氧化医学与细胞寿命

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氧化医学与细胞寿命/2014年/文章
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膳食多酚及其对细胞生物化学和病理生理学2013的影响

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体积 2014年 |文章的ID 706269 | https://doi.org/10.1155/2014/706269

Radomír Nosáľ, Katarína Drábiková, Viera Jančinová, Tomáš Perečko, Gabriela Ambrožová, Milan Číž, Antonín Lojek, Michaela Pekarová, Jan Šmidrkal, Juraj Harmatha 白藜芦醇的分子药理学上的氧化在专门的吞噬突发抑制",氧化医学与细胞寿命 卷。2014年 文章的ID706269 9 页面 2014年 https://doi.org/10.1155/2014/706269

白藜芦醇的分子药理学上的氧化在专门的吞噬突发抑制

学术编辑器:克里斯蒂娜·安杰洛尼
收到了 2013年7月30日
修订 2013年12月12日
接受 2013年12月17日
发表 2014年1月28日

抽象的

白藜芦醇-3,5,4'-trihydroxystilbene - 具有抗氧化活性体外.它能剂量依赖性地抑制游离细胞系统中过氧化物、羟基、过氧化物和脂质过氧化产物的生成。PMA、fMLP、OpZ和A23187刺激的全人血液氧化爆发以浓度依赖的方式被抑制,表明白藜芦醇抑制了受体和非受体激活的化学发光。从人中性粒细胞中分离的结果显示白藜芦醇在细胞外和细胞内都有抑制活性氧生成的活性。细胞凋亡分析表明,100μ.M,白藜芦醇不改变离体中性粒细胞的活力和完整性。Western blot分析显示白藜芦醇浓度为10和100μ.M显著降低pma诱导的PKC磷酸化α./β2RAW 264.7细胞中对亚硝酸盐产生和iNOS蛋白表达的剂量依赖性抑制表明白藜芦醇可能干扰了专业吞噬细胞中活性氮自由基的产生。结果表明,白藜芦醇是一种有效的天然物质,对人体中性粒细胞的氧化爆发和巨噬细胞产生一氧化氮具有强大的药理作用。对于其在缺血再灌注、炎症和其他病理条件下抗氧化应激的药理活性,特别是肿瘤增生,尚需进一步研究。

1.介绍

中性粒细胞在炎症区域大量存在,它们是活性氧(ROS)的重要来源。在炎症环境中大量产生的抗微生物和杀瘤ROS被称为“氧化爆发”,作为抵御环境病原体的第一道防线发挥着重要作用。然而,矛盾的是,中性粒细胞也涉及组织损伤炎症反应,这是许多炎症疾病的发病机制和恶化的基础[12].至少有两个信号通路负责诱导中性粒细胞激活:一个是蛋白激酶C (PKC)介导的通路,它可以由phorboll -4刺激驱动β-12年β-myristate-13α.-乙酸酯(PMA),另一种是Src家族蛋白酪氨酸激酶介导途径[3.].

细胞凋亡对于调节循环的生命跨度以及移液中性粒细胞至关重要。积累证据表明中性粒细胞凋亡是炎症反应结果的关键决定因素之一,并且是治疗干预措施的潜在目标。延迟中性粒细胞凋亡加剧并延长炎症或甚至阻止自发分辨率炎症[4].凋亡的中性粒细胞和细胞死亡过程发挥抗炎作用,已被证明对炎症性疾病有治疗价值[56].

广泛的酚类物质,特别是那些存在于食用和药用植物中的酚类物质,已被报道通过调节重要的细胞信号过程具有实质性的抗氧化、抗癌和抗诱变活性[7- - - - - -10].天然多酚抑制刺激的人嗜中性粒细胞的氧化猝发通过增强其细胞凋亡,降低蛋白激酶C活化[11- - - - - -17].

白藜芦醇(Resveratrol, RES)是一种多酚类植物抗毒素,是研究最广泛的天然产物之一,具有广泛的生物活性和巨大的临床潜力[18].RES已被证明具有抗氧化、抗炎症、抗增殖和抗血管生成的作用,而氧化应激的作用可能是最重要的[19].

