祁嘉儀,曾冉華,陳忠正,林曉蓉,張玉婷,吳吉莉,高 雄 ,李 斌,
(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院, 廣東廣州 510642;2.廣東省科學(xué)院微生物研究所, 華南應(yīng)用微生物國家重點實驗室,廣東省微生物安全與健康重點實驗室, 廣東廣州 510070)
免疫調(diào)節(jié)是機體識別和排除抗原性異物,維持自身動態(tài)平衡的生理功能,是各種藥理作用的基礎(chǔ)[1]。而巨噬細(xì)胞是免疫調(diào)節(jié)中重要的效應(yīng)細(xì)胞,被認(rèn)為是評價免疫調(diào)節(jié)活性的細(xì)胞模型[2]。大量研究證實,真菌多糖是天然的免疫調(diào)節(jié)劑,具有激活巨噬細(xì)胞,治療免疫抑制小鼠的免疫調(diào)節(jié)活性[3-5],其生物活性與分子量、單糖組成、糖苷鍵、鏈構(gòu)象等密切相關(guān)[6]。
點柄乳牛肝菌(Suillus granulatus)屬牛肝菌目、乳牛肝菌科、外生菌根真菌,通常與油松共生,廣泛分布于云南、吉林、黑龍江、西藏等地[7]。作為一種味道鮮美的食用菌,其富含多糖、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分,深受世界各地消費者的喜愛。據(jù)民間記載,其還有清熱解毒,治療感冒咳嗽、食積腹脹等功效[8]?,F(xiàn)有的研究已發(fā)現(xiàn),點柄乳牛肝菌具有抗腫瘤、抗氧化、抗HIV病毒等多種生物活性[9-12]。多糖的結(jié)構(gòu)是其生物活性的基礎(chǔ),而普遍研究指出真菌多糖是天然的免疫調(diào)節(jié)劑,但點柄乳牛肝菌目前相關(guān)研究主要集中在生態(tài)學(xué)以及小分子化合物方面,而對其多糖的結(jié)構(gòu)特性和免疫調(diào)節(jié)活性機制還鮮有報道。
為此,本研究從點柄乳牛肝菌中分離純化出SGP3-1和SGP3-2兩種多糖,表征其結(jié)構(gòu)特性,并利用小鼠單核巨噬細(xì)胞RAW264.7模型,闡釋其體外免疫調(diào)節(jié)活性,以期為點柄乳牛肝菌多糖開發(fā)、資源的綜合利用提供一定的科學(xué)研究基礎(chǔ)。
點柄乳牛肝菌 黑龍江省寧安市北域珍奇山林食品有限公司,由廣東省科學(xué)院微生物研究所胡惠萍高級工程師鑒定;小鼠單核巨噬細(xì)胞RAW264.7(活力>95%) 美國典型培養(yǎng)物保藏中心;杜氏磷酸緩沖液(DPBS)、杜氏改良高糖培養(yǎng)基(DMEM)、青霉素-鏈霉素溶液、胎牛血清(FBS)、中性紅(0.33%)、BCA蛋白定量試劑盒、RIPA緩沖液、Bis-Tris預(yù)制膠、MOPS SDS電泳緩沖液(20×)、轉(zhuǎn)印緩沖液(20×)、預(yù)染蛋白、脫脂奶粉、增強化學(xué)發(fā)光試劑美國Thermo Scientific公司;剛果紅 中國北京索萊寶科技有限公司;Bradford蛋白濃度測定試劑盒(P006) 中國碧云天生物技術(shù)有限公司;5×蛋白上樣緩沖液、10×TBST漂洗液 中國生工生物工程(上海)股份有限公司;CCK-8試劑盒、蛋白酶抑制劑、磷酸化蛋白酶抑制劑 美國MedChemexpress生物科技公司;一抗 TLR4、TLR2、p-NFκB p65、NFκB p65、p-JNK、JNK、p-p38、p38、p-Akt、GAPDH、辣根過氧化物酶標(biāo)記的兔抗體 美國Cell Signaling Technology公司;一抗 ERK、p-ERK、Akt 美國Affinity Biosciences公司;IL-6、TNF-αELISA 試劑盒 中國深圳欣博盛生物科技有限公司;DEAE-瓊脂糖凝膠(DEAE-Sepharose Fast Flow)、丙烯葡聚糖凝膠(Sephacryl S-300 HR) 美國 GE Healthcare Life Science公司;單糖標(biāo)準(zhǔn)品(鼠李糖、核糖、巖藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸)、磺胺、牛血清蛋白、N-(1-萘基)乙二胺二鹽堿、脂多糖(LPS) 美國Sigma公司。
