楊智超,宋麗娟,姜維佳,宋俊麗,王 青
(1.山西中醫(yī)藥大學(xué),山西太原030024; 2.山西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院,山西太原030001)
葡萄籽提取物(grape seed extract,GSE)是從葡萄籽里提取到的天然產(chǎn)物,富含黃酮類化合物,此黃酮類化合物主要包括黃烷-3-醇結(jié)構(gòu)的兒茶素、表兒茶素和表兒茶素沒食子酸酯,以及由黃烷-3-醇通過碳-碳鍵結(jié)合聚合而成的原花青素[1-2]。原花青素根據(jù)聚合度的不同分為原花青素高聚體(polymeric proanthocyanidin,PPCs)和原花青素低聚體(oligomeric proanthocyanidin,OPCs)。原花青素單聚體和二聚體生物活性最強(qiáng),具有透過血腦屏障的優(yōu)良特性,能順利到達(dá)中樞病灶部位,為治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物,具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ?-4]。
除葡萄籽外,綠茶、巧克力、可可和多種水果當(dāng)中都含有大量的黃烷醇類化合物和原花青素。而大量的文獻(xiàn)報道也證明了這些黃酮類化合物具有抗氧化、清除自由基、抗炎和免疫調(diào)節(jié)的能力,還可以通過降低血管的通透性和脆性,防止血管損傷[5-7]。流行病學(xué)的調(diào)查結(jié)果也顯示,食用黃烷醇類和花青素類營養(yǎng)補(bǔ)充劑可以大大降低冠心病和腦卒中的發(fā)病率[8-9]。而且原花青素還可以保護(hù)氧化應(yīng)激引起的胃黏膜和膠質(zhì)細(xì)胞損傷。綜上所述,由于這些黃酮類化合物對身體健康的潛在益處,使其受到了廣泛關(guān)注,但這些化合物的安全性還需要考察。本實驗研究了葡萄籽提取物及其主要成分對PC12神經(jīng)元細(xì)胞的毒性,為其在神經(jīng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。
CO2培養(yǎng)箱(Thermo),全波長酶標(biāo)儀,小型垂直電泳槽(Bio-Rad),小型半干轉(zhuǎn)膜儀(Bio-Rad),小型基礎(chǔ)通用電源(Bio-Rad),凝膠成像系統(tǒng)(Bio-Rad),DMEM培養(yǎng)基(Gibco),胎牛血清(HyClone),噻唑藍(lán)(碧云天),PVDF膜(milipore),BCA試劑盒(碧云天),RAPI細(xì)胞裂解液(碧云天),ECL(碧云天),小鼠Bcl-2抗體(Bioworld),小鼠Bax抗體(Bioworld),辣根過氧化酶標(biāo)記的羊抗兔二抗(康為世紀(jì))。
1.2.1 MTT實驗 用含有10%FBS的高糖DMEM培養(yǎng)高分化的PC12神經(jīng)元細(xì)胞,取96孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每孔加5×105/mL 細(xì)胞 100 μL 培養(yǎng)12 h;濃度為 2.5 μg/mL,5 μg/mL,10 μg/mL,20 μg/mL,30 μg/mL,50 μg/mL 和 100 μg/mL 的葡萄籽總提物分別孵育PC12神經(jīng)元24 h、48 h和72 h,每孔加10 μL 5%MTT 培養(yǎng) 4 h,每孔加入 100 μL DMSO溶解,采用全波長酶標(biāo)儀以490 nm為檢測波長,測定其OD值??瞻讓φ战M為等體積的培養(yǎng)液。1.2.2 Western Blot實驗 PC12神經(jīng)元細(xì)胞用30 μg/mL的葡萄籽總提物孵育24 h后,收集細(xì)胞加入RAPI細(xì)胞裂解液,提取細(xì)胞總蛋白,蛋白濃度用BCA試劑盒檢測。蛋白上樣量為20 μg,12%的聚丙烯酰胺凝膠。
