牡蛎肽对RAW264.7巨噬细胞的免疫调节作用

李锦弘1,2,3,郑慧珍1,2,3,4,陈慧1,2,3,4,刘书来1,2,3,4,顾赛麒1,2,3,4,王芮1,2,3,4,相兴伟1,2,3,4*

1(浙江工业大学 食品科学与工程学院,浙江 杭州,310014) 2(浙江省深蓝渔业资源高效开发利用重点实验室,浙江 杭州,310014) 3(国家远洋水产品加工技术研发分中心,浙江 杭州,310014) 4(海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心,大连工业大学,辽宁 大连,116034)

摘 要 为研究牡蛎肽对小鼠巨噬细胞RAW264.7免疫功能的影响及其作用机制,该研究采用细胞计数试剂盒-8分别考察了不同浓度牡蛎肽对巨噬细胞RAW264.7增殖能力的影响。通过中性红法、硝酸还原酶法、酶联免疫吸附法及实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-PCR)法检测巨噬细胞的吞噬能力、一氧化氮(NO)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)及白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)的分泌量及其mRNA表达量,然后通过蛋白免疫印迹(Western-blot)法测定巨噬细胞中核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)通路主要蛋白p65和IκBα的磷酸化表达情况。结果表明,质量浓度在1 000 μg/mL以内时,牡蛎肽对巨噬细胞增殖率无显著影响(P>0.05)。此外,牡蛎肽可增强巨噬细胞吞噬活性,显著提高RAW264.7细胞NO、TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-10的分泌量及相关基因mRNA表达水平(P<0.05),其作用效果呈现剂量依赖性。Western-blot结果显示,与脂多糖造模组比较,牡蛎肽能显著降低RAW264.7细胞IκBα及p65蛋白磷酸化水平(P<0.05)。牡蛎肽对小鼠RAW264.7巨噬细胞具有一定的免疫调节作用,其作用机理可能和NF-κB通路的激活有关。

关键词 牡蛎肽;RAW264.7细胞;免疫抑制

巨噬细胞主要出现在淋巴组织中,在血管中多为单核细胞,在周围淋巴组织中因吞噬多种异物成为巨噬细胞,其通过积极参与机体的先天性免疫和特异性免疫反应发挥保护作用,并形成免疫防御的第一道防线[1-2]。在先天性免疫反应中,激活后的巨噬细胞对外来病菌、凋亡细胞和肿瘤细胞具有极强的吞噬消化作用,并能通过分泌相关酶和介质消灭机体内多种致病菌和有害微生物[3]。在特异性免疫过程中,巨噬细胞对内源或外源性抗原进行识别,递呈给抗原特异性细胞激活特异性免疫应答[4]。食源性生物活性肽以其较高的消化性、营养性和生理效果,逐渐受到国内外研究者的广泛关注[5]

食源性生物活性肽具有抗氧化、降血压、降血脂、护肝和增强免疫调节等优良的生物学功能[6-9]。食源性生物活性肽由于来源广泛、成本低,在功能保健食品的开发与研究方面具有广阔的市场前景和应用空间,是当前国内外研究的热门课题之一。牡蛎营养极为丰富,富含微量元素、蛋白质、脂肪酸、维生素和牛磺酸等营养成分,自古以来就为功能保健食品,被冠以“海底牛奶”的称号[10]。牡蛎也是我国卫生部门首次批准的药食同源海洋源产品,具有很高的药用价值[11]。据《本草纲目》所述,牡蛎肉具有治虚损、解丹毒、化痰清热、除湿痢下和恢复气血的疗效。众所周知的中药方剂“牡蛎散”对诸虚不足、津液不固、心忪惊惕等症状有显著疗效。据研究表明,牡蛎拥有许多生物活性与保健功能,尤其是其经过蛋白酶水解制备的牡蛎肽具有提高免疫力[12]、抗病毒[13]、抗肿瘤[14]、抗氧化[15]、抗疲劳[16]、降血压[17]和生殖保健[18]等,然而关于牡蛎肽体外免疫保护活性的研究报告较少。

