,研究顯示燕窩具有調(diào)節(jié)免疫、抗病毒、改善皮膚、抗氧化、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)育、維護(hù)骨骼和關(guān)節(jié)健康等多種作用[12-13]。
體外及體內(nèi)的研究表明,干燕窩可通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞、脾淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞功能,以及調(diào)節(jié)IFN-γ、TNF等免疫因子水平起到增強(qiáng)免疫作用[14-17]。但仍缺乏對燉煮燕窩調(diào)節(jié)免疫作用相關(guān)研究,并且缺乏有效劑量證明。因此,采用正常小鼠模型進(jìn)行試驗,探討低溫?zé)踔笱喔C體內(nèi)免疫調(diào)節(jié)作用,可為低溫?zé)踔笱喔C進(jìn)一步作為增強(qiáng)免疫功能性食品的開發(fā)和應(yīng)用提供理論依據(jù)。
低溫?zé)踔笱喔C(北京小仙燉生物科技有限公司提供,經(jīng)凍干處理后得到凍干粉)。超凈工作臺(蘇州安泰有限公司);二氧化碳培養(yǎng)箱(上海一恒有限公司);離心機(jī)(sigma有限公司);恒溫水浴鍋(力辰科技有限公司);酶標(biāo)儀(賽默飛有限公司);綿羊紅細(xì)胞(SRBC)、雞紅細(xì)胞、生理鹽水、Hank’s液(pH 7.2)、RPMI-1640培養(yǎng)液、小牛血清、青鏈霉素、刀豆蛋白A(ConA)、1%冰醋酸、1mol/L的HCl、異丙醇、瓊脂糖、YAC-1細(xì)胞、MTT、PBS緩沖液、補(bǔ)體(豚鼠血清)、SA緩沖液、乳酸鋰、碘硝基氯化四氮唑、吩嗪二甲酯硫酸鹽、氧化型輔酶Ⅰ、Tris-HCl、文齊氏試劑、1% NP40、印度墨汁、0.1%Na2CO3、Giemsa染液等:所有試劑均采購自上海麥克林生化科技股份有限公司。
試驗使用體重18~22 g的SPF級雌性ICR小鼠[許可證號SCXK(京)2021-0006,北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司]。小鼠飼養(yǎng)期間自由攝入食物及飲水,飼料喂以塊狀標(biāo)準(zhǔn)(SPF級)飼料,動物飼料來自北京科澳協(xié)力飼料有限公司[許可證號SCXK(京)2019-0003]。動物房溫度恒定在20~26 ℃,濕度維持在40%~70%。
試驗設(shè)置空白對照組及低、中、高劑量低溫?zé)踔笱喔C組。采用經(jīng)口灌胃的方式進(jìn)行,低、中、高劑量設(shè)為人體推薦低溫?zé)踔笱喔C食用量的5,10和30倍,即0.188,0.375和1.125 g/kg。按0.2 mL/(10 g·Bw)給予灌胃。連續(xù)灌胃30 d,每周根據(jù)體重調(diào)整灌胃量。選用正常動物模型,隨機(jī)選取192只ICR小鼠,平均分為4個免疫指標(biāo)組。免疫指標(biāo)1組進(jìn)行遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)試驗、臟器/體重比值、半數(shù)溶血值測定和抗體生成細(xì)胞檢測;免疫指標(biāo)2組進(jìn)行碳廓清試驗;免疫指標(biāo)3組進(jìn)行巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞能力試驗;免疫指標(biāo)4組進(jìn)行ConA誘導(dǎo)小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗和NK活性測定試驗。
1.2.1 小鼠臟器/體重比值測定
小鼠稱重后頸椎脫臼處死,取脾臟和胸腺,去盡筋膜,用濾紙吸干臟器表面血污,稱重,計算脾臟/體重比值和胸腺/體重比值。
1.2.2 足跖增厚法測定遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)
取新鮮的脫纖維羊血,生理鹽水洗滌3次,每只小鼠腹腔注射0.2 mL 2%(V/V,用生理鹽水配制)SRBC,致敏后4 d測量左后足跖部厚度,同一部位測量3次,取平均值。在測量部位皮下注射20 μL 20%(V/V,用生理鹽水配制)SRBC,注射后于24 h測量左后足跖部厚度,同一部位測量3次取平均值,以攻擊前后足跖厚度的差值表示遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)的程度。
1.2.3 ConA誘導(dǎo)的小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗
