Kvercetīna labvēlīgā/nelabvēlīgā ietekme uz SK-N-SH neiroblastomas šūnu membrānām 1. daļa

Lūdzu, noklikšķinietoscar.xiao@wecistanche.comlai iegūtu vairāk informācijas

Abstract:Kvercetīns ir polifenola savienojums, kura iedarbība rada zinātnieku šaubas. Daudzu eksperimentu rezultāti liecina, ka tai piemīt pretvēža, pretiekaisuma un antioksidanta īpašības, savukārt citi pētījumi liecina par tā prooksidatīvo un citotoksisko darbību. Šis savienojums var reaģēt ar reaktīvām skābekļa sugām, un tā ķīmisko īpašību dēļ to var atrast šūnu hidrofobajā-hidrofilajā zonā. Šīs kvercetīna īpašības norāda, ka tā darbība šūnās būs saistīta ar membrānu modifikāciju un līdzdalību redokslīdzsvara uzturēšanā. Tāpēc šis pētījums atšķir šos divus mehānismus un nosaka, vai tie ir svarīgi šūnu funkcijai. Mēs pārbaudām:(1) vai izvēlētās kvercetīna koncentrācijas ir citotoksiskas un iznīcinošas SK-N-SH šūnu membrānām (MTT, LDH, MDA testi) situācijās ar un bez pielietotā oksidatīvā stresa; (2) kāds ir šo šūnu membrānu lipīdu daļas strukturālo/mehānisko īpašību izmaiņu līmenis polifenola molekulu klātbūtnes dēļ; un (3) vai kvercetīna antioksidatīvā darbība aizsargā membrānu pret tās modifikācijām. Mūsu rezultāti liecina, ka membrānas lipīdu daļas stinguma/elastības izmaiņas veido izšķirošo kvercetīna darbības mehānismu, kas potenciāli ietekmē šūnu procesus, kuru sākuma stadijas ir saistītas ar membrānām (piemēram, signālu uztveršana no vides, transports).

Atslēgvārdi:kvercetīns; neiroblastomas šūnas; šūnu membrānu; Langmuir vienslāņa;oksidatīvais stress

1. Ievads

Kvercetīns (3,3',4',5,7-pentahidroksiflavons) ir bioaktīvs polifenols, kas sastopams augos [1-3], un tas ir visizplatītākais flavonoīds cilvēka uzturā [4].

Tam piemīt plašs īpašību klāsts, tostarp pretiekaisuma [5] un imūnmodulējošas [6]. Literatūras dati liecina, ka tas var būt potenciāls pretvēža faktors [7,8]. Tā darbība ir saistīta ar spēju mainīt intracelulāro signalizācijas ceļu gaitu[9,10] un antioksidantu īpašībām, kas cita starpā ir pierādītas PC12 šūnām [11,12] un cilvēka neironu SH-SY5Y šūnām [13]. .

Šis savienojums ir antiproliferatīvs līdzeklis, kas izraisa ieprogrammētu šūnu nāvi vairākās audzēju līnijās, piemēram, HL-60 un NB-4 šūnās no akūtas mieloleikozes [14,15] un K{{4. }}hroniska mieloleikoze [16]. Tika arī pierādīts, ka kvercetīns kavē dažādu vēža veidu izplatīšanos, piemēram, plaušās, aknās, krūtīs un resnajā zarnā [17-20]. Vijayababu et al[21] atklāja, ka tas inducē prostatas karcinomas šūnu (PC-3) ​​apoptozi, kā arī inhibē invāziju, migrāciju un signalizācijas molekulas, kas ir iesaistītas šūnu izdzīvošanā un šāda veida šūnu proliferācijā [22]. .

Lūdzu, noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk

Tomēr kvercetīna darbība nav skaidra. Ir arī dati, kas norāda uz šī savienojuma [23-25] augstu citotoksicitāti. Pētījumi liecina, ka kvercetīnam atkarībā no koncentrācijas, atrašanās vietas šūnā un brīvo radikāļu avota var būt prooksidatīva iedarbība. Lielas devas radīja oksidatīvo stresu cilvēka limfocītos [26].