因此,本试验通过采用脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)处理并活化RAW264.7巨噬细胞,探讨牡蛎肽对RAW264.7巨噬细胞免疫活性的影响,评估牡蛎肽的体外免疫保护活性,并为牡蛎肽在免疫功能调节方面的研究利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 实验材料

新鲜长牡蛎(Crassostrea gigas)购自浙江杭州海鲜市场。牡蛎肽(oyster peptide, OP)根据之前的相关报道进行提取制备[9],纯度大于95%,分子质量小于1 000 Da。

1.1.2 实验细胞

小鼠RAW264.7巨噬细胞由浙江省立同德医院提供。

1.1.3 实验试剂

LPS、中性红染色剂,美国Sigma公司;CCK8(cell counting kit-8,CCK8)试剂盒,Biomiky公司;NO检测试剂盒,南京建成生物工程研究所;胎牛血清、DMEM(dulbecco’s modified eagle medium,DMEM)高糖培养基、胰酶、双抗,美国Gibco公司;总RNA提取试剂TRIzol Reagent,美国Invitrogen公司;肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)试剂盒、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)试剂盒、白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)试剂盒,武汉博士徳生物工程有限公司;反转录试剂盒、SYBR Premix Ex Taq(Tli RNaseH Plus),Takara公司;RIPA裂解液、BCA蛋白浓度测定试剂盒(增强型)、特超敏ECL化学发光试剂盒、苯甲磺酰氟(phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF)膜,上海碧云天生物技术有限公司;SDS-PAGE 4×蛋白上样缓冲液,北京Solarbio科技有限公司;鼠单克隆抗体p-IκBα,美国Novus Biologicals公司;兔单克隆抗体IκBa,美国Abcam公司;兔单克隆抗体p-p65、鼠单克隆抗体p65、兔单克隆抗体 β-actin,美国Cell Signaling公司;山羊抗兔IgG(HRP)、山羊抗鼠IgG(HRP),南京诺唯赞生物科技有限公司;PVDF转印膜,Millipore公司;其余实验所用试剂均为分析纯级别。

1.2 仪器与设备

902型80 ℃超低温冰箱、3111 CO2细胞培养箱,赛默飞世尔科技有限公司;5415D低温高速冷冻离心机,德国Eppendorf;SJ-CJ-2D超净工作台,上海尚净公司;倒置显微镜,德国Leica Microsystems;BP211D电子天平,美国Sartorius;HH-4型恒温水浴锅,国华电器有限公司;Tecan Infinite F200多功能酶标仪,瑞士TECAN 集团公司;ABI ViiATM 7实时荧光定量PCR仪,美国Applied Biosystems;Alpha FluorChem FC3凝胶成像系统,美国ProteinSimple;9556A水平脱色摇床,国产华利达。

1.3 实验方法

1.3.1 RAW264.7细胞的培养

使用含有10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)和质量浓度100 μg/mL链霉素双抗的DMEM高糖培养液培养RAW264.7巨噬细胞。细胞培养箱条件设置为:温度37 ℃,5%(体积分数)CO2。当细胞增殖达到80%~90%的密度后进行下一步传代和种板。首先,将细胞培养瓶里过期的细胞培养液倒掉,用适量预热的磷酸盐缓冲液(phosphate buffer saline,PBS)溶液洗涤细胞3次。然后用移液枪吹落瓶底和瓶壁上附着的细胞,混匀,收集细胞悬液。对细胞悬液适当稀释,在显微镜下用细胞计数板进行细胞计数,根据不同实验要求取相应细胞数进行种板。