尽管PubMed数据库中有近5000篇论文的证据,但白藜芦醇在分子水平上对人类职业吞噬细胞氧化破裂的作用机制缺乏证据。在这项研究中,我们调查了RES对氧化破裂机制的影响在人类全血中,孤立的中性粒细胞在额外的细胞内水平,激活蛋白激酶C, caspase-3活动和细胞生存能力和自由基清除活性在细胞自由系统(氧自由基吸收capacity-ORAC,羟基自由基清除能力- horac,清除ROS生成,一氧化氮生成和抑制脂质过氧化)。此外,我们还研究了白藜芦醇对小鼠RAW 264.7巨噬细胞亚硝酸盐产生和iNOS蛋白表达的影响。

2.方法和材料

2.1.化学物质

Luminol,Isolumol,PMA(Phorbol-4β-12年β-myristate-13α.乙酸酯),钙2+-离子载体A23187,超氧化物歧化酶,右旋糖酐(平均MW 464000),酵素A(来自酿酒酵母),荧光素酶(来自萤火虫Photinus pyralis)和德国西格玛 - Aldrich Chemie(德国Deisenhofen)的D-Luciferin钠盐。HRP(辣根过氧化物酶),过氧化氢酶和Folin-Ciocalteu的酚醛试剂购自Merck(达姆施塔特,德国)和来自Nycomed Pharma的淋巴普(Lymmstadt)和淋巴普普(密度1.077g / ml)(奥斯陆挪威)。2,2'-偶氮二氨基(2-甲基丙脒)二盐酸盐(AaPH),6-羟基-2,5,7,8-四甲基亚甲基酸(Trolex),荧光素数二氧化盐,氟化钴四水合物,和从Sigma-Aldrich(Steinheim,Germany)获得了加仑酸。鸟苷酸购自Fluka(Deisenhofen,德国),人类纯化的Caspase-3来自恩佐生命科学,瑞士洛森。所使用的所有其他化学物质都是分析级并从商业来源获得。

ORAC和HORAC分析是在FLUOstar星系平板读卡器(BMG Labtechnology, Offenburg, Germany)上进行的。

本研究使用的磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)包含136.9 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 8.1 mM Na2HPO4, 1.5 mM KH2阿宝4, 1.8 mM CaCl2、0.5 mM氯化镁2×6小时2O, pH为7.4。本研究使用的Tyrode溶液由136.9 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 11.9 mM NaH组成2有限公司3., 0.4 mM2阿宝4  × 2H2o,1 mm mgcl2×6小时2O, 5.6 mM葡萄糖,pH为7.4。

白藜芦醇(RES)的靶向区域选择性合成纯作为晶体管[20.],以1:50 (v/v)的1 M NaOH水溶液稀释。

2.2。采血车和中性粒细胞分离

在血库从谁没有收到任何药物治疗至少7天的健康男性志愿者(20-50岁)获得通过静脉穿刺新鲜的人血。It was anticoagulated with 3.8% trisodium citrate (blood : citrate ratio = 9 : 1). The Ethical Committee license for blood sampling at the National Transfusion Service NTS-KRA/2012/SVI was registered. Human neutrophils were isolated from whole blood, as described previously [2122].最后的中性粒细胞悬浮液含有超过96%的活细胞,经台台蓝排除后评估,只要对照化学发光保持不变,就在2小时内使用。

2.3.全血和分离中性粒细胞的化学发光(CL)测定

肉豆蔻乙酸佛波尔刺激全血氧化破裂(PMA 0.05)μ.M)、调理酵素(OpZ;0.5 mg/mL)、fMLP (1μ.M)或Ca离子载体A23187 (1μ.测量值为250μ.L样品50份μ.L等价物中含有血液(50×稀释)、鲁米诺(200μ.米),RES (0.01 -100μ.M),和磷酸盐缓冲液[11].在未刺激和PMA中测定RES对细胞外和细胞内ROS产生的影响(0.05μ.M)刺激的中性粒细胞(5 × 105异鲁米诺/鲁米诺增强CL)。用免疫技术LM-01T(捷克共和国)微孔板光度计在37℃下评估和测量全血和分离的中性粒细胞的CL [23].