BT25S電子天平 瑞士Mettle Toledo公司;Alpha 1-2LD plus 冷凍干燥機 德國Martin Christ公司;5804R冷凍離心機 德國Eppendorf公司;Omega-Lum G化學(xué)發(fā)光儀 美國Aplegen公司;BG-Power 600電泳儀 中國北京百晶生物技術(shù)有限公司;U-2910型分光光度計 日本日立有限公司;電轉(zhuǎn)槽美國Bio-Rad公司;UV-2102C紫外可見分光光度計
中國上海尤尼科有限公司;HERA cell 150i CO2培養(yǎng)箱 美國Thermo Scientific公司;X射線多晶粉末儀 美國Rigaku公司;Vertex70光譜儀、核磁共振波譜儀(Avance II 600 MHz) 德國布魯克公司;金屬浴 中國杭州奧盛儀器有限公司;Milipore-Q超純水機 德國Milipore公司;Agilent 1200高效液相色譜儀 美國Agilent公司。
1.2.1 點柄乳牛肝菌多糖的制備
1.2.1.1 點柄乳牛肝菌多糖的提取 參考Yang等的方法[13],將點柄乳牛肝菌粉碎,稱取100 g過篩80目的粉末,加入2 L 95%乙醇在75 ℃條件下提取2 h,重復(fù) 2次。濾渣干燥后,加入超純水(1:20,w/v)在90 °C下提取2 h,重復(fù)3次。合并3次濾液,使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在60 °C條件下減壓濃縮,濃縮液用4倍體積的無水乙醇混勻后,在4 ℃下靜置16 h后,6000 r/min、15 ℃條件下離心10 min,獲得的沉淀用超純水復(fù)溶,Sevage試劑(氯仿:正丁醇,4:1)除蛋白,將上層多糖溶液用3500 Da的透析袋透析72 h,冷凍干燥,獲得點柄乳牛肝菌粗多糖。
1.2.1.2 點柄乳牛肝菌多糖的分離純化 利用DEAE離子交換柱和葡聚糖凝膠析對點柄乳牛肝菌粗多糖進行分離純化。用8 mL超純水溶解180 mg粗多糖過DEAE-Sepharose fast flow層析柱(2.6 cm×30 cm),采用0~0.5 mol/L NaCl溶液洗脫,流速為2.5 mL/min,苯酚硫酸法檢測洗脫液多糖含量。將0.2 mol/L的多糖組分進一步采用Sephacryl S-300 HR凝膠滲透柱(1.6 cm×50 cm)純化,流速為 1.0 mL/min,苯酚硫酸法檢測洗脫液多糖含量。
1.2.2 點柄乳牛肝菌多糖的結(jié)構(gòu)表征
1.2.2.1 理化成分測定 碳水化合物含量用苯酚-硫酸法測定,取樣品加入6%苯酚和濃硫酸中混勻,冰上靜置3 min,沸水浴10 min,測定490 nm處的吸光值,以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)[14]。蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)法測定,按照Bradford蛋白濃度測定試劑盒(P006)說明書進行測定,以牛血清白蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)[15]。
1.2.2.2 重均分子量測定 參考Liao等的方法[16],用高效滲透凝膠色譜法分析多糖樣品的重均分子量分布,將多糖樣品與不同重均分子量的葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)品(5.2、11.6、23.8、48.6、148、273、410和 668 kDa)用100 mmol/L NaNO3溶液溶解,設(shè)置柱溫為35 ℃,流速為0.4 mL/min,分析SGP3-1和SGP3-2的重均分子量(Mw)。
1.2.2.3 單糖組成分析 參考Niu等的方法[17],取2 mg多糖樣品,用1 mL三氟乙酸溶解,100 ℃下水解6 h,然后用0.5 mol/L PMP衍生化。PMP衍生物在Agilent 1200系列HPLC系統(tǒng)(G1322A脫氣器,G1311A Quat泵,G1329A ALS 進樣器,G1315D DAD檢測器)上進行分析,單糖標(biāo)準(zhǔn)品(鼠李糖、核糖、巖藻糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸)進行同樣處理后上機檢測。
