植物学报 ›› 2022, Vol. 57 ›› Issue (4): 444-456.DOI: 10.11983/CBB22088
张明珠1, 秦华光1, 穆丹1, 杨龙宇1, 李虎1, 岂泽华1, 王玉玺1, 张永成1, 叶利利1, 殷文晶2, 王树元1, 饶玉春2,*(), 吴彦1,*()
收稿日期:
2022-04-26
修回日期:
2022-06-28
出版日期:
2022-07-01
发布日期:
2022-07-14
通讯作者:
饶玉春,吴彦
作者简介:
sportman821@sina.com基金资助:
Zhang Mingzhu1, Qin Huaguang1, Mu Dan1, Yang Longyu1, Li Hu1, Qi Zehua1, Wang Yuxi1, Zhang Yongcheng1, Ye Lili1, Yin Wenjing2, Wang Shuyuan1, Rao Yuchun2,*(), Wu Yan1,*()
Received:
2022-04-26
Revised:
2022-06-28
Online:
2022-07-01
Published:
2022-07-14
Contact:
Rao Yuchun,Wu Yan
About author:
First author contact: These authors contributed equally to this paper
摘要: 茶多糖是一种从茶叶中提取的酸性糖蛋白, 具有良好的抗氧化活性。以自由基清除率为指标, 分析皖西南地区夏秋茶多糖的抗氧化活性, 基于H2O2和EDTA-Fe2+建立的外源性羟基自由基(·OH)损伤细胞模型和PMA诱导内源性羟基自由基损伤模型, 进一步探讨茶多糖对自由基损伤的修复作用机制。结果表明, 茶多糖具有良好的体外抗氧化活性, 对DPPH·和·OH均具有较强的清除效果, EC50值分别为209.5和535.2 µg∙mL-1, 最大清除效率与Vc相当。细胞增殖实验表明, 外源性和内源性自由基氧化损伤模型中细胞存活率均随着茶多糖浓度的增加而升高, 在茶多糖浓度为800 µg∙mL-1时细胞存活率分别高达87.41%和85.84%, 且显著高于模型组(47.67%和48.03%)。在修复机制上, 利用激光共聚焦显微镜显影细胞内活性氧(ROS)分布以及荧光强度, 分析结果显示, 与模型组相比, 茶多糖对于细胞模型中外源和内源性ROS均具有明显的清除效果, 与体外抗氧化实验结果一致。茶多糖在体外表现出良好的自由基清除效率, 可在细胞水平上改善自由基损伤。该研究在细胞水平上揭示了茶多糖清除自由基的抗氧化损伤机制, 为后续进一步阐明茶多糖抗衰老作用奠定了基础。
张明珠, 秦华光, 穆丹, 杨龙宇, 李虎, 岂泽华, 王玉玺, 张永成, 叶利利, 殷文晶, 王树元, 饶玉春, 吴彦. 茶多糖的抗氧化活性及对细胞氧化损伤的保护机制. 植物学报, 2022, 57(4): 444-456.
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图1 不同浓度茶多糖(WTPs)对自由基的清除能力 (A) DPPH自由基; (B) 羟基自由基; (C) 超氧自由基
Figure 1 Free radical scavenging ability of different concentrations of Wan tea polysaccharides (WTPs) (A) DPPH·; (B)·OH; (C) O2-
图2 不同浓度茶多糖(WTPs)对HepG-2细胞(A)及RAW264.7巨噬细胞(B)存活率的影响
Figure 2 Effects of Wan tea polysaccharides (WTPs) concentration on the survival rate of HepG-2 cells (A) and RAW264.7 cells (B)
图3 茶多糖(WTPs)对细胞生理状态的影响 (A) 对照细胞线粒体形态; (B) 不同处理细胞选定区域的放大显微照片及强度分析; (C) WTPs处理细胞线粒体形态; (D) 不同处理细胞选定区域的放大显微照片及强度分析。DIC: 微分干涉称镜检术。Bars=20 μm
Figure 3 Effects of Wan tea polysaccharides (WTPs) on cell physiological state (A) Morphology of mitochondria in control cells; (B) Zoom in micrograph from selected regions from different treated cells and their intensity analysis; (C) Morphology of mitochondria in WTPs incubated cells; (D) Zoom in micrograph from selected regions from different treated cells and their intensity analysis. DIC: Differential interference contrast. Bars=20 μm
图4 茶多糖(WTPs)对损伤细胞的保护作用 (A) 不同浓度外源性羟基自由基对HepG-2细胞存活率的影响; (B) 不同浓度茶多糖对羟基自由基诱导的HepG-2细胞存活率的影响。与对照组相比, *P<0.05, **P<0.01; 与模型组相比, #P<0.05, ##P<0.01
Figure 4 Protective effect of Wan tea polysaccharides (WTPs) on demaged cells (A) Effects of different concentrations of exogenous ·OH on the survival rate of HepG-2 cells; (B) Effects of different concentrations of WTPs on HepG-2 cell survival rate induced by ·OH. Compared with control group, *P<0.05, **P<0.01; compared with model group, #P<0.05, ##P<0.01
