目的 探讨异槲皮苷对脂多糖(LPS)诱导RAW264.7细胞产生的炎症因子的调控作用。方法 噻唑蓝(MTT)法检测异槲皮苷对细胞生长的抑制率;酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测培养基中肿瘤坏死因子α(TNF-α)含量,一氧化氮(NO)试剂盒检测NO含量;Western blotting检测iNOS和环氧化酶-2(COX-2)蛋白的表达。结果 异槲皮苷对细胞的半数抑制浓度为65.73 μmol·L-1;LPS对细胞无抑制作用;与LPS组比较,异槲皮苷(20,10 μmol·L-1)可使TNF-α分泌降低至74.80%,60.57%,且对TNF-α分泌的抑制作用,与剂量减少呈正相关;一氧化氮试剂盒检测结果显示异槲皮苷(20,10 μmol·L-1)可以抑制NO的分泌, NO的分泌量降低至79.34%,68.81%(
Objective To investigate the influence of isoquercitrin on the inflammatory factors in LPS-induced RAW264.7 cells. Methods MTT method was used to detect inhibition ratio of RAW264.7 cells induced by isoquercitrin.The level of TNF-α in culture medium was measured by ELISA.Nitric oxide (NO) was detected by Nitrate Assay Kit.Western blotting was used to investigate the influence on the productions of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2). Results The half inhibitory concentration (
RAW264.7小鼠单核巨噬细胞白血病细胞购于中国科学院上海细胞库;异槲皮苷购于春秋生物工程有限公司,CAS:482-35-9;达尔伯克改良伊格尔培养基(DMEM)购于Gibcol公司,批号:8114351;血清购于ExCell Bio公司,批号:11E074;BCA蛋白定量试剂盒:Thermo公司,批号:NK181370;酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒购于武汉博士德生物工程有限公司,批号:24110125121;脂多糖(LPS)购于Sigma公司,批号:102M4017V;一氧化氮(NO)检测试剂盒购于上海碧云天生物技术有限公司,编号S0023;β-actin购于ZSGB-BIO;COX-2(EP1978Y)和iNOS(EPR16635)抗体购于abcam。
1.2.1 细胞培养 RAW264.7小鼠单核巨噬细胞购自上海细胞库,用含有10%FBS和青链霉素混合液(100X)的DMEM培养基,在37 ℃、5%二氧化碳(CO2)和相对湿度90%的孵箱传代培养。
1.2.2 LPS诱导RAW264.7细胞炎症模型浓度及时间的筛选 将细胞以2×106个·mL-1的浓度接种于6孔板中,每孔2 mL,放入37 ℃、5%CO2和相对湿度90%的孵箱;细胞贴壁培养24 h后,设空白对照孔,其余孔加入不同浓度LPS(2,1,0.5,0.25 μg·mL-1)培养,每组设3个复孔,48 h后,收集培养基,用ELISA试剂盒检测肿瘤坏死因子α(TNF-α)的含量,具体按试剂盒说明书步骤进行操作。将细胞以2×106个·mL-1浓度接种于6孔培养板中,每孔2 mL,细胞贴壁后,设置空白对照,每孔加入LPS的浓度为1 μg·mL-1,分别培养12,24,36 h收集细胞培养基,用ELISA方法检测TNF-α的含量,具体按照试剂盒说明书步骤进行操作。
1.2.3 异槲皮苷和LPS对RAW264.7细胞抑制率的影响 RAW264.7细胞以1×104个·mL-1种于两块96孔板中,每孔200 μL,培养24 h后,一个96孔板分别加入异槲皮苷(50,25,12.5,6.25,3.125,1.56,0.78,0 μmol·L-1),每组6个复孔;另一块加入异槲皮苷(50,25,12.5,6.25,0 μmol·L-1)和LPS(1 μg·mL-1),每组6个复孔,培养48 h后加入5 mg·mL-1噻唑蓝(MTT),每孔10 μL,4 h后去培养基,加入DMSO150 μL,摇床振荡10 min后,酶标仪在波长490 nm测吸光度(
1.2.4 异槲皮苷对LPS诱导RAW264.7细胞分泌TNF-α水平的调控作用 RAW264.7细胞以2×106个·mL-1种于6孔板,每孔2 mL,细胞贴壁培养24 h后,实验分6组:空白对照组、LPS组、异槲皮苷不同浓度(40,20,10 μmol·L-1)+LPS组、异槲皮苷(10 μmol·L-1)组。将异槲皮苷不同浓度分别加入细胞培养基中,1 h后加入LPS(1 μg·mL-1),48 h后收集上清液,用ELISA法检测上清中TNF-α的含量。