色譜柱:Eclipse XDB-C18色譜柱(250 mm×4.6 mm×5 μm,美國 Agilent公司),檢測溫度:30 ℃,檢測波長:250 nm,流速:0.8 mL/min,流動相:磷酸緩沖液(0.1 mol/L,pH6.5)和乙腈(84:16,v/v)的混合物。
1.2.2.4 傅里葉紅外變換光譜分析 取適量多糖樣品與溴化鉀混合研磨壓片,在Vertex 70光譜儀中進行紅外掃描,掃描波數(shù)范圍為4000~400 cm-1。
1.2.2.5 X-射線衍射分析 根據(jù)Schokker等的方法并加以改進[18],利用X射線多晶粉末儀分析多糖樣品的X射線衍射圖譜,設(shè)定條件為:管流40 mA,管壓 40 kV,速率 5°/min,2θ 角掃描范圍在 10°~90°。
1.2.2.6 剛果紅實驗 參考Hu等的方法[19],取0.25 mL多糖溶液(1 mg/mL)與 0.5 mL 剛果紅(80 μmol/L)混合,滴加0.25 mL NaOH溶液,使其終濃度依次為0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mol/L,反應(yīng)體系避光放置10 min后,U-2910分光光度計測定反應(yīng)溶液的最大吸收波長,對照組以超純水替代多糖溶液。
1.2.2.7 核磁共振波譜分析 取40 mg多糖樣品溶解于0.5 mL氘代水中,使用600 MHz核磁共振光譜儀記錄1H-NMR和13C-NMR。
1.2.3 SGP3-1和SGP3-2的免疫調(diào)節(jié)活性研究
1.2.3.1 細(xì)胞增殖活性測定 將RAW264.7細(xì)胞(2.5×105個/mL)接種到96 孔板,每孔200 μL,在37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,小心棄去舊培養(yǎng)液,加入用含血清培養(yǎng)基溶解的不同濃度多糖溶液(5、10、20、40、80、160 μg/mL)及陽性對照 LPS(100 ng/mL),處理24 h后,棄去舊培養(yǎng)基,參考試劑盒說明書,每孔加入200 μL含CCK8的無血清培養(yǎng)基,37 ℃孵育2 h,酶標(biāo)儀測量450 nm處的吸光值。
1.2.3.2 細(xì)胞吞噬活性測定 細(xì)胞培養(yǎng)、接種方式同1.2.2.1,在37 ℃、5% CO2的培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)3 h,加入不同濃度多糖溶液(5、10、20、40 μg/mL)及LPS(100 ng/mL)。處理24 h后,小心吸出舊培養(yǎng)基,加入100 μL DPBS配制的中性紅溶液(0.1%),在37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1 h,吸除上清,DPBS洗板3次,加入100 μL冰乙酸-無水乙醇混合溶液(1:1,v/v)裂解細(xì)胞,25 ℃ 靜置 2 h 后,酶標(biāo)儀測量540 nm處的吸光值。
1.2.3.3 NO、TNF-α及IL-6含量測定 將RAW264.7細(xì)胞(5×105個/mL)接種到96孔板中,加樣方式同1.2.2.2,與細(xì)胞共培養(yǎng)24 h后,收集細(xì)胞上清液,根據(jù)Griess試劑法測定細(xì)胞上清液中亞硝酸鹽含量,反映NO的產(chǎn)生量,按照ELISA試劑盒說明書,測定細(xì)胞上清液中IL-6和TNF-α的含量。
1.2.3.4 Western blot檢測免疫調(diào)節(jié)信號通路相關(guān)蛋白 將RAW264.7細(xì)胞(5×105個/mL)接種到60 mm的培養(yǎng)皿中,于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h,對照組僅加入培養(yǎng)基,其他各組分別加入SGP3-1(40 μg/mL)、SGP3-2(40 μg/mL)以及LPS(100 ng/mL)樣品,37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中孵育 30 min,加入RIPA裂解液(含蛋白酶抑制劑、磷酸化蛋白酶抑制劑)充分裂解細(xì)胞,14000 ×g離心10 min,吸取上清即為細(xì)胞總蛋白,按照美國Thermo Scientific公司的Pierce BCA蛋白檢測試劑盒說明書測定總蛋白含量,將細(xì)胞總蛋白與上樣緩沖液按4:1的體積比混合,金屬浴95 ℃加熱10 min,冷卻后,取40 μg蛋白樣品在Bis-Tris聚丙烯酰胺凝上電泳(200 V,50 min),將凝膠上蛋白轉(zhuǎn)印至PVDF膜,PVDF膜置于含5%脫脂奶粉的TBST緩沖液中室溫封閉1 h,置于一抗(p-NFκB p65、NFκB p65、p-JNK、JNK、p-p38、p38、p-ERK、ERK、p-Akt、Akt、GAPDH)中 4 ℃ 孵育過夜,洗膜后加入辣根過氧化物酶標(biāo)記的二抗室溫孵育1 h,最后通過ECL化學(xué)發(fā)光液顯影,Omega Lum G成像系統(tǒng)拍照并記錄結(jié)果。
1.3 數(shù)據(jù)處理與分析 所有實驗平行3次,重復(fù)2~3次,圖表數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,采用Origin 9.0軟件繪圖,F(xiàn)luorChem 5500進行蛋白條帶光密度值分析,SAS 9.2統(tǒng)計軟件進行ANOVA方差分析,P<0.05表示統(tǒng)計學(xué)差異顯著。
經(jīng)過系列提取分離后,利用Sephacryl S-300 HR凝膠柱進一步純化SGP3,由圖1可知,Sephacryl S-300 HR凝膠柱洗脫后出現(xiàn)兩個多糖峰,依次命名為 SGP3-1、SGP3-2。
圖1 SGP3-1和SGP3-2的Sephacryl S-300 HR柱洗脫圖Fig.1 Elution diagram of Sephacryl S-300 HR column of SGP3-1 and SGP3-2
2.2.1 SGP3-1和SGP3-2的理化成分及重均分子量分析 經(jīng)苯酚硫酸法、考馬斯亮藍(lán)法測定分離得到的點柄乳牛肝菌多糖SGP3-1和SGP3-2的理化特性組成,經(jīng)高效滲透凝膠色譜法測定SGP3-1和SGP3-2的分子量分布情況如表1所示。點柄乳牛肝菌分離純化的SGP3-1和SGP3-2多糖含量相似,且其蛋白質(zhì)含量極少,說明蛋白質(zhì)幾乎被去除。HPGPC法測得SGP3-1和SGP3-2的重均分子量分別為170.48和14.52 kDa,表明SGP3中含有兩個不同重均分子量的均一多糖組分。
表1 SGP3-1和SGP3-2的理化性質(zhì)Table 1 Physicochemical properties of SGP3-1 and SGP3-2
2.2.2 SGP3-1和SGP3-2的單糖組成分析 本實驗利用PMP柱前衍生法測定2個多糖組分的單糖組成,從圖2可以看出,SGP3-1主要由葡萄糖(55.47%)、甘露糖(20.63%)和半乳糖(14.04%)組成;SGP3-2主要由葡萄糖(82.43%)和甘露糖(7.45%)組成,表明SGP3-1和SGP3-2的主要單糖組成均為葡萄糖,但二者的單糖組成及其摩爾比存在差異。另外,SGP3-1和SGP3-2的葡萄糖醛酸含量分別為2.34%和5.28%,說明二者是酸性多糖。
圖2 單糖組成液相色譜圖Fig.2 Monosaccharide composition liquid chromatogram analyzed by HPLC
2.2.3 SGP3-1和SGP3-2的紅外光譜分析 利用傅里葉紅外光譜分析多糖的官能團及糖苷鍵組成。如圖3所示,SGP3-1和SGP3-2的主要特征吸收峰基本一致,3392.14 cm-1為氫鍵締合的羥基伸縮振動吸收峰,2922.07 cm-1是由CH3或CH2的C-H鍵伸縮振動所致[20],1724.43和1615.14 cm-1可能分別為羧酸基和結(jié)合水的特征吸收峰[21-22],SGP3-2在1724.43 cm-1處的吸收強度高于SGP3-1,說明SGP3-2的糖醛酸含量高于SGP3-1,這與單糖組成分析結(jié)果一致。1000~1200 cm-1范圍內(nèi)的三個特征吸收峰1161.28、1074、1045 cm-1表明存在吡喃糖環(huán)結(jié)構(gòu)[23-24],在 900.43和 825.43 cm-1分別為β-糖苷鍵和α-糖苷鍵的特征吸收峰,表明SGP3-1結(jié)構(gòu)以α-糖苷鍵為主,而 SGP3-2以β-糖苷鍵為主[25-26]。上述官能團分析結(jié)果說明SGP3-1和SGP3-2具有典型的多糖結(jié)構(gòu)特征。