應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果用(±s)表示。單因素方差分析(One-WayANOVA)后用Dunnett′s test分析比較組間差異。兩組間比較采用T-test法。
葡萄籽提取物(2.5 μg/mL 和 10 μg/mL)隨著作用時間延長,可以促進(jìn)PC12細(xì)胞的增殖,而10 μg/mL的葡萄籽提取物對PC-12神經(jīng)元增殖無影響。20 μg/mL的葡萄籽提取物作用48 h后表現(xiàn)出顯著的細(xì)胞毒性。30 μg/mL,50 μg/mL 和 100 μg/mL作用24 h就可顯著抑制PC-12細(xì)胞的增殖。結(jié)果見圖1。
圖1 GSE對PC12細(xì)胞增殖的影響
30 μg/mL葡萄籽提取物作用24 h,可以減少抗凋亡蛋白Bcl-2蛋白的表達(dá),而對促凋亡蛋白Bax的表達(dá)無影響。結(jié)果見圖2。
圖2 30 μg/mL GSE對PC-12神經(jīng)元Bcl-2和Bax蛋白表達(dá)的影響
本研究顯示低濃度(2.5 μg/mL,5 μg/mL)的葡萄籽提取物可促進(jìn)PC12細(xì)胞增殖,10 μg/mL的葡萄籽提取物對PC12細(xì)胞增殖無影響,當(dāng)濃度升高到20 μg/mL時葡萄籽提取物作用48 h可顯著抑制PC12細(xì)胞增殖,而高濃度(30 μg/mL,50 μg/mL和100 μg/mL)的葡萄籽提取物孵育24 h就能顯著抑制PC12細(xì)胞增殖。由此可見,低劑量、長期作用的葡萄籽提取物無細(xì)胞毒性,但隨著劑量增加表現(xiàn)出顯著的細(xì)胞毒性。提示,葡萄籽提取物可能含有致細(xì)胞毒性的成分,長期大量服用可能會損害人體健康。因此,葡萄籽提取物作為藥品、保健品和化妝品廣泛應(yīng)用的同時,一定要注意藥物的使用劑量和時間,以保證用藥安全、有效[10]。
本研究對葡萄籽提取物細(xì)胞毒性的機(jī)制進(jìn)行了初步探討,細(xì)胞凋亡是受一系列基因控制的程序化的細(xì)胞死亡方式,被內(nèi)源性或外源性的凋亡信號觸發(fā)后,可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)編碼的自殺相關(guān)的凋亡蛋白發(fā)生[11]。Bcl-2蛋白家族是調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的一類蛋白,分為抗細(xì)胞凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xL等和促凋亡蛋白 Bax、Bak 等[12]。研究證明,Bcl-2 被 Bax絡(luò)合,其抗凋亡作用會減弱。因此,Bcl-2表達(dá)下調(diào)或Bax蛋白升高均會促進(jìn)細(xì)胞凋亡[13]。本研究發(fā)現(xiàn),30 μg/mL的葡萄籽提取物可以通過抑制Bcl-2蛋白的表達(dá)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,是其產(chǎn)生細(xì)胞毒性的重要作用機(jī)制。
大量文獻(xiàn)報道,葡萄籽原花青素及其單體成分兒茶素、表兒茶素和原花青素B1等具有較高的食用安全性,急性毒性和慢性長期毒性實驗均未見毒副作用[10]。葡萄籽原花青素具有可預(yù)防保護(hù)砷致小鼠肝臟毒性,可誘導(dǎo)惡性腫瘤細(xì)胞凋亡和保護(hù)化療藥物所致的細(xì)胞損傷等作用[14-16]。因此,葡萄籽提取物日益被各國廣泛用作營養(yǎng)補(bǔ)充劑來使用。但本研究發(fā)現(xiàn),葡萄籽提取物大量使用會誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,表明其中除原花青素外,還含有其他有毒成分。因此,我們在對葡萄籽原花青素進(jìn)行限量的同時,也應(yīng)當(dāng)對其他成分進(jìn)行質(zhì)控,以保護(hù)藥物能夠安全、有效地在臨床使用。