小鼠處死后在75%酒精的燒杯中滅菌10 min后,無菌取脾,置于裝有高壓滅菌的3 cm×3 cm的4層紗布的無菌平皿中,加入適量無菌Hank’s液,用紗布將脾包住,用彎頭鑷輕輕將脾磨碎,制成單細(xì)胞懸液,用Hank’s液洗3次,每次按1 000 r/min離心10 min,計數(shù)活細(xì)胞數(shù),調(diào)整細(xì)胞濃度2×107個/mL,取0.4 mL細(xì)胞懸液分兩孔加入24孔板中,總體積每孔1 mL,其中一孔加入75 μL ConA液,另一孔作為對照,置于5% CO2,37 ℃培養(yǎng)72 h。在培養(yǎng)結(jié)束前4 h,每孔輕輕吸取0.7 mL上清液,加入0.7 mL不含小牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液,同時每孔加入50 μL 5 mg/mL MTT,繼續(xù)培養(yǎng)4 h。培養(yǎng)結(jié)束后,每孔加入1 mL酸性異丙醇,吹打均勻,使紫色結(jié)晶完全溶解。移入96孔板中,在酶標(biāo)儀上進(jìn)行測定,波長為570 nm。
1.2.4 抗體生成細(xì)胞檢測試驗
取新鮮的脫纖維羊血,用生理鹽水洗滌3次,每只小鼠腹腔注射0.2 mL 2%(V/V,用生理鹽水配制)SRBC,致敏后4 d處死小鼠,取全脾制成細(xì)胞懸液,加入8 mL Hank’s溶液。將表層培養(yǎng)基加熱溶解后,與等量雙倍Hank’s液混合,分裝小試管,每管0.5 mL,向管內(nèi)加50 μL 10%(V/V,用SA緩沖液配制)壓積SRBC和20 μL脾細(xì)胞懸液,迅速混勻,傾倒至已刷瓊脂糖薄層的玻片上;待瓊脂凝固后,將玻片水平扣放在片架上,放入CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)孵育1.5 h,用SA緩沖液稀釋的補(bǔ)體(1︰8)放入玻片架凹槽內(nèi),繼續(xù)孵育2.0 h,計數(shù)溶血空斑數(shù)。
1.2.5 血清溶血素半數(shù)溶血值(HC50)的測定
取新鮮的脫纖維羊血,用生理鹽水洗滌3次(2 000 r/min,10 min),每只鼠腹腔注射0.2 mL 2%(V/V,用生理鹽水配制)壓積SRBC,致敏后4 d,摘除眼球取血于1.5 mL離心管內(nèi),放置約1 h,使血清充分析出,按2 000 r/min離心10 min,收集血清。用SA緩沖液稀釋300倍,將0.1 mL稀釋后的血清置96孔板內(nèi),依次加入0.05 mL 10%(V/V)SRBC和0.1 mL(用SA緩沖液按1︰8稀釋)補(bǔ)體,置于37 ℃恒溫水浴保溫30 min,冰浴終止反應(yīng)。按1 500 r/min離心10 min,取0.05 mL上清液,加0.15 mL文齊氏試劑,同時,取0.012 5 mL 10%(V/V,用SA緩沖液配制)壓積 SRBC,加文齊氏試劑至0.2 mL,至另一96孔板,充分混勻。放置10 min后,在540 nm波長下,用酶標(biāo)儀分別測定各孔光密度。溶血素的量以半數(shù)溶血值(HC50)表示。
1.2.6 小鼠碳廓清試驗
給予小鼠尾靜脈注射用生理鹽水4倍稀釋的印度墨汁,待墨汁注入后,立即計時。分別在注入墨汁后的2 min和10 min后,從眼內(nèi)眥靜脈叢取20 μL血,并將其加到2 mL 0.1% Na2CO3溶液中,用酶標(biāo)儀在600 nm波長處測定光密度,以Na2CO3溶液作空白對照,其中注入墨汁后的2 min所取血標(biāo)本光密度記為OD1,注入墨汁后的10 min所取血標(biāo)本光密度記為OD2。小鼠稱重處死后取肝臟、脾臟稱重。根據(jù)動物體重、肝重和脾重計算吞噬指數(shù)。按式(3)和(4)計算吞噬指數(shù)a。
1.2.7 小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞試驗
每只小鼠腹腔注射1 mL 5%壓積雞紅細(xì)胞懸液。間隔2.5 h,頸椎脫臼處死動物,將其仰位,正中剪開腹壁皮膚,經(jīng)腹腔注射2 mL生理鹽水,轉(zhuǎn)動小鼠1 min。吸出1 mL腹腔洗液,平均分滴于2片載玻片上,放入墊有濕紗布的搪瓷盒內(nèi),移至37 ℃孵箱孵育30 min。孵畢,于生理鹽水中漂洗,以除去未貼片細(xì)胞,晾干。以1︰1丙酮-甲醇溶液固定(V/V,1︰1配制),經(jīng)4%(V/V)Giemsa-磷酸鹽緩沖液染色3 min,用蒸餾水漂洗晾干。油鏡下計數(shù)吞噬雞紅細(xì)胞的巨噬細(xì)胞數(shù)及被吞噬的雞紅細(xì)胞總數(shù),每張片計數(shù)100個,按式(5)和(6)計算吞噬百分率和吞噬指數(shù)。
1.2.8 NK細(xì)胞活性測定試驗
