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麦麸中烷基间苯二酚诱导HepG2细胞自噬和凋亡

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-01
核心提示:小麦是我国北方居民主食,随着生活水平的提高,在食不厌精的传统下,小麦的加工越来越精细,其剥落的皮层混合少量未剥净的胚乳和胚芽形成了麦麸。流行病学调查发现,食用含有麦麸的全谷物制品可以降低肥胖、糖尿病和一些癌症的发病率,特别是降低结肠癌、乳腺癌和前列腺癌的发病率。
   小麦是我国北方居民主食,随着生活水平的提高,在食不厌精的传统下,小麦的加工越来越精细,其剥落的皮层混合少量未剥净的胚乳和胚芽形成了麦麸。流行病学调查发现,食用含有麦麸的全谷物制品可以降低肥胖、糖尿病和一些癌症的发病率,特别是降低结肠癌、乳腺癌和前列腺癌的发病率。
 
  江苏大学食品与生物工程学院的郭亚洲、杨小明*和江苏大学医学院的李月英采用制备色谱法从麦麸中分离纯化得到烷基间苯二酚(ARs)中含量最高的两个同系物(C19:0和C21:0),以液相色谱-质谱(LC-MS)对2 个ARs同系物进行结构验证,并探讨ARs对人肝癌(HepG2)细胞自噬和凋亡的作用,为开发麦麸作为辅助抗肿瘤功能性食品原料提供依据。
 
  1、ARs制备结果
 
  麦麸乙酸乙酯提取物首先采用HSGF254硅胶板粗分离,分别收集各斑点,采用重氮盐特异性显色,显色反应呈红色的斑点(Rf=0.52)含有间苯二酚结构,收集Rf=0.52的斑点组分,进行硅胶柱色谱分离。根据硅胶柱色谱各馏分的紫外扫描图,组分5和组分6在275 nm和280 nm波长处具有ARs特征吸收峰,且与重氮盐显色反应阳性。
 
  将符合上述条件的组分(组分5、6)进行合并浓缩,用制备HPLC进一步纯化。根据制备HPLC图,收集2 种含量较高的组分。将保留时间为10.715 min的组分记为A1;保留时间13.607 min的组分记为A2。
 
  2、LC-MS鉴定ARs结构的结果
 
  组分A1、A2的一级质谱分别显示了m/z 376和m/z 404分子离子。根据一级和二级质谱图,2 个主峰的碎片损失均为m/z 42,考虑到分析物的结构,这种损失对应于乙烯酮(C2H2O)。上述结果证实分离物成分是ARs C19:0和C21:0。
 
  3、ARs处理对HepG2细胞存活率的影响
 
  40、80、160?μg/mL和320?μg/mL ARs处理HepG2细胞24 h和48 h后,细胞存活率高度显着降低(P<0.001),呈剂量和时间依赖效应关系,处理48 h时对细胞毒性更加明显。结果显示ARs对体外培养HepG2细胞活力具有较好的抑制效果,计算得到其IC50为112.6?μg/mL。
 
  4、ARs处理对HepG2细胞凋亡的影响
 
  采用80、160 μg/mL的ARs处理HepG2细胞24 h,经Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术检测细胞凋亡率,结果可知,160?μg/mL ARs诱导后细胞凋亡率相比对照组极显着升高(P<0.01)。
 
  5、ARs处理对HepG2细胞凋亡相关蛋白表达的影响
 
  较高质量浓度(80、160?μg/mL)ARs处理24 h,促凋亡蛋白Bax相对表达水平高度显着增加,且抗凋亡蛋白Bcl-2表达减少,凋亡启动蛋白剪切型Caspase3相对表达水平高度显着增加(P<0.001)。
 
  6、ARs处理对HepG2细胞自噬相关蛋白表达的影响
 
  160?μg/mL ARs处理细胞24 h后,自噬上游蛋白Beclin-1相对表达量极显着升高(P<0.01),LC3II蛋白表达水平极显着增加(P<0.01),自噬下游蛋白p62表达极显着下降(P<0.01),细胞自噬水平增加。以上结果表明,ARs可能通过调节自噬相关蛋白表达诱导自噬体形成和自噬溶酶体溶解,从而诱导HepG2细胞自噬。
 
  讨 论
 
  综上所述,ARs能够有效地抑制人肝癌HepG2细胞生长,起到促进肿瘤细胞凋亡的作用。ARs可能通过上调Bax/Bcl-2的表达来激活Caspase通路进而诱导HepG2细胞发生凋亡。ARs也能通过促进细胞发生过度自噬从而引起细胞死亡,但其诱导自噬与凋亡之间的联系仍需深入研究。小麦麸皮ARs良好的抗肿瘤活性使其具有良好的开发利用价值。
 
 
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