蘋果多酚對Caco- 2細胞和LDL抗氧化作用的研究

張桂芝，籍保平，張迪（.中山火炬職業技術學院，廣東中山58436；.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京00083）

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蘋果多酚對Caco- 2細胞和LDL抗氧化作用的研究

張桂芝1，籍保平2，張迪2
（1.中山火炬職業技術學院，廣東中山528436；2.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京100083）

摘要：采用細胞氧化損傷模型和Cu2＋誘導的低密度脂蛋白（LDL）氧化修飾模型來評價不同品種中蘋果多酚的抗氧化作用。結果表明H2O2濃度為10mmol/L時對細胞模型損傷程度比較適中。富士中蘋果多酚對損傷的Caco-2細胞的保護作用最強，其中富士、國光、金冠和王林處理后細胞產MDA量分別是對照的20 %、33 %、40 %和60 %；蘋果多酚對LDL的氧化修飾具有顯著的抑制作用，除了王林多酚外，富士、國光和金冠均能極顯著地延長LDL氧化的延滯時間，其中富士蘋果多酚的作用最強是對照延滯階段時間的7倍，國光和金冠蘋果次之分別是對照延滯時間的4倍和3倍。

關鍵詞：蘋果多酚；Caco-2細胞；LDL氧化；抗氧化

近年來流行病學研究表明，食用蘋果和人類許多慢性疾病的發生呈負相關。蘋果是多酚來源的一個重要原料。不同品種的蘋果其抗氧化活性不同。

目前天然抗氧化劑的實驗篩選主要利用ESR和化學發光等技術[1]。化學評價體系具有快速、靈敏、重現性好的特點，但其主要缺點是無法模擬體內的抗氧化效果，因此現在越來越多的國內外研究者開始通過細胞體系來評價抗氧化成分對細胞的保護作用。Andrea等[2]發現在Caco-2細胞模型中有機柑橘汁相對于非有機柑橘汁表現出更強的抗氧化能力。Gunji[3]發現熱帶海藻提取物能夠提高過氧化氫處理的Caco-2的存活率。Kuo等[4]研究了黃酮類物質對于腸癌細胞的抑制增殖作用、黃酮在Caco-2細胞中的積累和跨膜運輸作用[5]、黃酮對Caco-2細胞中抗氧化蛋白的作用、黃酮結構對于抑制Caco-2細胞脂質過氧化的影響[6]。

當體內產生過多活性氧自由基時，血漿脂蛋白存在著明顯的氧化應激，LDL極易轉化為氧化低密度脂蛋白（OX-LDL），它是動脈粥樣硬化（AS）發生和發展的關鍵因素之一[7]。因此本實驗從抗氧化生物體系的角度選擇兩種不同的抗氧化評價模型，即細胞氧化損傷模型和Cu2＋離子誘導的LDL氧化修飾模型來評價蘋果多酚的抗氧化作用，為進一步研究蘋果多酚的功能提供一定依據。

1材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

1.1.1細胞來源

Caco-2細胞來自ATCC：美國菌種保藏中心。

1.1.2蘋果多酚的制備[8]

以王林、富士、國光和金冠為原料。稱取約50 g預冷的蘋果加200 mL預冷的無水乙醇，打漿后浸提30 min，抽濾，然后于40℃旋蒸儀濃縮，濃縮液凍干備用。將蘋果多酚溶于PBS（pH為7.2）中，根據細胞毒性試驗，確定用于培養Caco-2細胞的蘋果多酚終濃度為50 μg/mL。

1.1.3低密度脂蛋白

低密度脂蛋白（1.4 mg/mL）：購于中國協和醫科大學細胞中心，用時以pH 7.4的PBS稀釋至250 μg/mL。

1.1.4試劑

DMEM培養基、胎牛血清FBS：Gibco公司；胰蛋白酶、MTT：Sigma分裝；二甲基亞砜：DMSO；MDA測定試劑盒：南京建成生物工程研究所。

1.1.5儀器

XDOS-1B倒置生物顯微鏡，HH.CP-01型二氧化碳培養箱，TDL-40B臺式離心機，Multiskan MK3型自動酶標分析儀，WMV-1000微視攝像頭系統。

1.2方法

1.2.1 Caco-2細胞培養與H2O2損傷

Caco-2細胞在含青鏈霉素和10 %胎牛血清的DMEM完全培養液中，于37℃，5 %CO2培養箱中培養當細胞達到80 %融合后，用0.25 %胰蛋白酶消化，以密度為5.0×104接種于96孔板中，培養7 d后（細胞密度約為107），用H2O2進行損傷3 h。

1.2.2 MTT試驗

將完成H2O2損傷的Caco-2細胞取出，棄去細胞上清液，用PBS緩沖液清洗細胞兩次，然后每孔加入20 μL MTT溶液（5 mg/mL）和200 μL無酚紅培養基培養4 h后棄去培養液，加入150 μL DMSO震蕩20 min后于550 nm下處測定其吸光值。

1.2.3丙二醛（MDA）測定

將密度為5.0×104的細胞接種于24孔板中培養7 d后每孔用1 000 μL蘋果多酚作用24 h后，棄去細胞上清液，用PBS清洗細胞兩次，然后每孔加入10 mmol/L 的H2O2（按1∶1體積比溶于不完全培養基）1 000 μL損傷3 h，然后取細胞上清液于532 nm進行MDA含量的測定。