前24 h將靶細(xì)胞YAC-1進(jìn)行傳代培養(yǎng),用前以Hank’s液洗3次,用含10%胎牛血清的RPMI1640完全培養(yǎng)液調(diào)整細(xì)胞濃度為4×105個/mL。小鼠頸椎脫臼處死,無菌取脾,制成脾細(xì)胞懸液,用Hank’s液洗3次,按1 000 r/min離心10 min,用1 mL含10%小牛血清的RPMI1640完全培養(yǎng)基重懸,用臺盼藍(lán)活細(xì)胞染色計數(shù)(活細(xì)胞數(shù)應(yīng)在95%以上),調(diào)整細(xì)胞濃度為2×107個/mL,使效靶比50︰1。取靶細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞各100 μL,加入U型96孔培養(yǎng)板中,靶細(xì)胞自然釋放孔加靶細(xì)胞和培養(yǎng)液各100 μL,靶細(xì)胞最大釋放孔加靶細(xì)胞和1% NP40各100 μL,上述均設(shè)3個平行孔,在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)4 h,將96孔培養(yǎng)板以1 500 r/min離心5 min,每孔吸取100 μL上清液置平底96孔培養(yǎng)板中,同時加入100 μL LDH基質(zhì)液,避光反應(yīng)10 min,每孔加入30 μL 1 mol/L的HCl溶液終止反應(yīng),在酶標(biāo)儀492 nm處測光密度。NK活性按式(7)計算。
試驗所得數(shù)據(jù)均采用GraphPad Prism 9.4數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”(Mean±SD)的形式表示。組間比較采用LSD檢驗。
低溫?zé)踔笱喔C對小鼠胸腺及脾臟質(zhì)量比值的影響如表1所示。胸腺和脾臟是機(jī)體重要的免疫器官,可通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)在機(jī)體免疫功能中發(fā)揮重要作用,它們的質(zhì)量比值在一定程度上表明機(jī)體先天免疫的能力[4]。試驗中,經(jīng)口給予小鼠不同劑量低溫?zé)踔笱喔C30 d,與空白對照組相比,小鼠胸腺/體重比值和脾臟/體重比值無顯著性差異(P>0.05),表明低溫?zé)踔笱喔C對免疫器官指數(shù)無影響。
表1 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠臟器/體重比值的影響(±SD,n=12)
表1 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠臟器/體重比值的影響(±SD,n=12)
遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)是由于抗原進(jìn)入機(jī)體后,細(xì)胞在局部接受抗原信息轉(zhuǎn)化為致敏淋巴細(xì)胞。致敏淋巴細(xì)胞再次接觸相同抗原時,釋放出多種淋巴因子,促使血流中單核細(xì)胞向局部聚集和吞噬抗原。遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)是以淋巴細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞浸潤為主的滲出性炎癥,因此可通過測量皮膚再次受相同抗原刺激后的腫脹厚度反映細(xì)胞免疫功能的強(qiáng)弱[18]。試驗結(jié)果如表2所示,小鼠足趾腫脹度在各劑量組與對照組間比較無顯著性差異。
表2 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠足趾腫脹和ConA誘導(dǎo)的小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗的影響(±SD,n=12)
表2 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠足趾腫脹和ConA誘導(dǎo)的小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗的影響(±SD,n=12)
淋巴細(xì)胞是適應(yīng)性免疫反應(yīng)的關(guān)鍵參與細(xì)胞,主要負(fù)責(zé)激活抗原呈遞和有絲分裂原刺激過程。脾臟淋巴細(xì)胞增殖是激活細(xì)胞和體液免疫反應(yīng)的重要生物標(biāo)志物,而這種活性是由有絲分裂原ConA誘導(dǎo),通常用于評估T或B淋巴細(xì)胞活性[19-22]。低溫?zé)踔笱喔C對小鼠淋巴細(xì)胞增殖試驗結(jié)果如表2所示,低溫?zé)踔笱喔C中劑量組可以顯著促進(jìn)ConA刺激的脾淋巴細(xì)胞增殖(P<0.01)。
溶血空斑試驗是一種定量測量樣品增強(qiáng)體液免疫反應(yīng)的方法,可用于檢測和計數(shù)產(chǎn)生IgM及其他類型免疫球蛋白的抗體生成細(xì)胞(漿細(xì)胞),溶血空斑數(shù)即為抗體生成細(xì)胞數(shù),可用于表征體液免疫功能強(qiáng)弱[23]。低溫?zé)踔笱喔C對小鼠抗體生成細(xì)胞數(shù)如表3所示,各劑量組均可以顯著增加小鼠抗體生成細(xì)胞數(shù)(P<0.01)。此外,血清溶血素水平作為體液免疫的重要指標(biāo),可以反映B細(xì)胞與特定抗原接觸后分泌溶血素的能力[24]。小鼠半數(shù)溶血值(HC50)在高、中、低劑量與對照組間比較均無顯著性差異(P>0.05)。