1.3.2 CCK8法检测巨噬细胞增殖率

采用CCK8法检测细胞增殖率。将处于对数生长期的RAW264.7 细胞按1×104/孔的密度接种至96孔板中,过夜孵育24 h后,倒掉上清液。空白组每孔加入200 μL完全培养液。实验组则根据实验方案设置,每孔分别加入200 μL牡蛎肽稀释培养液(质量浓度梯度设置为:100、200、300、400、600、700、800、900、1 000 μg/mL),每组实验复孔数设置为6个。在细胞培养箱孵育24 h,用预热的PBS洗3次,加入质量浓度为0.5 mg/mL CCK8的培养液100 μL于每孔中,在37 ℃条件下孵育4 h至出现蓝紫色沉淀。避光取出96孔板并在酶标仪中振荡3 min。最终,在450 nm波长下检测吸光度值。细胞增殖率计算如公式(1)所示:

细胞增殖率

(1)

1.3.3 中性红法检测巨噬细胞吞噬能力

将处于对数生长期RAW264.7细胞按1×104/孔密度接种至96孔板,过夜培养后弃上清液,按如下实验分组分别进行不同实验处理,并根据中性红法测定巨噬细胞吞噬能力。实验分组:空白组、模型组(LPS终质量浓度为2 μg/mL)和不同浓度的牡蛎肽处理组。细胞孵育24 h后,弃上清液,每孔加入200 μL含有浓度为0.075%的中性红生理盐水,继续培养4 h。用预热PBS溶液洗涤细胞3遍,每孔加入200 μL酸乙醇(包括50%乙醇,1%乙酸和49%超纯水,体积分数)。置于4 ℃条件下静置过夜,通过酶标仪在540 nm处测量溶液吸光度值,并根据公式(2)计算中性红吞噬率:

中性红吞噬率

(2)

1.3.4 一氧化氮分泌水平测定

将RAW264.7细胞按3×105/孔数量接种至6孔板,过夜培养后弃上清液。根据如下分组进行实验处理:(1)空白组:只加入DMEM完全培养基;(2)模型组:加入含有LPS质量浓度为2 μg/mL的完全培养液;(3)牡蛎肽低剂量组:加入含有OP质量浓度为100 μg/mL的完全培养液;(4)牡蛎肽中剂量组:加入含有OP质量浓度为200 μg/mL的完全培养液;(5)牡蛎肽高剂量组:加入含有OP质量浓度为400 μg/mL的完全培养液。根据试验分组孵育细胞24 h,收集细胞培养上清液。然后在1 500 r/min转速下离心5 min并取上清液,采用一氧化氮试剂盒检测巨噬细胞NO分泌水平[19]

1.3.5 细胞因子分泌水平测定

实验分组及细胞处理方法同1.3.4节。实验处理24 h后收集细胞培养液,在1 500 r/min条件下离心5 min收集上清液。使用ELISA试剂盒测定细胞培养上清液中炎症因子IL-6、IL-10以及TNF-α的含量。

1.3.6 巨噬细胞炎症相关基因mRNA表达水平测定

将RAW264.7细胞按3×105/孔数量接种至6孔板并过夜培养,弃去上清液。根据1.3.4节进行相同细胞实验分组和处理,孵育24 h后使用胰酶消化并收集细胞。使用PBS溶液漂洗细胞3次,随后转移至无RNA酶的灭菌EP管中。每管分别加入1 mL预冷TRIzol试剂,反复吹打充分裂解细胞,冻存在-80 ℃冰箱用于后续实验。

根据GeneBank查找本实验目的基因的已知完整序列,通过Primer Premier 6.22设计并获得相应特异性上游和下游引物,最后委托上海生物工程公司进行合成。具体目的基因序列如表1所示。将冻存于-80 ℃ 环境的细胞裂解液取出,置于冰上溶解,细胞总RNA的提取采用TRIzol抽提法。分别通过蛋白核酸定量仪测定并记录ODA260/A280、ODA260/A230以及提取RNA浓度,并采用琼脂糖凝胶电泳检测提取RNA质量。随后,已检验纯度并合格的RNA通过采用反转录试剂盒进行反转录,并合成cDNA。根据荧光定量试剂盒说明书进行qPCR反应。反应体系的总体积是20 μL:含有10 μL SYBR Green混合液,0.4 μL ROX II,2.0 μL cDNA样品,6.8 μL Rnase-Free ddH2O,上游引物和下游引物各0.4 μL。按以下程序扩增上述反应体系:在95 ℃温度下预变性30 s;接着进行PCR反应(变性温度为95 ℃,5 s;退火温度为60 ℃,34 s),循环40次。反应结束后,进行定量分析。目的基因相对mRNA表达水平根据2-ΔΔCt公式计算,以 β-actin作为内参基因,每组试验重复3次。