2.4。凋亡分析

如上所述收集柠檬酸的全人血液。加入葡聚糖(3%)(血液:葡聚糖= 2:1),在室温下以10×g离心[16].在使用前,收集1毫升含有白细胞的Buffy涂层并储存在冰上。将细胞计数在血细胞计数表(Coulter计数器)上,其聚焦在粒细胞上。将细胞悬浮液调节以获得2×105每个样品中性粒细胞。三种不同浓度的res(1,10和100 μ.米)were applied and incubated with a control sample at 37°C for 10 min. The cells were stained with Annexin V, conjugated with FITC (BenderMedSystems) in the dark at 4°C for 10 min, followed by staining with propidium iodide (1 μ.G / ml),然后立即通过Beckman Coulter Cytomics FC500 Cytomics进行分析(有关详细信息,请参阅Perečko等。[16])。

2.5.中性粒细胞的完整性

通过荧光素-荧光素酶化学发光释放ATP来评价RES的细胞毒性作用[11].嗜中性粒细胞悬浮液(30  L;30 000细胞/样品)和20 L的Tyrode溶液与50孵育 L的RES(1至100 M) 37°C 15分钟。中性粒细胞超声处理10 s后,立即测定总ATP含量。

2.6。重组胱天蛋白酶-3活性的

为了测定caspase-3的活性,采用了一种改进的方法[16].用CL检测与荧光素酶的最终反应。用Luminometer Immunotech LM-01T测量光的产生。加入试剂并测定混合物60 min以测定caspase-3的活性。对含氢氧化钠的RES溶剂进行了评价。

2.7。蛋白激酶C活化

蛋白质的磷酸化激酶(PKC)同功酶α.β检测到II [11].分离的人中性粒细胞(5 × 106) 37℃RES孵育1 min, PMA (0.15 M, 1 min),加入溶解缓冲液裂解。冰上超声后,离心去除未破碎的细胞,上清液用样品缓冲液煮沸5 min,样品上载9.8% SDS聚丙烯酰胺凝胶。用1%牛血清白蛋白在Tris缓冲盐水中阻断膜条60分钟。随后在磷酸化pkc存在下孵育60分钟α.βII (Thr638/641)抗体(兔抗人,1:8000,Cell Signaling Technology)或β-Actin抗体(兔子抗人,1:4000,Cell Signaling Technology,Danvers,Ma,USA)。随后将膜用TBS洗涤六次并用与辣根过氧化物酶缀合的二次抗体孵育60分钟(来自驴的抗兔,1:10,000,英国,英国)。每个PKC带的光密度通过相应的光学密度校正β-Actin带。

2.8。细胞培养

小鼠腹腔巨噬细胞RAW 264.7(美国型培养收集,美国)在添加10%胎牛血清(德国PAN)和1%庆大霉素(美国Sigma)的Dulbecco 's Modified Eagle培养基(德国PAN)中培养。细胞保持在37°C和5% CO2.达到汇合后,收获细胞并洗涤。通过ATP测试确定细胞数和活力[24].

2.9。形成一氧化氮

反应性氮种的产生是由小鼠巨噬细胞上清液中亚硝酸盐的积累间接确定的RAW 264.7 [12].对照细胞在不经RES处理的LPS下孵育。孵育期结束时,从孔中收集培养基,在5000 ×g、4℃下离心5 min。150μ.将L的上清液与96孔板中的相等体积的GRIESS试剂(SIGMA,USA)混合,并将混合物在室温下孵育并在黑暗中孵育30分钟。这些样品的细胞级分用于通过蛋白质印迹检测诱导的No合成酶表达。