表3 低溫?zé)踔笱喔C對抗體生成細(xì)胞數(shù)和HC50的影響(±SD,n=12)
表3 低溫?zé)踔笱喔C對抗體生成細(xì)胞數(shù)和HC50的影響(±SD,n=12)
碳廓清試驗可以評估樣品對網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(reticuloendothelial system,RES)的影響,RES是由吞噬細(xì)胞組成的彌散系統(tǒng),RES細(xì)胞在從血流中清除顆粒方面起著至關(guān)重要的作用[25]。當(dāng)小鼠靜脈注射含有膠體碳的墨水時,巨噬細(xì)胞會吞噬墨水中的碳顆粒,墨水(碳顆粒)從血液中清除的速度稱為吞噬指數(shù),吞噬細(xì)胞在宿主防御中起著不可或缺的作用[26]。如表4所示,高劑量組低溫?zé)踔笱喔C增加血液中膠體碳的清除率,顯著提高吞噬指數(shù),這可能是因為高劑量組低溫?zé)踔笱喔C組小鼠RES活性增加所致。
表4 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠單核-巨噬細(xì)胞碳廓清能力和小鼠巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞能力的影響(±SD,n=12)
表4 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠單核-巨噬細(xì)胞碳廓清能力和小鼠巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞能力的影響(±SD,n=12)
吞噬細(xì)胞包括單核巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞,具有對顆粒性異物進(jìn)行吞噬和消化的功能,在機(jī)體固有性免疫中發(fā)揮重要作用。小鼠腹腔注射雞紅細(xì)胞后,會被腹腔中的巨噬細(xì)胞吞噬。因此通過計算腹腔巨噬細(xì)胞吞噬百分率和吞噬指數(shù),可有效評估小鼠吞噬細(xì)胞的吞噬功能[27]。試驗結(jié)果如表4所示,各劑量組低溫?zé)踔笱喔C均可以顯著提高小鼠巨噬細(xì)胞吞噬率及吞噬指數(shù)(P<0.01)。
NK細(xì)胞處于保護(hù)機(jī)體免受病原體侵襲和感染的第一道防線,以非特異性殺死病原體和受感染細(xì)胞而聞名,證明NK細(xì)胞在免疫系統(tǒng)的早期階段控制感染中發(fā)揮作用[28-29]。NK細(xì)胞還可通過釋放免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子和趨化因子、調(diào)節(jié)DC活性及粒細(xì)胞生長和分化調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),NK細(xì)胞在先天性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,并起到從先天性免疫反應(yīng)到適應(yīng)性免疫反應(yīng)的橋梁作用[30]。
因此為確定低溫?zé)踔笱喔C對NK細(xì)胞活性影響,測定從共培養(yǎng)的脾細(xì)胞和YAC-1細(xì)胞獲得的上清液中乳酸脫氫酶(LDH)的相對量。試驗結(jié)果如表5所示,與空白對照組相比,低中劑量組低溫?zé)踔笱喔C的NK細(xì)胞活性無顯著性影響,而高劑量組低溫?zé)踔笱喔C可以顯著促進(jìn)NK細(xì)胞活性(P<0.05),表明低溫?zé)踔笱喔C具有通過NK細(xì)胞自身誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)機(jī)制來改善免疫系統(tǒng)的潛力。
表5 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠NK細(xì)胞活性的影響(±SD,n=12)
表5 低溫?zé)踔笱喔C對小鼠NK細(xì)胞活性的影響(±SD,n=12)
綜上所述,試驗揭示低溫?zé)踔笱喔C的免疫調(diào)節(jié)功能。依據(jù)動物試驗結(jié)果,低溫?zé)踔笱喔C不僅可以顯著提高小鼠抗體生成細(xì)胞數(shù),增強(qiáng)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞能力,還可有效提升NK細(xì)胞活性,結(jié)果表明低溫?zé)踔笱喔C可作為一種增強(qiáng)免疫功能性食品。試驗結(jié)果進(jìn)一步為燕窩保健食品開發(fā)利用提供科學(xué)的參考依據(jù)。