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长白山核桃源五肽对过氧化氢诱导PC12细胞氧化损伤的保护作用及机理

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-18
核心提示:长白山核桃(Juglans mandshurica Maxim)属于落叶阔叶乔木树种,核桃仁中含有18 种氨基酸,其中8 种必需氨基酸含量丰富,其效价与动物蛋白接近,是一种天然的优质蛋白。
   长白山核桃(Juglans mandshurica Maxim)属于落叶阔叶乔木树种,核桃仁中含有18 种氨基酸,其中8 种必需氨基酸含量丰富,其效价与动物蛋白接近,是一种天然的优质蛋白。食源性生物活性肽是蛋白质经蛋白酶水解后所得的一系列不同分子质量肽段,这些肽段所表现出来的生理活性存在差异,其生理活性包括预防癌症、调节免疫、降血压、减肥、降胆固醇和提高记忆力等。
 
  PC12细胞是从大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤克隆的细胞株,具备神经细胞的特性,其可被神经生长因子(NGF)诱导分化成神经元形态,广泛用于神经退行性疾病的研究。本实验室前期的工作中,通过对核桃粕分离蛋白进行碱性蛋白酶定向水解、超滤、Sephadex G-25、Sephadex G-15和反相高效液相色谱分离纯化后,经电喷雾串联质谱仪鉴定出分子质量为610.416 6 Da的核桃源五肽Leu-Pro-Leu-Leu-Arg(LPLLR),来自吉林农业大学食品科学与工程学院、小麦和玉米深加工国家工程实验室的郭勇、秦汉雄、魏贞和闵伟红*等人在此基础上,对核桃源五肽进行过氧化氢诱导PC12细胞的保护作用及机理研究,为核桃抗氧化肽保护神经细胞的开发和利用提供理论依据。
 
  1. LPLLR的质谱分析结果
 
  从经电喷雾串联质谱仪鉴定出LPLLR的质谱图可知,其分子质量为610.416 6 Da,并由北京中科亚光生物科技有限公司进行化学合成(纯度99.75%)。
 
  2. MTT细胞毒性实验结果
 
  与空白组相比,LPLLR的浓度为25、50、100 μmol/L时,PC12细胞活力没有显着差异,说明在此浓度下对细胞无毒性作用,对PC12细胞生长繁殖无影响。但在LPLLR的浓度为200 μmol/L时,对PC12细胞活力有显着的抑制作用(P<0.05)。因此,选取样品浓度为25、50、100 μmol/L进行后续实验。
 
  3. PC12细胞氧化损伤模型建立
 
  当过氧化氢浓度小于200 μmol/L时,对PC12细胞损伤不明显,细胞存活率在70%以上;当浓度大于300 μmol/L时,过氧化氢对PC12细胞损伤明显,随着浓度增加和刺激时间延长,细胞存活率降低,当刺激时间达到5 h后,细胞存活率降到10%以下。本实验主要研究LPLLR肽段在自然衰老模型中对神经细胞的保护作用,因此选取300 μmol/L过氧化氢刺激2 h建立损伤模型。
 
  4. LPLLR对过氧化氢诱导PC12细胞氧化应激的保护作用
 
  与空白组相比,模型组的细胞存活率高度显着降低(P<0.001),说明模型构建成功。经LPLLR刺激后,各组细胞存活率随着LPLLR浓度的增加而逐渐升高,呈浓度依赖关系,说明LPLLR对氧化应激损伤的PC12细胞具有有效的保护作用。
 
  5. LPLLR对PC12细胞内ROS水平的影响
 
  与空白组相比,模型组中ROS的相对荧光强度高度显着升高(P<0.001),说明模型构建成功。与模型组相比,添加LPLLR的实验组中ROS的相对荧光强度均显着降低(P<0.001,P<0.05),说明LPLLR能降低氧化损伤PC12细胞内的ROS水平。
 
  6. LPLLR对PC12细胞内MDA含量的影响
 
  与空白组相比,模型组中MDA的含量高度显着大于空白组(P<0.001),说明模型构建成功。与模型组相比,添加LPLLR的实验组中除低浓度组外,中浓度和高浓度组的MDA含量均显着降低(P<0.05)。
 
  7. LPLLR对PC12细胞内SOD、CAT和GSH-Px活力的影响
 
  与空白组相比,模型组SOD、CAT和GSH-Px的活力均高度显着下降(P<0.001);与模型组相比,添加LPLLR的实验组SOD、CAT和GSH-Px活力均显着提高(P<0.001,P<0.05)。由此表明,LPLLR能够增加PC12中SOD、CAT和GSH-Px的活力。
 
  8. LPLLR对PC12细胞内ACh含量的影响
 
  与空白组相比,模型组中ACh含量高度显着降低(P<0.001),说明模型构建成功。与模型组相比,PC12细胞中ACh含量都随LPLLR浓度的增加而增加,呈浓度依赖性,其中,中浓度和高浓度组与模型组存在显着差异(P<0.05)。
 
  9. LPLLR对PC12细胞内NO浓度的影响
 
  与空白组相比,模型组的NO浓度高度显着上升(P<0.001);与模型组相比,LPLLR实验组的NO浓度均高度显着下降(P<0.001)。
 
  10. LPLLR对PC12细胞中SOD2、NF-κB p65和iNOS蛋白表达的影响
 
  与空白组相比,模型组中SOD2蛋白相对表达量显着降低(P<0.05)。与模型组相比,LPLLR低、中、高浓度组中SOD2蛋白相对表达量均显着升高(P<0.001,P<0.05)。与空白组相比,模型组中iNOS和细胞质NF-κB p65蛋白相对表达量均高度显着升高(P<0.001)。与模型组相比,LPLLR各浓度组中iNOS和细胞质NF-κB p65蛋白相对表达量均显着下降(P<0.001,P<0.05)。
 
  结 论
 
  LPLLR对PC12细胞无毒副作用,能显着提高受氧化损伤PC12细胞的存活率,降低细胞中活性氧和丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活力和乙酰胆碱含量(P<0.05,P<0.001)。通过酶联免疫吸附检测法和Western blotting法检测NO分泌量和SOD2、核转录因子κB(NF-κB)p65、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)蛋白表达水平,发现LPLLR能显着降低NO分泌量并上调SOD2蛋白表达水平,下调NF-κB p65和iNOS蛋白表达水平(P<0.05,P<0.001)。表明LPLLR对氧化应激损伤的PC12细胞具有一定的保护作用。
 
 
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