圖3 SGP3-1和SGP3-2的傅里葉變換紅外光譜圖Fig.3 FT-IR spectra of SGP3-1 and SGP3-2
2.2.4 SGP3-1和SGP3-2的晶型分析 利用X-射線衍射分析多糖的晶體構(gòu)型,結(jié)果如圖4所示。SGP3-1和SGP3-2的X射線衍射強度曲線基本一致,在2θ角為20°附近出現(xiàn)較弱且峰型圓鈍的衍射峰,說明這兩種多糖均以非定型的結(jié)晶態(tài)存在。SGP3-1和SGP3-2的晶型結(jié)構(gòu)推測是由于多糖結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu),因而不易形成單晶[27]。
圖4 SGP3-1和SGP3-2的X射線衍射圖Fig.4 XRD spectra of SGP3-1 and SGP3-2
2.2.5 SGP3-1和SGP3-2的剛果紅分析 利用剛果紅試劑分析多糖的三螺旋結(jié)構(gòu),在一定NaOH濃度范圍內(nèi),剛果紅可與具有三螺旋結(jié)構(gòu)的多糖形成絡(luò)合物,與剛果紅溶液相比,絡(luò)合物的最大吸收波長發(fā)生紅移,以此可鑒定多糖中是否存在三螺旋結(jié)構(gòu)。如圖5所示,隨著NaOH濃度的增加,剛果紅與SGP3-1或SGP3-2混合溶液的最大吸收波長均逐漸降低,與未添加多糖的剛果紅溶液空白組下降趨勢相同,說明這兩種多糖與剛果紅溶液反應(yīng)后未發(fā)生紅移現(xiàn)象,可推測SGP3-1和SGP3-2不存在三螺旋結(jié)構(gòu)。先前研究者報道的猴頭菇多糖、黑木耳多糖、杏鮑菇多糖等食用菌多糖中[24,28],同樣不具有三螺旋結(jié)構(gòu),但仍具有較強的生物活性。
圖5 剛果紅及其多糖復(fù)合物在不同濃度NaOH下的最大吸收波長Fig.5 Maximum absorption wavelength of Congo redpolysaccharide complex and Congo red at different concentrations of NaOH
2.2.6 SGP3-1和SGP3-2核磁共振波譜分析 由圖6可知,在SGP3-1和SGP3-2的一維核磁(1H和13C)光譜圖中,化學(xué)位移主要集中在δH3.0~5.6和δC60.0~110.0 ppm,屬于多糖信號峰。兩種多糖在δH4.3~5.6和δC97.0~105.0 ppm出現(xiàn)的異頭信號表明均存在α-和β-構(gòu)型的糖苷鍵[21]。一般來說,不規(guī)則質(zhì)子殘留在5.00 ppm以上的質(zhì)子,在α構(gòu)型中有化學(xué)置換,而低于5.00 ppm的質(zhì)子,在β構(gòu)型中有化學(xué)置換[29]。從1H-NMR光譜圖可以看出,SGP3-1在δH5.0~5.5 ppm出現(xiàn)的異頭質(zhì)子信號較強,而SGP3-2在δH4.3~5.0 ppm出現(xiàn)的異頭質(zhì)子信號較強,說明SGP3-1以α構(gòu)型糖基為主,而SGP3-2以β構(gòu)型糖基為主。從13C-NMR光譜圖可以看出,兩種多糖的糖苷鍵異頭碳信號出現(xiàn)在δC97.0~103.5 ppm,糖苷鍵的其他碳信號出現(xiàn)在δC60~80 ppm,在δC170.0~180.0 ppm范圍內(nèi)均有一個糖醛酸信號吸收峰,說明SGP3-1和SGP3-2都是酸性多糖[30]。這些結(jié)果與紅外光譜、單糖組成的結(jié)果相一致。兩種多糖在δH1.1~1.3和δC16.0~18.0 ppm出現(xiàn)的信號屬于甲基碳的化學(xué)位移。此外,δ2.06/22.46 ppm處的化學(xué)位移表明SGP3-2中存在N-乙?;盘朳31]。
圖6 SGP3-1和SGP3-2的核磁共振波譜Fig.6 NMR spectra of SGP3-1 and SGP3-2
2.3.1 SGP3-1和SGP3-2對RAW264.7細(xì)胞增殖能力的影響 為確定SGP3-1和SGP3-2對小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7增殖能力的影響,本研究采用CCK-8法測定多糖樣品處理后的細(xì)胞存活率,結(jié)果見圖7。與對照組相比,SGP3-1在5~40 μg/mL濃度范圍內(nèi)可促進RAW264.7細(xì)胞增殖,隨著濃度增加,當(dāng)其濃度高于80 μg/mL時,細(xì)胞存活率低于100%,有一定細(xì)胞毒性作用,而 SGP3-2在5~160 μg/mL濃度范圍內(nèi)均能促進RAW264.7細(xì)胞增殖,無細(xì)胞毒性。為對比SGP3-1和SGP3-2的免疫調(diào)節(jié)活性,選擇5~40 μg/mL安全濃度范圍開展后續(xù)實驗。