Šāda kvercetīna duālistiskā darbība var būt saistīta ar faktu, ka kā antioksidants tas var kļūt par oksidācijas produktu. Šīs reakcijas rezultātā veidojas asemihinona radikāli, kas oksidējas par kvercetīna hinonu [2]. Šis savienojums var reaģēt ar tiola grupām, kas kļūst toksiskas šūnām [26].

Vēl viena iespēja labvēlīgai/nelabvēlīgai iedarbībai uz šūnām ir šī savienojuma ietekme uz membrānām. Sakarā ar ķīmisko raksturu un aromātisko gredzenu klātbūtni molekulā, tā var atrasties hidrofobās šūnu nodalījumos, tādējādi mainot tā fizikāli ķīmiskās īpašības [27,28]. Membrānu lipīdu daļas mehāniskās un strukturālās īpašības ir ļoti svarīgas visu ar membrānām saistīto procesu norisei, ti, transportēšanai, signalizācijai un stimulu vadīšanai. Šos procesus galvenokārt veic membrānās noenkuroti proteīni.polifenolu priekšrocībasMembrānas stinguma vai elastības izmaiņas var bloķēt iespēju pieņemt atbilstošu atsevišķu proteīna domēnu konformāciju, kas attiecīgi var traucēt vai kavēt procesu, ko veic konkrētais proteīns. Tāpēc ir iespējams, ka membrānas sastāva maiņa, ievadot pat nelielu daudzumu kvercetīna starp lipīdu molekulām, var būtiski mainīt to mobilitāti.

Cistanche var uzlabot imunitāti

Ņemot vērā esošās literatūras neskaidrības par kvercetīna ietekmi uz šūnām, šajā pētījumā tiek novērtēta kvercetīna anti- vai prooksidatīvā iedarbība un pārbaudīta šī savienojuma ietekme uz šūnu membrānu darbību, tostarp tiek noteikta kvercetīna strukturālās izmaiņas. šo membrānu lipīdu daļa.sālsūdens cistancheŠis mērķis tika sasniegts, pārbaudot dažādu kvercetīna koncentrāciju ietekmi uz SK-N-SH šūnu izdzīvošanu un to membrānu bojājumu līmeni. Šī savienojuma iespējamā antioksidanta aktivitāte tika pārbaudīta, ierosinot šūnu oksidatīvo stresu pēc iepriekšējas inkubācijas ar kvercetīnu.standartizēta cistancheDarbība membrānas līmenī tika pārbaudīta modeļu sistēmās, sniedzot nepārprotamu informāciju par: (1) lipīdu monoslāņa sastāva strukturālo modifikāciju, kas atspoguļo šūnu membrānu (SK-N-SH), ko izraisa dažāda daudzuma kvercetīna klātbūtne, un (2) pārbaudītā flavonoīda aizsargājošās spējas pret nepiesātināto taukskābju peroksidāciju lipīdos, kas veido šūnu membrānu (SK-N-SH).

2. Rezultāti

2.1. Natioe šūnu membrānas

Kvercetīna ietekme uz cilvēka SK-N-SH šūnām tika pētīta, izmantojot MTT testu, kas nosaka mitohondriju aktivitāti.

SK-N-SH 24 stundas tika pakļauti dažādu kvercetīna koncentrāciju iedarbībai (3,1, 6,25, 12,5, 25, 50, 100 un 200 uM). Šūnu apstrāde ar zemāku kvercetīna koncentrāciju neuzrādīja nekādu būtisku efektu. Turpretim kvercetīna pievienošana 200 uM koncentrācijā nedaudz palielināja dzīvotspējīgo šūnu skaitu (par 11 procentiem salīdzinājumā ar kontroli) (la attēls).