表1 实时荧光定量PCR反应引物序列
Table 1 Real-time quantitative PCR primer sequences

基因登录号引物序列/(5&apos;-3&apos;)产物大小/bp退火温度/℃TNF-αNM_013693F:CCCCAAAGGGATGAGAAGTTR:CACTTGGTGGTTTGCTACGA13260IL-6NM_031168F:CCAATGCTCTCCTAACAGATR:TGTCCACAAACTGATATGCT16164IL-10NM_010548F:CAGTCGGCCAGAGCCACATR:CTTGGCAACCCAAGTAAC-CCTT14464IL-1βXM_006498795F:AGGACATGAGCACCT-TCTTTTCCR:ACGTCACACACCAGCAGGT-TAT9460iNOSNM_010927F:GTTCTCAGCCCAACAATA-CAAGAR:GTGGACGGGTCGATGTCAC12760TLR4NM_021297.3F:TTGAATCCCTGCATAGAGG-TAGR:TTCAAGGGGTTGAAGCT-CAGAT12560β-actinNM_007393F:AGTGTGACGTTGACATCCGTR:GCAGCTCAGTAACAGTCCGC29860

注:IL-1β:白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β);iNOS:诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS);TLR4:Toll样受体4(toll-like receptor 4,TLR4)。

1.3.7 牡蛎肽对巨噬细胞NF-κB通路的影响

将细胞按2×106/孔数量接种到6孔板并过夜培养。然后将细胞与不同浓度牡蛎肽以及质量浓度为2 μg/mL的LPS溶液孵育24 h。孵育结束后,用预热PBS溶液漂洗3次,并收集各组巨噬细胞置于离心管中,以1 500 r/min转速离心2 min。弃上清液后,将细胞沉淀置于冰上,使用Western-blot检测NF-κB通路蛋白表达量。

a)总蛋白样品制备和定量:使用前,根据试剂盒说明书配制裂解液,并进行总蛋白的提取。每管取4 μL蛋白提取液,采用BCA法进行总蛋白浓度的定量。其余总蛋白提取液分别按比例加入蛋白上样缓冲液,混匀并煮沸,置于-80 ℃冰箱保存备用。

b)SDS-PAGE电泳分析及转膜:配制浓缩胶和分离胶。每个上样孔加入60 μg蛋白样品,并加入上样缓冲液补体积。先后在60 V和80 V恒压下跑胶。电泳结束后,根据靶蛋白分子质量以及对应的蛋白条带,切取分离胶。将PVDF膜置于甲醇中浸泡,然后转移到Tris-Glycine转移缓冲液中平衡;SDS-PAGE凝胶在Tris-Glycine转移缓冲液平衡;安装转膜夹,排气泡后压紧置于转膜液中,以100 V恒压全湿转膜。转膜结束后将PVDF膜正面朝上放于封闭盒中,用含5% BSA的 TBST(tris buffered saline with Tween-20,TBST)溶液封闭。封闭结束,用TBST溶液洗涤。

c)抗体孵育:将一抗以适当比例溶于TBST溶液(含3% BSA),并和PVDF膜在4 ℃孵育过夜,使用TBST溶液洗涤。将二抗以适当比例溶于TBST溶液(含3% BSA),和PVDF膜在室温下振荡孵育1 h;使用TBST溶液洗涤。

d)化学发光,显影和灰度值测定:临用前,根据ECL化学发光试剂盒说明书,按比例将A液和B液混匀,制备显影液。将PVDF转印膜浸于显影液中室温孵育1 min后吸尽余液体,使用化学发光成像仪显影并观察拍照。最后采用Image J软件计算分析各蛋白条带的灰度值,重复3次。