圖7 SGP3-1和SGP3-2處理對RAW264.7細(xì)胞存活率的影響Fig.7 Effects of SGP3-1 and SGP3-2 treatment on the viability of RAW264.7 cells
2.3.2 SGP3-1和SGP3-2對RAW264.7細(xì)胞吞噬作用的影響 為評價SGP3-1和SGP3-2處理對RAW 264.7細(xì)胞吞噬作用的影響,本研究通過測定RAW264.7細(xì)胞對中性紅的攝入量來反映吞噬能力。中性紅是一種酸堿指示劑,通過胞吞作用攝入細(xì)胞內(nèi),因此能通過中性紅攝入量的多少,反映巨噬細(xì)胞吞噬活性的大小[32],結(jié)果如圖8所示。與對照組相比,SGP3-1和 SGP3-2在 5~40 μg/mL濃度范圍內(nèi)能顯著促進RAW264.7細(xì)胞吞噬中性紅的能力(P<0.05)。SGP3-1的促進作用隨著處理濃度提高而增強,而SGP3-2 在 20 μg/mL 時,吞噬能力最強,40 μg/mL 濃度下吞噬能力則有所減弱,但與陽性對照LPS組相比沒有顯著性差異(P>0.05),表明SGP3-1和SGP3-2均能增強細(xì)胞吞噬能力,激活巨噬細(xì)胞RAW264.7。
圖8 SGP3-1和SGP3-2處理對RAW264.7細(xì)胞吞噬中性紅能力的影響Fig.8 Effects of SGP3-1 and SGP3-2 treatment on the phagocytic capacity of neutral red in RAW264.7 cells
2.3.3 SGP3-1和 SGP3-2對 RAW264.7細(xì)胞產(chǎn)生NO、TNF-α及IL-6的 影響 為評價SGP3-1、SGP3-2處理對RAW264.7細(xì)胞產(chǎn)生NO、TNF-α及IL-6的影響,本研究采用Griess試劑法測定NO含量,ELISA試劑盒檢測TNF-α、IL-6含量,結(jié)果如圖9所示。NO作為一種重要的信號傳導(dǎo)介質(zhì),參與多種生理活動和病理過程,在免疫調(diào)節(jié)方面是不可或缺的調(diào)節(jié)因子,TNF-α和IL-6的分泌可激活免疫細(xì)胞而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,增強機體的抵抗力[33-34]。在5~40 μg/mL濃度范圍內(nèi),SGP3-1和SGP3-2均可顯著促進RAW 264.7細(xì)胞產(chǎn)生NO、TNF-α及IL-6,且隨著多糖處理濃度的增加,產(chǎn)生量隨之增加。在同一作用濃度下,SGP3-2對NO、TNF-α及IL-6產(chǎn)生的促進作用顯著強于SGP3-1。說明SGP3-1和SGP3-2可通過刺激 RAW264.7細(xì)胞產(chǎn)生 NO,分泌 TNF-α、IL-6。
圖9 SGP3-1和SGP3-2處理對RAW264.7細(xì)胞產(chǎn)生NO、TNF-α及IL-6的影響Fig.9 Effects of SGP3-1 and SGP3-2 treatment on the production of NO 、TNF-α and IL-6 in RAW264.7 cells
2.3.4 SGP3-1 和SGP3-2 對MAPKs、PI3K/Akt和NF-κB信號通路的影響 為探究MAPKs、PI3K/Akt和NF-κB這三條信號通路是否參與免疫反應(yīng),采用Western blot法檢測通路相關(guān)蛋白磷酸化水平。如圖10所示,與對照組相比,SGP3-1和SGP3-2處理能夠顯著提高p-Akt蛋白的表達量(P<0.05),分別為對照組的 3.29和 4.14倍。同樣地,40 μg/mL的SGP3-1和 SGP3-2處理,能顯著提高 JNK、ERK、p38蛋白的磷酸化水平,當(dāng)SGP3-1處理后,p-JNK、p-ERK、p-p38蛋白表達量分別為對照組的4.30、4.70、7.37倍,SGP3-2處理后,p-JNK、p-ERK、p-p38蛋白表達量分別為對照組的5.48、6.27、9.06倍。而 SGP3-1和 SGP3-2分別顯著提高了 p-NF-κB p65蛋白的表達量至對照組的2.67和3.79倍。