1.2.5 异槲皮苷对LPS诱导RAW264.7细胞产生NO的影响 RAW264.7细胞以2×106个·mL-1种于6孔板,每孔2 mL,细胞贴壁培养24 h后,实验分5组:空白对照组、LPS组、异槲皮苷不同浓度(20,10 μmol·L-1)+LPS组、异槲皮苷组(10 μmol·L-1)。将异槲皮苷不同浓度加入细胞培养基中,1 h后加入LPS(1 μg·mL-1),48 h后收集上清液,用一氧化氮试剂盒检测细胞产生的NO含量,具体按照试剂盒说明书步骤进行操作。
1.2.6 Western blotting法检测异槲皮苷对LPS诱导RAW264.7细胞中iNOS和COX-2蛋白表达的影响 RAW264.7细胞以2×106个·mL-1种于6孔板,每孔2 mL,细胞贴壁培养24 h后,实验分6组:空白对照组、LPS组、异槲皮苷(20,15,10 μmol·L-1)+LPS组、异槲皮苷组(10 μmol·L-1)。将不同浓度异槲皮苷加入细胞培养基中,1 h后加入LPS(1 μg·mL-1),48 h后收集细胞,细胞用RIPA裂解液裂解,用BCA蛋白定量试剂盒检测蛋白含量,蛋白加入4×上样缓冲液(lodaing buffer)煮沸5 min,然后按照蛋白定量计算的上样量为10 μL上样,用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)方法,配10%分离胶和浓缩胶跑胶1 h,30 min后转到聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜上,用特殊抗体(Anti-iNOS抗体、Anti-COX-2抗体)一抗4 ℃过夜,一抗比例iNOS(1∶1 000),COX-2(1∶500),β-actin(1∶1 000),再用二抗(辣根酶标记山羊抗兔lgG)37 ℃孵育1 h,二抗比例1∶10 000,洗膜后用X-ray曝光。
采用SPSS18.0版统计软件进行分析,计量资料用均数±标准差(
不同浓度LPS(2,1,0.5,0.25 μg·mL-1)作用于RAW264.7细胞24 h后,均能增加TNF-α的分泌量,当LPS浓度为1 μg·mL-1时,分泌量最多,见
图1
不同浓度和不同时间LPS对细胞TNF-α分泌的影响(
a.0 μmol·L-1 LPS;b.0.25 μmol·L-1 LPS;c.0.5 μmol·L-1 LPS;d. 1.0 μmol·L-1 LPS;e.2.0 μmol·L-1 LPS;与0 μmol·L-1 LPS比较,*1
Fig.1
Effects of different concentration of LPS on TNF-α secretion at various time (
a.0 μmol·L-1 LPS;b. 0.25 μmol·L-1 LPS;c.0.5 μmol·L-1 LPS;d. 1.0 μmol·L-1 LPS;e.2.0 μmol·L-1 LPS; Compared with 0 μmol·L-1 LPS,*1
MTT结果显示:与空白对照组比较,异槲皮苷浓度为50,25,12.5,6.25,3.125,1.56,0.78 μmol·L-1时对细胞的抑制率分别为35.52%,25.03%,15.94%,14.58%,13.05%,11.31%,6.64%;
与LPS组比较,异槲皮苷浓度为40 μmol·L-1 时,差异无统计学意义(
图2
异槲皮苷和LPS对RAW264.7细胞抑制率的影响(
Fig.2
Effects of isoquercitrin and LPS on the inhibition rate of RAW264.7 cells (
图3
不同浓度异槲皮苷对LPS诱导RAW264.7细胞分泌TNF-α的影响(
A.空白对照组;B.LPS组;C. 40 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;D. 20 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;E. 10 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;F. 10 μmol·L-1异槲皮苷组;与空白对照组比较,*1
Fig.3
Effects of different concentration of isoquercitrin on TNF-α secretion of RAW264.7 cells induced by LPS (