1.4 数据处理

实验数据用均值±标准差(Mean±SD)表示,使用SPSS 25.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)。不同组间釆用LSD法进行多重比较检验,P<0.05代表数据具有显著性差异。

2 结果与分析

2.1 牡蛎肽对RAW264.7细胞增殖率的影响

采用CCK8法测定牡蛎肽对RAW264.7巨噬细胞增殖能力的影响。除去空白组,在96孔板中分别加入质量浓度100、200、300、400、600、700、800、900、1 000 μg/mL牡蛎肽培养液并孵育24 h,并根据增殖率计算公式得到RAW264.7巨噬细胞的相对增殖率。结果如图1所示,与空白组相比,质量浓度范围在100~900 μg/mL的牡蛎肽对RAW264.7细胞的增殖率没有显著性影响(P>0.05)。本实验结果表明,在一定范围内,牡蛎肽对巨噬细胞增殖没有毒性影响,可以进行后续实验。

图1 不同质量浓度牡蛎肽对RAW264.7细胞增殖率的影响
Fig.1 Effect of different concentrations of OP on the index of RAW264.7 cells proliferation
注:图中不同字母代表显著性差异(P<0.05)(下同)。

2.2 牡蛎肽对RAW264.7细胞吞噬作用的影响

不同质量浓度牡蛎肽对小鼠巨噬细胞吞噬功能影响如图2所示。吞噬作用是吞噬细胞如RAW264.7细胞消灭外源性致病菌和内源性凋亡细胞的有效方法。LPS通过激活巨噬细胞并诱导其分化成熟,增强单核细胞-巨噬细胞的吞噬作用,但也可能使吞噬功能性细胞产生过度活化,导致炎症发生。中性红吞噬实验结果显示,使用2 μg/mL的LPS刺激RAW264.7细胞24 h后,可显著增强巨噬细胞的吞噬作用(P<0.05)。与空白组比较,加入质量浓度为100、200、300、400、600、700、800、900 μg/mL的牡蛎肽,可显著提高巨噬细胞的吞噬能力(P<0.05),并在一定范围内(100~600 μg/mL)呈现剂量依赖性关系。但其对细胞吞噬的刺激效果低于单独给予LPS造模组。

图2 不同质量浓度牡蛎肽对RAW264.7细胞吞噬能力的影响
Fig.2 Effect of different concentrations of OP on the phagocytosis of RAW264.7 cells

2.3 牡蛎肽对RAW264.7细胞NO分泌水平的影响

NO的释放量是反应巨噬细胞抗炎活性的常见指标,抑制NO的过量产生可以治疗并缓解某些炎症性疾病。不同浓度牡蛎肽对RAW264.7巨噬细胞NO分泌水平结果如图3所示。结果显示,与空白组比较,单独给予LPS造模组NO的分泌水平显著提高(P<0.05),说明LPS导致RAW264.7巨噬细胞产生了炎症反应。与LPS模型组比较,不同浓度牡蛎肽的处理使巨噬细胞的NO分泌水平显著降低(P<0.05),并且具有一定剂量依赖性。

图3 不同质量浓度牡蛎肽对RAW264.7巨噬细胞NO 分泌水平的影响
Fig.3 Effect of different concentrations of OP on the NO secretion of RAW264.7 cells