2.10。iNOS的表达Western印迹分析

除去亚硝酸盐测量的上清液后,用冷磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤剩余的细胞,并在裂解缓冲液中裂解(1%十二烷基硫酸钠-SDS,10−1M Tris pH 7.4, 10%甘油,10−3 M sodium ortho-vanadate, 10−3米phenylmethanesulfonyl氟化物)。以牛血清白蛋白为标准,采用BCATM蛋白测定法(Pierce, USA)测定蛋白浓度。将等量的蛋白质用7.5%行驶凝胶进行sds -聚丙烯酰胺凝胶电泳。Western blot分析iNOS蛋白表达[25].使用Image JTM程序通过扫描密度仪定量相对蛋白水平,单个条带密度值以任意单位表示。

2.11。抗氧化活性测定(清除细胞自由基活性)
2.11.1。orac测定

ORAC法测定了2,2 ' -偶氮双(2-甲基丙脒)二盐基(AAPH)在37℃下对过氧自由基的清除能力[2627].荧光素(FL)作为荧光探针。通过测定荧光衰减曲线下的面积(AUC)来测定抗氧化剂的保护作用。最终的ORAC值使用Trolox浓度与曲线下净面积之间的回归方程计算。

2.11.2。Horac测定

HORAC利用Co(II)配合物测量抗氧化剂在类芬顿反应条件下的金属螯合活性,从而防止羟基自由基的形成[2627].初始荧光进行测定,在此之后,读数在100存在晃动,200,400,500,和600之后拍摄的每分钟 μ.M Gallic酸溶液(磷酸盐缓冲液75mm,pH7.4)。使用在曲线下的无食酸浓度和净区域之间的回归方程来计算最终的Horac值。

2.12。在Luminol-horseradish过氧化物酶(HRP)-H中的ROS清除2O2无细胞系统

等分试样50 μ.L的RES溶液,HRP (2 U/mL)和鲁米诺(10μ.M)在96孔发光板中混合,得到最终浓度的RE 1,10和100 μ.M.反应开始时加入终浓度为100的双氧水μ.M(样品最终体积为200μ.L).用Luminometer Immunotech LM-01T (Beckman Coulter)在37°C下测量化学发光10分钟。

2.13。没有清除的活动

通过电化学测定NO来测试提取物在化学体系中清除NO的潜在能力[28].NO是使用三个电极系统测量:卟啉微传感器工作电极,反电极和参考电极分别接在ISO-NO MARK II恒电位仪(WPI,USA)[28].的2的喷射 μ.L将NO饱和水倒入测量玻璃瓶中(最终浓度NO = 2.38μ.m)随后逐渐减小没有诱导信号,引起快速增加,直到它到达背景电流[29].以再次达到背景电流所需的时间来评价提取物的清除性能。

2.14。脂质过氧化作用

用量0.9 mL 0.5 mMα.-Linlenic acid(Sigma-Aldrich,Steinheim,德国)与0.1ml样品混合。然后,为细节产生羟基(0.1mL CO(II)和0.1ml氢过氧化氢的系统,参见柳柳)诱导脂质过氧化,将混合物在37℃下孵育2小时。测量硫氨基比酸反应物质(TBAR)的浓度作为脂质过氧化指数[30.].The absorbance of the upper layer was measured at 532 nm. 1,1,3,3-Tetraethoxypropane (Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany) in the final concentration of 0.1 μ.M为标准。每1ml混合物中脂质过氧化以nM表示α.亚麻酸/分析的样品。

2.15。统计分析

除非另有说明,数据代表平均值±SEM。采用方差分析配对检验进行统计分析,以检验处理和对照之间的差异。在以下情况下,差异被认为具有统计学意义 (*) 或者 (* *)。

3.结果

figure1(一)演示用RES处理的全血的代表剂量依赖性CL曲线并用PMA刺激(0.05  m)。figure1 (b)显示res在1和10中的效果  上的人全血刺激的CL用PMA M个浓度(0.05  M), OpZ (0.5 mg/mL), A23187 (1 m)和fmlp(1  在1米)。 M浓度,RES分别显着降低了PMA和FMLP刺激至19和30%的对照值(= 100%)的Cl。res 10  M浓度对所有刺激均有显著的抑制作用,其效价排序为PMA = fMLP > OPZ > A23187,表明白藜芦醇对降低全血化学发光的活性有明显差异。

