红心猕猴桃果酒抗氧化及抑制人肝癌HepG2细胞增殖活性研究
2020-11-18秦晋颖谢晓林许译文刘志刚
秦晋颖 ,谢晓林,朱 燕,许译文,刘志刚,蔡 倪,韩 琳
(1.贵阳学院食品与制药工程学院,贵州贵阳 550005;2.贵州省轻工业科学研究所,贵州贵阳 550007)
贵州六盘水红心猕猴桃果肉颜色鲜艳,口感香甜细腻,营养丰富,深受广大消费者的喜爱。目前红心猕猴桃市场主要集中于鲜果生产及销售,加工产品种类和数量有限,通过红心猕猴桃果酒开发,提升产品附加值是促进当地种植农户增收的有效途径。猕猴桃果酒是以新鲜猕猴桃果实或果汁为原料,经发酵而成的一种低度酒,采用原汁发酵,保留了猕猴桃水果最初的果香,酸甜适中,同时在酿造过程中,酵母代谢及酶促作用分解了部分大分子物质,使果酒中含有丰富的功能成分,入口醇厚、爽口,因风味独特并富含多种营养物质,在众多果酒产品中独树一帜,市场前景广阔[1-3]。
尽管类型众多的果酒打着营养保健功能的旗号大行其道,然而具体营养成分、含量及功能性并不明确,果酒卖点宣传模糊,针对性不强。与此同时,食品已经日益成为发现生物功效成分的重要途径,有学者对沙果果酒和葡萄酒等产品中的生物活性进行了研究[4-6],目前有关猕猴桃果酒的生物功能研究有限,本研究以贵州六盘水红心猕猴桃果酒为对象,对其抗氧化及抗肿瘤活性进行初步探究,以期为提升红心猕猴桃加工产品附加值,为当地经济发展提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂及仪器
试样:红心猕猴桃果酒样品由六盘水凉都猕猴桃集团公司提供。
试剂及耗材:DPPH (1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)、ABTS(2,2-连氨-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二氨盐)、维生素C、没食子酸、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、DMSO 均为分析纯,乙醇、盐酸和甲醇等,购自上海国药集团化学试剂有限公司,试验用水为二次重蒸水。The CellTiter 96® AQueous One Solution Reagent (MTS 试剂) 和luciferase 测试试剂盒购自Promega 公司(Madison,WI,USA)。改良型DMEM 高葡萄糖培养基购买于Sigma 公司,胎牛血清、胰蛋白酶购自Gibco 公司,肝癌HepG2细胞株购自中国医学科学院基础医学研究所细胞资源中心。
仪器设备:UV-2550 型紫外可见分光光度计,日本岛津公司;酶标仪,美国Thermo Electron 公司;旋转蒸发仪,RE-52A 型,上海亚荣;MA110 型分析天平,上海良平仪器仪表;DL-166RH 型高速离心机,上海安亭科学仪器厂;SPX-250B-Z 生化培养箱,上海博讯实业有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 DPPH自由基清除能力测定
参照文献方法[5-6],以没食子酸为标准物质绘制标准曲线,取酒样用乙醇稀释20 倍,取酒样稀释液2.0 mL,加入0.2 mM DPPH 乙醇溶液2.0 mL,摇匀,避光静置45 min,以乙醇为空白,于517 nm 处测定吸光度,另取2.0 mL 乙醇与2.0 mL DPPH 乙醇溶液混匀,相同波长处测定吸光度值,每份样品平行操作3 次,根据没食子酸标准曲线回归方程,计算样品清除DPPH 自由基的能力。
1.2.2 ABTS+自由基清除能力测定
参照文献方法[7-9],分别取250 μL、200 μL、150 μL、100 μ L、50 μ L酒样置10 mL容量瓶中,乙醇稀释定容。将不同浓度的酒样2.0 mL 与2.0 mL ABTS+反应液混合均匀,暗处反应5 min,于734 nm 波长处测定吸光度值为A1,用蒸馏水代替酒样与ABTS+混合均匀测定吸光度值为A0,依文献中公式计算ABTS自由基清除率,并通过统计软件计算IC50值。
1.2.3 HepG细胞活力测试
MTS 测试[10-12]:将人肝癌HepG2-C8 细胞培养于细胞培养液中(10 %胎牛血清DMEM 培养基),置于37 ℃、5%CO2培养箱培养,随行细胞计数,待细胞计数达1×106左右,加入2.0 mL 0.25 %胰蛋白酶-EDTA 溶液于培养箱中消化细胞2 min,加入DMEM 培养基适量后转移至离心管中,将所收集细胞液以3000 r/min 转速离心3 min,弃掉上清液,加入细胞培养液悬浮细胞,吹打均匀,以5000 个细胞/孔接种于96 孔培养板,置于37 ℃、5 % CO2的培养箱培养24 h。