A.blank control group;B.LPS group;C. 40 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group;D. 20 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group; E. 10 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group; F. 10 μmol·L-1 isoquercitrin group;Compared with blank control group,*1
与LPS组比较,异槲皮苷浓度为20,10 μmol·L-1时,NO的分泌量降低至79.34%,68.81%,差异有统计学意义(
图4
不同浓度异槲皮苷对LPS诱导RAW264.7细胞分泌NO的影响(
A.空白对照组;B.LPS组;C. 20 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;D. 10 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;E. 10 μmol·L-1异槲皮苷组;与空白对照组比较,*1
Fig.4
Effects of different concentration of isoquercitrin on NO secretion of RAW264.7 cells induced by LPS(
A.blank control group;B.LPS group;C.20 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group;D.10 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group; E.10 μmol·L-1 isoquercitrin group; Compared with blank control group, *1
结果显示:与LPS组比较,异槲皮苷(20,15,10 μmol·L-1)组iNOS和COX-2的表达减少,差异有统计学意义(
图5
不同浓度异槲皮苷对LPS诱导RAW264.7细胞分泌iNOS和COX-2的影响(
A.空白对照组;B.LPS组;C. 20 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;D. 15 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;E. 10 μmol·L-1异槲皮苷+LPS组;F. 10 μmol·L-1异槲皮苷组;与空白对照组比较,*1
Fig.5
Effects of different concentration of isoquercitrin on iNOS and COX-2 secretion of RAW264.7 cells induced by LPS (
A.blank control group;B.LPS group;C.20 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group;D.15 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group; E.10 μmol·L-1 isoquercitrin plus LPS group; F.10 μmol·L-1 isoquercitrin group; Compared with blank control group, *1
RAW264.7细胞是小鼠巨噬细胞,在细菌产物、外界有害物质等刺激下可产生多种细胞因子,如TNF-α、IL-8、IL-6、IL-1及炎症递质NO等[7-8]。而LPS是革兰阴性细菌细胞壁的主要成分,可促使RAW264.7细胞分泌促炎症因子[9]。常用LPS诱导细胞炎症模型的方法来研究细胞的炎症反应。目前以抑制巨噬细胞活化为目标,抑制炎症相关递质的释放,进而控制炎症的发展,是防治各种炎症性疾病的重要思路。
异槲皮苷属于黄酮类化合物,黄酮最主要的作用是抗炎和抗氧化作用[3,5]。本课题组前期研究已证实鬼针草乙酸乙酯提取物中含有异槲皮苷。并初步验证异槲皮苷可能是通过抑制炎症因子的释放来抑制炎症反应[6]。本实验是在前期研究的基础上进一步探讨异槲皮苷的抗炎作用分子机制。实验中用LPS诱导RAW264.7细胞产生炎症因子及异槲皮苷的干预,用ELISA方法检测炎症因子,结果显示异槲皮苷可以抑制TNF-α的分泌。
综上所述,实验发现异槲皮苷通过抑制TNF-α、NO、iNOS、COX-2的产生而起到抗炎作用,对于异槲皮苷抑制iNOS和COX-2的作用靶点、药物的有效分子结构和信号通路,将进一步实验探讨。
The authors have declared that no competing interests exist.