近年來,PI3K/Akt信號通路在免疫系統(tǒng)中起到的重要作用受到了廣泛關(guān)注,它參與增殖、分化、吞噬、凋亡等多種細(xì)胞功能的調(diào)節(jié),而Akt是該通路的中心和下游效應(yīng)分子[35]。MAPKs家族主要包含三條信號途徑:JNK、ERK和p38,前人研究指出LPS、細(xì)胞因子、多數(shù)真菌多糖可通過MAPKs信號通路,激活巨噬細(xì)胞[36-37]。另外,PI3K/Akt已被證實能夠調(diào)控MAPKs信號通路[38]。在免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)方面,NF-κB是一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子,可誘導(dǎo)下游炎癥介質(zhì)產(chǎn)生,在巨噬細(xì)胞活化中發(fā)揮關(guān)鍵作用[39],PI3K/Akt和MAPKs信號途徑被認(rèn)為與轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的活化有關(guān)。綜上可知,SGP3-1和SGP3-2可通過活化MAPKs、PI3K/Akt和NF-κB信號通路而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。
結(jié)合上述結(jié)果推測,SGP3-1和SGP3-2通過調(diào)控PI3K/Akt/MAPKs信號途徑,活化轉(zhuǎn)錄因子NF-κB,促進細(xì)胞因子或NO產(chǎn)生,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。另外,由圖10可知,SGP3-2對 Akt、JNK、ERK、p38以及NF-κB p65蛋白的磷酸化作用均顯著強于SGP3-1,這與 NO、細(xì)胞因子(TNF-α、IL-6)測定結(jié)果一致。Ferreira等[40]指出,多糖的免疫調(diào)節(jié)活性與其結(jié)構(gòu)特性密切相關(guān),由此推測,SGP3-1與SGP3-2免疫調(diào)節(jié)活性的差異可能與單糖組成、分子量以及糖苷鍵類型的不同有關(guān)[41]。推測其原因是SGP3-2的分子量小于SGP3-1,溶解度高,更有利于其在體內(nèi)發(fā)揮活性,且SGP3-1以α-糖苷鍵為主,而SGP3-2以β-糖苷鍵為主,已有研究指出β-糖苷鍵的多糖具有更強的生物活性。
圖10 SGP3-1和SGP3-2處理對RAW264.7細(xì)胞MAPKs、PI3K/Akt和NF-κB信號通路相關(guān)蛋白表達水平的影響Fig.10 Effects of SGP3-1 and SGP3-2 treatment on the protein expression level of MAPKs、PI3K/Akt and NF-κB signaling pathway in RAW264.7 cells
SGP3-1、SGP3-2的重均分子量分別為170.48和14.52 kDa,具有典型的多糖官能團,不含三螺旋結(jié)構(gòu),且為無定形態(tài)。SGP3-1以α-糖苷鍵為主,單糖組成以葡萄糖(55.47%)、甘露糖(20.63%)及半乳糖(14.04%)為主;而SGP3-2以β-糖苷鍵為主,單糖組成以葡萄糖(82.43%)為主。SGP3-1和SGP3-2可通過激活MAPKs和PI3K/Akt信號通路,活化轉(zhuǎn)錄因子 NF-κB,增強 RAW264.7細(xì)胞吞噬活性,促進NO、TNF-α及 IL-6產(chǎn)生,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,且SGP3-2的免疫調(diào)節(jié)活性強于SGP3-1。綜上所述,SGP3-1和SGP3-2具有免疫調(diào)節(jié)活性,可用于開發(fā)功能性食品,作為免疫力低下人群的膳食補充劑。同時,本研究也為點柄乳牛肝菌的進一步開發(fā)提供理論依據(jù)和研究基礎(chǔ)。