Pētījumā tika pētīta arī dažādu ūdeņraža peroksīda koncentrācijas (1-5 mM) ietekme uz šūnām pēc 3 stundu kontakta. Tika novērots, ka zemākā pārbaudītā koncentrācija izraisīja nelielu šūnu dzīvotspējas samazināšanos (par aptuveni 10 procentiem salīdzinājumā ar kontroli), savukārt augstākas koncentrācijas bija toksiskas SK-N-SH šūnām. H2O2 klātbūtnē 3 un 5 mM koncentrācijās barotnē tika novērota ievērojama (aptuveni par 54 procentiem) šūnu dzīvotspējas samazināšanās, salīdzinot ar šūnām, kas nebija apstrādātas ar H2O2 (1.b attēls).

Lai noteiktu kvercetīna aizsargājošo iedarbību pret H2O, toksicitāti, šūnas 24 stundas apstrādāja ar dažādu koncentrāciju kvercetīnu, kam sekoja parauga 3 stundu kontakts ar ūdeņraža peroksīdu 3 un 5 mM. Tika novērots, ka kvercetīna koncentrācija 31-50 µM izraisīja nelielu,kur es varu nopirkt cistancheapmēram 9 procenti, dzīvotspējīgo šūnu skaita pieaugums, salīdzinot ar šūnām, kas apstrādātas tikai ar H, O. Turpretim SK-N-SH šūnām, kas iepriekš inkubētas barotnē, kas satur augstāku kvercetīna koncentrāciju (100 un 200 uM) un pēc tam kontaktā ar H2O2, šūnu dzīvotspēja palielinājās par aptuveni 18 un 33 procentiem (1.c attēls).

Nākamais darba posms bija pārbaudīt, cik lielā mērā kvercetīns un H, O ietekmē pārbaudīto šūnu membrānas. Šim nolūkam tika izmantots laktāta dehidrogenāzes (LDH) tests, lai novērtētu šūnu membrānas bojājumu līmeni, un malondialdehīda (MDA) līmenis tika mērīts, lai novērtētu lipīdu peroksidācijas pakāpi. SK-N-SH šūnas 24 stundas apstrādāja ar izvēlētu kvercetīna koncentrāciju (6,25; 25; 100; 200 μM), un pēc tam vēl 3 stundas pievienoja ūdeņraža peroksīdu (3-5 mM).

1. attēls. Šūnu dzīvotspēja tika noteikta ar MTT testu. SK-N-SH šūnas 24 stundas tika pakļautas dažādām kvercetīna koncentrācijām (3.1-200 uM). Šūnu dzīvotspējas procentuālais daudzums tika attiecināts uz neapstrādātajām kontroles šūnām (a); šūnas tika kontaktā 3 stundas ar dažādām H2O2 koncentrācijām (mM) (b), SK-N-SH šūnas iepriekš inkubētas 24 stundas ar dažādām kvercetīna koncentrācijām un pēc tam 3 stundas kontaktā ar H, O2. Šūnu dzīvotspējas procentuālais daudzums bija saistīts ar šūnām, kas apstrādātas tikai ar H,O2 (c). Vērtības atspoguļo vidējo ± SD no trīs līdz sešiem neatkarīgiem eksperimentiem. Dažādi burti norāda uz būtiskām atšķirībām (p Mazāks vai vienāds ar 0.05).

Kā parādīts 1. tabulā, kvercetīna klātbūtne barotnē, ko izmantoja SK-N-SH šūnu 24 stundu ārstēšanai, neizraisīja būtiskas izmaiņas LDH izdalīšanā.

Iepriekšēja apstrāde ar kvercetīna koncentrāciju 6,25 uM neietekmēja MDA saturu, savukārt lielākās kvercetīna devas (25); 100 un 200 μM） izraisīja lipīdu peroksidācijas palielināšanos par aptuveni 12 procentiem (2.a attēls).

Šūnu apstrāde gan ar kvercetīnu, gan ūdeņraža peroksīdu neietekmēja LDH izdalīšanos, salīdzinot ar šūnām, kas apstrādātas tikai ar ūdeņraža peroksīdu (2.b attēls).