图5 茶多糖(WTPs)对PMA诱导的RAW264.7巨噬细胞活力的影响 (A) 不同浓度PMA诱导内源性羟基自由基对RAW264.7巨噬细胞存活率的影响; (B) 不同浓度PMA对RAW264.7巨噬细胞形态的影响(bars=20 μm); (C) 不同浓度茶多糖对内源性羟基自由基诱导的RAW264.7巨噬细胞存活率的影响。与对照组相比, *P<0.05, **P<0.01; 与模型组相比, #P<0.05, ##P<0.01
Figure 5 Effect of Wan tea polysaccharides (WTPs) on the viability of RAW264.7 cells induced by PMA (A) Effects of endogenous ·OH induced by different concentration of PMA on the survival rate of RAW264.7 cells; (B) The effect of different concentration of PMA on morphological changes of RAW264.7 cells (bars=20 μm); (C) Effects of different concentration of WTPs on RAW264.7 cells survival rate induced by endogenous ·OH. Compared with control group, *P<0.05, **P<0.01; compared with model group, #P<0.05, ##P<0.01
Group | GSH-PX | CAT |
---|---|---|
(U∙mL-1) | (U∙mL-1) | |
Control | 0.45±0.08 | 1.08±0.12 |
Model | 0.13±0.04** | 0.59±0.04** |
100 µg∙mL-1 WTPs | 0.16±0.04** | 0.57±0.06** |
200 µg∙mL-1 WTPs | 0.15±0.04** | 0.60±0.07** |
400 µg∙mL-1 WTPs | 0.12±0.03** | 0.62±0.05** |
800 µg∙mL-1 WTPs | 0.13±0.02** | 0.57±0.08** |
表1 茶多糖(WTPs)对RAW264.7氧化损伤细胞中谷胱甘肽还原酶(GSH-PX)和过氧化氢酶(CAT)含量的影响(平均值±标准误)
Table 1 Effects of Wan tea polysaccharides (WTPs) on the content of glutathione reductase (GSH-PX) and catalase (CAT) in oxidation-damaged RAW264.7 cells (means±SD)
Group | GSH-PX | CAT |
---|---|---|
(U∙mL-1) | (U∙mL-1) | |
Control | 0.45±0.08 | 1.08±0.12 |
Model | 0.13±0.04** | 0.59±0.04** |
100 µg∙mL-1 WTPs | 0.16±0.04** | 0.57±0.06** |
200 µg∙mL-1 WTPs | 0.15±0.04** | 0.60±0.07** |
400 µg∙mL-1 WTPs | 0.12±0.03** | 0.62±0.05** |
800 µg∙mL-1 WTPs | 0.13±0.02** | 0.57±0.08** |
图6 茶多糖(WTPs)对HepG-2细胞氧化损伤的修复作用 (A) 不同处理组细胞中羟基自由基含量的共聚焦显影图(bars=20 μm); (B) 不同处理组细胞中羟基自由基荧光强度对比。与对照组相比, *P<0.05, **P<0.01; 与模型组相比, #P<0.05, ##P<0.01。
Figure 6 Repair effect of Wan tea polysaccharides (WTPs) on oxidative damage of HepG-2 cells (A) Confocal imaging of ·OH content in cells of different treatment groups (bars=20 μm); (B) Comparison of fluorescence intensity of ·OH in cells of different treatment groups. Compared with control group, *P<0.05, **P<0.01; compared with model group, #P<0.05, ##P<0.01.
图7 茶多糖(WTPs)对PMA诱导的RAW264.7巨噬细胞氧化损伤的影响 (A) 不同处理组细胞中羟基自由基含量的共聚焦显影图(bars=20 μm); (B) 不同处理组细胞中羟基自由基荧光强度对比。与对照组相比, *P<0.05, **P<0.01; 与模型组相比, #P<0.05, ##P<0.01
Figure 7 Effect of Wan tea polysaccharides (WTPs) on PMA-induced oxidative damage of RAW264.7 macrophages (A) Confocal imaging of ·OH content in cells of different treatment groups (bars=20 μm); (B) Comparison of fluorescence intensity of ·OH in cells of different treatment groups. Compared with control group, *P<0.05, **P<0.01; compared with model group, #P<0.05, ##P<0.01
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