MDA濃度計算公式：

1.2.4 Cu2+誘導的LDL的氧化方法[9]

在試管中分別加入250 μg/mL LDL 200 μL、200 μL樣品溶液、1 400 μL的PBS混勻放入37℃的水浴中預熱10 min。隨后加入200 μL的硫酸銅溶液使其最終濃度為2.5 μmol/L引發氧化反應。其中，空白（不含Cu2+的LDL反應體系）以PBS代替樣品溶液和硫酸銅溶液，對照以PBS代替樣品溶液。反應引發后開始計時，每隔15 min于234 nm測定一次吸光值。本試驗采取延滯時間來評估樣品對LDL氧化易感性的影響。延滯時間定義為氧化曲線的最大斜率與平行于x軸的初始吸光值軸的截距所得的時間。

2結果與分析

2.1 Caco-2細胞的H2O2損傷

H2O2對細胞損傷與濃度有關，本試驗選取不同濃度的H2O2損傷細胞3 h后用MTT法測細胞活力其結果見表1。

表1 H2O2濃度對Caco-2細胞損傷的影響（n=6）Table 1 Effect of H2O2treatment on Caco-2 cells

從表1中可以看出隨著H2O2濃度的降低其對細胞損傷程度也減小，當H2O2濃度為10 mmol/L時對細胞的損傷程度比較適中，因此后面試驗選擇10 mmol/L為細胞損傷的濃度。

2.2細胞損傷丙二醛（MDA）測定

本試驗采用提前給藥方式研究蘋果多酚對細胞氧化應激損傷的保護作用。結果如圖1。

從圖1中可以看出4種蘋果多酚處理比對照組的MDA顯著降低，說明蘋果中多酚能顯著降低細胞氧化應激的損傷作用，其中富士、國光、金冠和王林處理后細胞產MDA量分別是對照的20 %、33 %、40 %和60%。因此富士蘋果多酚對細胞的保護作用最強，國光和金冠次之，王林的作用較弱。

圖1蘋果多酚對H2O2誘導的Caco-2細胞氧化損傷的影響Fig.1 Effect of apple polyphenols on H2O2-induced oxidative stress in Caco-2 cells

2.3蘋果多酚抗低密度脂蛋白氧化作用

Cu2+氧化修飾LDL是通過Fenton反應后生成的自由基作用于LDL中的PUFAS（多聚不飽和脂肪酸）PUFAS被氧化形成共軛雙烯于波長234 nm處有最大吸收峰。當體系中含有外源的抗氧化劑時，會推遲延滯階段的出現，從圖2可以看出蘋果中的酚類物質有效地推遲了LDL氧化修飾的啟動時間，說明蘋果多酚對LDL的氧化修飾具有抑制作用，此作用對防治心腦血管疾病具有尤其重要意義。

圖2蘋果多酚對Cu2+誘導的LDL氧化的影響Fig.2 Effect of apple polyphenols treatment on LDL oxidation by Cu2+

從延滯時間表2可以看出，與對照相比除了王林多酚外，富士、國光和金冠多酚均能顯著地延長LDL氧化的延滯時間，其中富士蘋果多酚的作用最強是對照延滯階段時間的7倍，國光和金冠蘋果次之分別為4倍和3倍。，

表2蘋果多酚對LDL氧化的延滯時間Table 2 Delay time of LDL oxidation by apple polyphenols

3　結論

結果表明蘋果多酚能有效清除H2O2誘導的活性氧自由基，避免Caco-2細胞損傷，并且對LDL的氧化修飾具有顯著的抑制作用，可以看出蘋果多酚能夠清除體內產生的過多的活性氧自由基，阻斷體內氧自由基的反應鏈的LDL氧化修飾作用因此可能對防治心腦血管疾病將具有重要意義。

參考文獻：

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Study on Antioxidant of Apple Polyphenols on Oxidative Stress Caco-2 Cellculture Mode and Oxidized Low Density Lipoproteins

ZHANG Gui-zhi1，JI Bao-ping2，ZHANG Di2
（1. Zhongshan Torch Polytechnic，Zhongshan 528436，Guangdong，China；2. College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agricultural University，Beijing 100083，China）

Abstract：The antioxidant and protective properties of apple polyphenols were investigated using oxidative stress Caco-2 cellculture mode and oxidized low density lipoproteins induced Cu2＋. The results showed that H2O2-induced oxidative stress was investigated using Caco-2 cells and 10 mmol/L H2O2was moderate. Apple polyphenols could protecte Caco-2 cells from oxidative stress. The MDA contents of cells were approximately 20 %，33 %，40 % and 60 % as in those of the control group for Fuji，Guoguang，Golden Delicious and Wanglin，respectively. The polyphenols of Fuji，Guoguang and Golden Deliciou apple could effectively prevent oxidation of LDL. The lag phages of LDL oxidation curves were prolonged over 7，4 and 3 times longer than that of the control group for Fuji，Guoguang and Golden Delicious，respectively.

Key words：apple polyphenols；Caco-2 cell；oxidized LDL；antioxidant

收稿日期：2014-07-18

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.01.011

作者簡介：張桂芝（1973—），女（漢），副教授，博士，研究方向：食品科學。