图中显示了RES对PMA刺激的分离中性粒细胞胞外和胞内CL的影响2.显而易见的是,RES剂量依赖性地降低细胞外CL,显著起始于0.1  米的浓度。在100 M浓度(图2(一个)),由于PMA而完全抑制刺激的Cl。在细胞内等级(图2 (b)),RES显著下降CL在10和100  m浓度分别为26%和0.33%的控制值(图2 (c)).

分离的完整中性粒细胞释放  nM ATP, which represents 3.2% from the total ATP amount ( nM / 3×104细胞)。RES在任何浓度下都不能从分离的中性粒细胞中释放ATP(结果未显示),这表明RES在任何浓度下都不能分解分离的中性粒细胞。

桌子1证明RES浓度为1至100的效果  米对孤立中性粒细胞的可行性。浓度为1和10  M, RES与对照细胞相比,死亡细胞的数量没有显著变化。100年 M, RES浓度使凋亡细胞数量从7.9%(对照)增加到18.6%。死亡细胞的数量没有增加。这些结果表明,RES在最佳浓度(1和10 M)没有改变分离的人中性粒细胞的凋亡。


白藜芦醇( 米) 活细胞 凋亡细胞 死细胞

0

1
10
One hundred.


figure3.显示REA对细胞自由系统中的基础清除活性的结果。浓度10和100  M增加羟基清除活动(Horac)至88和114  M的没食子酸当量,和过氧清除活性(ORAC)分别为34和29 Trolox当量。表明RES对羟自由基和过氧自由基有较好的清除作用体外。

figure4显示不同浓度(1、10和100)的抑制作用 M) RES对鲁米诺+过氧化氢+辣根过氧化物酶(HRP)产生的无细胞体系中ROS产生的影响。RES 1 mol/L浓度显著( )抑制和10  M浓度完全阻断了100的化学发光 M样品中的过氧化氢。

由于脂质对脂质过氧化非常敏感,我们也测试了RES防止羟基自由基诱导的多不饱和脂肪酸过氧化的能力。从图中可以明显看出5在所有测试浓度下鉴定抑制脂质过氧化的所有测试浓度。

PMA (0.15 M)在10和100的在场下 M RES如图所示6.在这两种浓度下,RES逆转PMA刺激PKC活化到自发(对照)值,表明RES对蛋白激酶C的活性有抑制作用,蛋白激酶C是活性氧生成的重要调节酶之一。

图中显示了RES对LPS激活后RAW 264.7细胞培养中亚硝酸盐产生和iNOS表达的影响7.figure7(a)结果表明,RES浓度为1、10和100 M时,细胞上清中亚硝酸盐浓度分别降低到对照值的82、65和6%。

figure7(b)显示RES对蛋白质印迹分析确定的INOS表达的影响。与对照样品中的INOS蛋白质水平相比,仅通过最高浓度显着抑制INOS蛋白表达(100  M)res达到控制价值的60%。

4。讨论

白藜芦醇剂量依赖性地抑制由两种膜旁路刺激(PMA, A23187)和两种膜操作刺激(OpZ, fMLP)刺激的人全血氧化破裂。在全血化学发光降低和刺激之间没有显著差异,这表明RES可能不仅作为细胞外清除剂,而且也抑制细胞内的氧化破裂。这一建议在分离的中性粒细胞上得到了证实(图)2),表明RES不仅以浓度依赖的方式抑制细胞外化学发光,而且有效地抑制细胞内生成ROS的形成(图)2 (b)).差别是明显的;RES在0.1时开始抑制细胞外化学发光 M,细胞内10 M浓度(图2 (c)).