2.4 牡蛎肽对RAW264.7细胞炎症因子分泌水平的影响

巨噬细胞常见炎症指标主要有TNF-α、IL-6和IL-10,不同浓度牡蛎肽对RAW264.7细胞炎症因子分泌水平的影响见图4。如图4-A和图4-C所示,牡蛎肽处理RAW264.7细胞24 h后,与空白组比较,仅用LPS处理的RAW264.7细胞产生的IL-6和TNF-α含量显著升高,提示RAW264.7细胞产生炎性反应。与单独给予LPS处理组相比,加入质量浓度为100、200、400 μg/mL的牡蛎肽使RAW264.7细胞IL-6和TNF-α分泌水平全部显著降低(P<0.05),具有浓度依赖效应。图4-B结果表明,与空白组相比,LPS模型组RAW264.7细胞的IL-10分泌水平显著上升(P<0.05)。使用牡蛎肽处理炎症RAW264.7巨噬细胞24 h后,质量浓度为100 μg/mL的牡蛎肽使RAW264.7细胞IL-10分泌水平下降,但没有显著性影响(P>0.05)。然而牡蛎肽质量浓度分别为200、400 μg/mL时,RAW264.7细胞的IL-10分泌水平显著降低(P<0.05),且具有剂量依赖性。

A-IL-6;B-IL-10;C-TNF-α
图4 不同质量浓度牡蛎肽对RAW264.7细胞IL-6,IL-10和TNF-α分泌水平的影响
Fig.4 Effects of different concentrations of OP on secretion levels of IL-6, IL-10 and TNF-α in RAW264.7 cells

2.5 牡蛎肽对RAW264.7细胞炎症相关基因表达水平的影响

为了进一步探讨牡蛎肽对LPS诱导的细胞炎症的保护作用,使用RT-PCR法测定了一氧化氮合酶和炎症相关基因mRNA的相对表达水平,结果如图5所示。与空白组相比,LPS处理组的RAW264.7细胞IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10、iNOS以及TLR4的mRNA表达量都显著增加(P<0.05)。分别用质量浓度为100、200、400 μg/mL的牡蛎肽处理LPS造模后的RAW264.7细胞。给药24 h后,与LPS组相比,RAW264.7细胞IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10、iNOS以及TLR4 mRNA表达水平都显著下降(P<0.05),且呈剂量依赖性关系。其中,高浓度的牡蛎肽使巨噬细胞中TLR4、IL-6、IL-1β和IL-10 mRNA相对表达显著下降(P<0.05),其分泌水平与空白组相比无显著性差异(P>0.05)。

A-IL-1β;B-TNF-α;C-IL-6;D-IL-10;E-TLR4;F-iNOS
图5 不同质量浓度牡蛎肽对RAW264.7 细胞IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-10、TLR4和iNOS mRNA表达水平的影响
Fig.5 Effects of different concentrations of OP on the mRNA expression levels of IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-10, TLR4 and iNOS in RAW264.7 cells

2.6 牡蛎肽对RAW264.7细胞NF-κB信号通路的影响

为了探究牡蛎肽对巨噬细胞NF-κB信号通路的作用,通过Western-blot法测定巨噬细胞IκBα和p65的蛋白磷酸化水平。结果如图6所示,与空白组比较,LPS和牡蛎肽均能促进p65和IκBα发生磷酸化。LPS处理巨噬细胞24 h后,RAW264.7细胞中p-p65/p65和p-IκBα/IκBα比值显著升高(P<0.05)。牡蛎肽处理巨噬细胞24 h后,与LPS模型组比较,p65和IκBα蛋白磷酸化水平随着牡蛎肽浓度的增加而降低,具有剂量依赖性。其中,浓度为400 μg/mL的牡蛎肽处理组显著降低了p-p65/p65和p-IκBα/IκBα比值(P<0.05),但都略高于空白组。结果提示,牡蛎肽对巨噬细胞起的免疫保护作用可能通过激活NF-κB信号通路实现。

A-p-p65/p65的相对表达水平;B-p-IκBα/IκBα的相对表达水平
图6 不同质量浓度牡蛎肽对RAW264.7细胞NF-κB信号通路蛋白表达水平的影响
Fig.6 Effects of different concentrations of OP on protein expression levels of NF-κB signaling pathway in RAW264.7 cells