将猕猴桃果酒不同浓度提取物及阳性对照用DMSO 溶解,用1%FBS 细胞培养液稀释成不同浓度梯度。实验设空白组和实验组,空白组为0.1 %DMSO 细胞培养液100 μ L;实验组加入不同浓度(12.5 μM、25.0 μM、50.0 μM、100.0 μM、200.0 μM)果酒提取物100 μ L,每个浓度梯度设3 个复孔,在37 ℃、5 % CO2培养箱中培养24 h 后弃去培养液,每孔加入100 μ L 含适量MTS 测试液细胞培养液,铝箔纸包裹后置于培养箱继续培养1 h,酶标仪于检测波长520 nm 处测定每孔吸光度值,计算细胞增殖抑制率,以上实验组分别测试给药1 d、3 d、5 d。
1.2.4 Luciferase-ARE测定
HepG2 细胞来源于肝癌细胞的粘附性上皮样细胞,常用于研究细胞保护、抗遗传毒性和协同基因毒性的工具。本研究通过测定Luciferase 活性,研究猕猴桃果酒提取物激活Nrf2信号通路的能力,从而为阐述其潜在的抗肿瘤活性作用机理奠定基础。测试方法参考文献[12],用12 孔板隔夜培养HepG2-c8 细胞,以每孔1×106个细胞密度种板,莱菔硫烷(SFN)作为阳性对照,采用0.1 % DMSO 和不同浓度的猕猴桃果酒提取物处理细胞24 h,移除培养基,用PBS 清洗细胞,加入100 μ L 裂解缓冲液,经-80 ℃冻融循环后于冰台上刮取细胞,4 ℃冷冻离心机10000 r/min 离心10 min,取上清液,加入50 μ L Luciferase 测试试剂,在Luminometer 发光仪上读取吸光值,通过所测得BCA 蛋白浓度进行相应计算。
表1 猕猴桃果酒提取物抗氧化作用
1.2.5 数据统计分析
采用GraphPad Prism 8 软件对数据进行统计分析,多组比较采用单因素方差分析,两组比较采用Student's t-test 检验,P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果与分析
2.1 红心猕猴桃果酒抗氧化能力
从表1 中测定结果可看出,猕猴桃果酒提取物对DPPH 自由基有一定的清除能力,IC50值为58.32 μg/mL,而阳性对照VC的IC50值为11.27 μg/mL,说明其清除效果大大低于VC。同样,猕猴桃果酒提取物对ABTS+自由基的清除能力也低于VC,其IC50值分别为32.56 μ g/mL 和5.76 μ g/mL,综上,猕猴桃果酒提取物有一定的抗氧化活性,但效果一般。
2.2 人肝癌HepG2细胞抑制率
分别于给予猕猴桃果酒提取物第1 d、3 d、5 d进行细胞活性测定,从图1 可看出,猕猴桃果酒提取物给药组HepG2细胞活力均有明显下降,且表现出时间和剂量依赖性,猕猴桃果酒提取物200 μ M处理5 d 后,HepG2 细胞活力均在70 %左右,表明猕猴桃果酒提取物对HepG2 细胞具有一定的抑制作用,该剂量被选择用于随后的实验。
2.3 Luciferase-ARE测定
测定结果见图2,可以看出猕猴桃果酒提取物诱导荧光素酶表达无剂量依赖性,与对照组相比,分别以62.5 μ M 和125 μ M 猕猴桃果酒提取物处理后,荧光素酶表达量分别为对照组的3.46 倍和3.78倍,SFN (10 μ M)阳性对照处理后荧光素酶活性大幅增加9.74 倍,与预期一致,表明猕猴桃果酒提取物可以激活Nrf2信号通路,进而调节抗氧化基因的转录。基于每组蛋白质浓度计算得到荧光素酶表达,与对照组相比各组间均P<0.05,具有统计学意义。
3 讨论
3.1 有文献报道猕猴桃具有抗氧化功效[13-16],目前对于红心猕猴桃的研究主要集中在以VC为代表的成分测定和深加工产品开发等方面,有关其他功效成分及生物活性研究鲜见文献报道,通过本研究发现,红心猕猴桃果酒提取物对DPPH 自由基和ABTS+自由基具备一定的清除能力,但其清除能力较弱,与VC 相比较,猕猴桃果酒提取物没有体现出显著的抗氧化活性。
3.2 本研究首次对红心猕猴桃抑制肝癌HepG2 细胞体外增殖活性进行了研究,猕猴桃果酒提取物200μ M 处理5 d 后,HepG2 细胞活力降至70 %以下,表明猕猴桃果酒提取物对HepG2细胞具有一定的抑制作用,具备潜在抗癌活性,进一步研究发现,激活Nrf2 信号通路进而调节抗氧化基因的转录是其抑制肝癌HepG2细胞可能的作用机理。