多血和分离中性粒细胞的刺激产生的ROS由许多多酚化合物,如姜黄素,运动苯甲酯,甲膜蛋白和N-Ferulyhl Serotonin(N-Feruloyls in)减少111431.].对fmlp激活的人中性粒细胞化学发光的抑制伴随着弹性蛋白酶和抑制β钙离子载体刺激后-葡萄糖醛酸酶的分泌和5-脂加氧酶代谢产物白三烯B4、6-trans-LTB4和12-trans-epi-LTB4的产生,表明白藜芦醇干扰激活的多形核白细胞中炎症介质的释放[32.].

由于res没有从孤立的中性粒细胞中释放出ATP,因此即使在使用的较高浓度下(最多100个)也是如此  M)细胞未解体。此外,RES剂量依赖性地降低ATP的自发释放。

即使在使用的最高浓度下,res也没有显着改变死胞细胞的数量,降低活细胞数量为10.7%(表1).相比之下,RES降低了重组caspase-3在细胞游离系统中的活性,在10 米的浓度。该结果必须在蜂窝模型中验证,因为细胞凋亡,编程细胞死亡,似乎是用RE处理的细胞中最常见的命运[33.].此外,res诱导人U251胶质瘤细胞中的自噬[34.],降低细胞内活性氧水平,这与诱导人结肠癌细胞中caspase-8和caspase-3切割有关[35.[慢性骨髓白血病细胞患者诱导凋亡[36.].

通过ORAC(过氧)、HORAC(羟基)、过氧化氢-过氧化物酶依赖的化学发光、清除NO和抑制脂质过氧化等5种方法分析了RES的抗氧化性能。所选择的方法包含了抗氧化作用的不同方面,并对所研究的样品的抗氧化潜力给出了全面的看法。

在以下实验中,我们还测试RES的清除特性对NO,使用被认为是用于验证NO清除的可靠方法电化学分析。然而,对NO的白藜芦醇没有清除特性中使用的任何浓度被发现了。

这些观察证实了之前的发现,RES既是自由基清除剂,也是有效的抗氧化剂,因为它能够促进多种抗氧化酶的活动[37.].在无细胞系统中降低剂量依赖性LDL氧化的结果是支持其对脂质过氧化和高胆固醇血症动物模型动脉粥样硬化病变的形成[效果38.].

RES降低蛋白激酶C活化在PMA刺激嗜中性粒细胞,表明其干扰与氧化在嗜中性粒细胞爆裂。类似的结果在人胃腺癌和宫颈癌CaSki细胞[进行了论证39.40]以及人类中性粒细胞中的多酚化合物n -阿铁酰血清素[14].通过抑制PKC [活化41.[Res可以干扰Cox-2和InOS表达和NF-中涉及的细胞内信号传导途径的调节κ..乙活化1042.].一氧化氮是活性氮的一种,是调节许多生理和杀微生物过程的重要分子。RES明显抑制LPS刺激巨噬细胞产生NO。这一发现与其他作者的最新研究结果一致[43.44.],也报道了RES给药后巨噬细胞诱导型一氧化氮合酶表达和NO生成的抑制。我们的研究结果表明,白藜芦醇在刺激巨噬细胞中减少亚硝酸盐积累比减少iNOS蛋白表达更有效,这是通过一种至少部分独立于iNOS蛋白表达的机制实现的。然而,在电化学测量中,我们发现RES不能清除NO,这表明可以排除RES抑制作用产生的对NO的直接清除活性。

综上所述,RES具有抗氧化活性体外在细胞外和细胞内水平抑制细胞游离系统中ROS的生成,抑制受刺激血液和分离的中性粒细胞的氧化爆发,通过化学发光测量。

通过抑制人血和分离的中性粒细胞的氧化爆发,抑制细胞游离系统中自由基的生成和NO的形成,证实了RES的抗氧化特性,并支持了扩大临床研究的努力。

利益冲突

作者声明不存在关于论文发表的利益冲突。

致谢

这项工作是由斯洛伐克研发机构的项目APVV-0052-10的部分支持,并由捷克共和国的教育部,青年和体育部的Grant Av0z5004022得到支持。作者希望感谢Magda Koulilova-Urbanczik教授纠正本文的英文。

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