3 讨论

巨噬细胞在许多疾病中发挥重要作用,也是机体先天免疫应答的主要参与者。巨噬细胞可以有效抵御细菌及病毒的感染,在自身免疫性疾病、细菌感染和炎症反应中起着决定性的关键作用[19]。病原微生物侵入机体时,通过识别抗原表面的受体来激活自身,并分泌促炎因子和抗炎因子来清除病原体,控制疾病进程[20]。在本试验中,CCK8试验和中性红试验结果显示,牡蛎肽质量浓度为100~900 μg/mL时,对RAW264.7巨噬细胞的增殖率没有显著影响,并且可以提高巨噬细胞的吞噬能力。猴头菇多糖在质量浓度为100~1 000 μg/mL时,也可以显著增强RAW264.7细胞吞噬作用[21]。在体外试验中,通常使用特定浓度LPS建立炎症巨噬细胞模型。LPS可以通过TLR4途径促使巨噬细胞活化,并刺激巨噬细胞分泌各种炎症因子和炎症介质[22]。NO是巨噬细胞分泌的主要炎症介质之一,也是细胞毒性效应物。NO可以参与调控哺乳动物细胞的各项功能,主要通过1-精氨酸催化后由iNOS合成。NO不仅参与巨噬细胞杀伤外来病毒以及寄生虫等过程,而且还参与细胞因子分泌的调节,特别是与炎症相关的细胞因子,是巨噬细胞发挥其免疫功效的前提条件[23]。因此,NO的分泌水平是观察巨噬细胞免疫活性的常见指标。

巨噬细胞根据其功能特点和诱导的Th1或Th2免疫反应类型可分为M1和M2型。其中,TNF-α和IL-1β是M1型巨噬细胞的标志性细胞因子,可直接杀伤肿瘤细胞。IL-6和IL-10是M2型巨噬细胞的标志性细胞因子。炎症因子如TNF-α、IL-6、IL-10是调节免疫应答的主要细胞因子,这些细胞因子的表达和调控是相互作用、相互协调的[24]。TNF-α是非常典型的促炎细胞因子,通过刺激中性粒细胞和巨噬细胞从而直接介导机体炎症反应,并可促进其他炎症因子的分泌,有助于刺激机体的正常免疫功能,抵抗感染[25]。然而,TNF-α的过量产生会对机体产生负面影响,造成不同程度的损伤。IL-6不仅起促炎作用,还具有一定的抗炎作用[25]。IL-10在体内主要起抗炎作用,控制炎症反应程度[26]。本研究中,LPS处理RAW264.7细胞后,OP干预显著降低了NO、IL-6、TNF-α和IL-10的分泌水平。同时,随着OP剂量的增加(100、200、400 μg/mL),RAW264.7细胞分泌产生的NO以及炎症因子IL-6、TNF-α和IL-10含量逐渐下降,提示OP有助于缓解LPS刺激RAW264.7细胞所引起的炎症反应,其效果呈剂量依赖性。此外,在分子水平上检测到的细胞因子mRNA表达水平与ELISA结果一致,进一步证明OP通过调节炎性基因表达来调控相应细胞因子的分泌水平,从而对LPS刺激的RAW264.7细胞发挥一定的保护作用。

HWANG等[27]发现牡蛎水解到的牡蛎肽可能通过NF-κB通路对由LPS诱导的RAW264.7细胞炎症有抗炎作用。LI等[28]发现青蛤蛋白肽通过激活NF-κB通来增强RAW 264.7细胞巨噬细胞吞噬功能。为进一步探讨牡蛎肽对RAW264.7细胞的免疫调节机制,研究采用蛋白免疫印迹法检测NF-κB信号通路主要蛋白的表达情况。研究表明,TLR4能够识别外来入侵物质,并通过下游信号分子MyD88转导胞内信号,MyD88通过激活NF-κB信号通路,在宿主先天免疫应答中释放TNF-α、IL-1β等细胞因子[29]。NF-κB信号通路是调节肠道上皮细胞生物学、黏膜炎症和感染的重要转录系统,是调节促炎酶和细胞因子基因表达的重要转录调控因子[30]。它可以介导参与细胞代谢和免疫应答的特定基因的表达,调控NF-κB的表达活化也是治疗多种炎症相关疾病的有效方法。NF-κB的活化途径最终是通过降解磷酸化IκBα蛋白,并解除NF-κB的抑制状态来完成的。在细胞受到外界各种因素(如LPS和细胞因子)刺激后,IκBα激酶在激活后参与p65的磷酸化反应,并激活NF-κB信号通路[31]。随后,IL-6、TNF-α和IL-10等与免疫应答相关的基因得到表达。本研究结果表明,采用高剂量OP处理不仅显著降低了RAW264.7细胞中p-p65/p65比值,而且降低了p-IκBα/IκBα比值。OP通过调控NF-κB信号通路,降低RAW264.7细胞的炎症反应,具体表现在抑制TNF-α、IL-6和IL-10的分泌,以及TNF-α、IL-6和IL-10的下游mRNA表达。本实验结论与HWANG等[27]之前报道的牡蛎肽可以缓解RAW264.7细胞炎症的结果一致。