2. attēls. Kvercetīna ietekme uz SK-N-SH šūnām, kas pakļautas H2O iedarbībai, tika mērīta pēc lipīdu peroksidācijas pakāpes (MDA koncentrācija) (a) un LDH izdalīšanās (b). Šūnas tika iepriekš apstrādātas 24 stundas ar izvēlētu kvercetīna koncentrāciju (6,25; 25; 100; 200 uM), kam sekoja 3 stundu kontakts ar H2O2 (3-5 mM).Pretnovecošanās cistancheLDH noplūdes procentuālā daļa tika attiecināta uz vērtībām, kas iegūtas tikai ar H2O apstrādātām šūnām (b). Vērtības atspoguļo vidējo ± no trīs līdz sešiem neatkarīgiem eksperimentiem. Dažādi burti norāda uz būtiskām atšķirībām (p Mazāks vai vienāds ar 0.05).

2.2. Modeļu membrānas

2.2.1. Kvercetīna ietekme uz membrānu mehāniskajām īpašībām

Lai pārbaudītu kvercetīna ietekmi uz neiroblastomas šūnu membrānām, tika izveidoti lipīdu monolavers (ar sastāvu, kas atspoguļo SK-N-SH šūnu līnijas membrānu lipīdu daļu). Vienslāņi tika izgatavoti uz tīra bufera pH 7, 4 (kontrole) un uz buferšķīduma, kas satur kvercetīnu koncentrācijās 6, 25, 12, 5, 25 un 50 μM. Šādiem vienslāņiem tika izmērītas virsmas spiediena atkarības (元) no laukuma uz vienu molekulu monoslānī (A) (3. attēls).

Neiroblastomas membrānai raksturīgajam lipīdu maisījumu imitējošajam sastāvam iegūto (π-A) izotermu norisei raksturīga monotoniska gaita, bez pamanāmām fāzu pārejām. Kvercetīna klātbūtne nepārprotami maina šīs attiecības, izraisot līkņu nobīdi uz augstākām A vērtībām. Šī tendence ir tieši proporcionāla kvercetīna koncentrācijai buferšķīdumā. Statiskā Cs-Ikompresijas moduļa atkarība no rt tika aprēķināta, pamatojoties uz izotermām (ievietots 3. attēlā).

Pamatojoties uz iegūtajām izotermām, tika noteiktas pārbaudītos monoslāņus raksturojošo fizikāli ķīmisko parametru vērtības (2. tabula).

3. attēls. Neiroblastomas slāņu lipīdu modeļa virsmas spiediena izotermas un atbilstošais saspiežamības modulis (ielaidums) apakšfāzē saturēja norādītās buferšķīdumā izšķīdinātā kvercetīna koncentrācijas.

2. tabula. Neiroblastomas membrānas modeļa monoslāņiem tika aprēķināti monoslāņu virsmas parametri (Alim-ierobežojošais laukums uz vienu molekulu; πsabrukšanas spiediens; Cs-1-saspiešanas moduļa maksimālās vērtības). Dati atspoguļo vidējo no trim eksperimentiem ± SD. Dažādi burti norāda uz būtiskām atšķirībām (p Mazāks vai vienāds ar 0.05).

Palielinoties kvercetīna daudzumam, Alim (minimālais laukums uz vienu molekulu blīvi iesaiņotajā slānī) palielinājās proporcionāli tā koncentrācijai. Augstākajam kvercetīna līmenim šis pieaugums bija pat 17,5 procenti salīdzinājumā ar kontroli. Pārējie parametri, ti, πcoll un Cs-I (virsmas spiediens slāņa sabrukšanas punktā un statiskās saspiešanas modulis) bija mazāk jutīgi pret kvercetīna saturu apakšfāzē. Scroll izmaiņas svārstījās no 3-5 procentiem un Cs- no 0,2 līdz 8,8 procentiem, salīdzinot ar kontroli.

Šis raksts ir izvilkts no Molecules 2021, 26, 4945. https://doi.org/10.3390/molecules26164945 https://www.mdpi.com/journal/molecules