综上所述,牡蛎活性肽可以提高RAW264.7巨噬细胞的吞噬能力,并提高了巨噬细胞NO、TNF-α、IL-6、IL-1β以及IL-10分泌水平以及相应的mRNA表达量。提示OP可恢复巨噬细胞Th1/Th2免疫平衡,起到一定的免疫保护作用,并且其影响机制可能与NF-κB信号通路的激活有关。

参考文献

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The immunomodulatory effects of oyster peptide on mouse RAW264.7 cells

LI Jinhong1,2,3, ZHENG Huizhen1,2,3,4, CHEN Hui1,2,3,4, LIU Shulai1,2,3,4, GU Saiqi1,2,3,4, WANG Rui1,2,3,4, XIANG Xingwei1,2,3,4*

1(College of Food Science and Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China) 2(Key Laboratory of Marine Fishery Resources Exploitment &Utilization of Zhejiang Province, Hangzhou 310014, China) 3(National R&D Branch Center for Pelagic Aquatic Products Processing, Hangzhou 310014, China) 4(Collaborative Innovation Center of Seafood Deep Processing, Dalian Polytechnic University,Dalian 116034, China)

Abstract To study the effect of oyster peptides on the immune function of mouse macrophage RAW264.7 and its mechanism, the effects of different concentrations of oyster peptides on the proliferation of RAW264.7 macrophages were investigated by cell counting kit-8 in this study. The phagocytosis of macrophages, secretion of NO, TNF-α, IL-1β, IL-6, and IL-10 and the relative mRNA expression levels of these cytokines were detected by neutral red method, nitrate reductase method, enzyme-linked immunosorbent assay, and real-time fluorescence quantitative PCR. The expression of protein p-p65/p65 and p-IκBα/IκBα in the NF-κB pathway of macrophages was detected by Western-blot. Results showed that OP concentration within 1 000 μg/mL had no significant effect on cell proliferation (P>0.05). OP could also enhance the phagocytosis of macrophages, and significantly increase the secretion of NO, TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-10 and the relative mRNA expression levels in RAW264.7 cells (P<0.05), while the regulating effect was dose-dependent. Western-blot results showed that OP significantly decreased the levels of IκBα and p65 phosphorylation in RAW264.7 cells compared with the lipopolysaccharide-induced group (P<0.05). These results suggested that OP had an immunomodulatory effect on mouse macrophage RAW264.7, and the mechanism may be related to the activation of the NF-κB pathway.

Key words oyster peptide; RAW264.7 cells; immunosuppression

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033101

引用格式:李锦弘,郑慧珍,陈慧,等.牡蛎肽对RAW264.7巨噬细胞的免疫调节作用[J].食品与发酵工业,2023,49(22):49-56.LI Jinhong,ZHENG Huizhen,CHEN Hui, et al.The immunomodulatory effects of oyster peptide on mouse RAW264.7 cells[J].Food and Fermentation Industries,2023,49(22):49-56.

第一作者:本科生(相兴伟教授为通信作者,E-mail:xxw11086@zjut.edu.cn)

基金项目:国家重点研发计划项目(2020YFD0900902);国家自然科学基金项目(32101947)

收稿日期:2022-07-26,改回日期:2022-09-06