1、第 14 卷 第 2 期 食 品 安 全 质 量 检 测 学 报 Vol.14 No.2 2023 年 1 月 Journal of Food Safety and Quality Jan.,2023 基金项目:福建省区域发展项目(2019N3012)、福建省科技计划项目(2019N0014)Fund:Supported by the Fujian Province Regional Development Project(2019N3012),and the Science and Technology Plan Project of Fujian Province(2019N0014)*通
2、信作者:熊何健,硕士,研究员,主要研究方向为食品化学与营养。E-mail:*Corresponding author:XIONG He-Jian,Master,Professor,College of Ocean Food and Biological Engineering,Jimei University,Xiamen 361021,China.E-mail: 西番莲果皮花色苷对 H2O2诱导 L02 细胞 氧化损伤的抑制作用 张佳辰,丁 蕾,何传波,魏好程,熊何健*(集美大学海洋食品与生物工程学院,厦门 361021)摘摘 要要:目的目的 探究西番莲果皮花色苷(peel of passi
3、on fruits anthocyanins,PPFA)对 H2O2诱导人正常肝细胞L02 氧化损伤的抑制作用。方法方法 采用噻唑蓝3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide,MTT法建立 H2O2诱导 L02 细胞氧化损伤的模型,通过测定细胞丙二醛(malondialdehyde,MDA)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione perox
4、idase,GSH-Px)指标,观察 PPFA 对细胞氧化损伤的抑制作用,结合非靶向代谢组学显著差异代谢物分析,探讨其抗氧化机制。结果结果 PPFA 体外清除 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)值为34.62 g/mL,有一定的羟自由基、超氧阴离子自由基清除能力。细胞实验表明,PPFA 能够显著提高 H2O2损伤的L02 细胞总抗氧化力(P0.05),并显著降低损伤细胞中 MDA 生成量和 LDH 的释放量(P0.05);
5、与损伤组相比,PPFA 各剂量组 SOD 活性均显著升高(P0.05),中剂量组 CAT 与低剂量组 GSH-Px 的活性显著升高且达空白组水平(P0.05)。代谢组学分析表明,与损伤组相比,PPFA 处理后细胞存在 23 种显著差异代谢物,涉及到谷胱甘肽代谢、胆汁分泌、铁死亡和脂肪酸生物合成途径。结论结论 PPFA 对 H2O2诱导 L02 细胞的氧化损伤有抑制作用,表现出显著的细胞抗氧化活性。关键词关键词:西番莲果皮;花色苷;L02 细胞;抗氧化活性;非靶向代谢组学 Inhibition effect of peel of passion fruits anthocyanins on H2
6、O2-induced oxidative damage in L02 cells ZHANG Jia-Chen,DING Lei,HE Chuan-Bo,WEI Hao-Cheng,XIONG He-Jian*(College of Ocean Food and Biological Engineering,Jimei University,Xiamen 361021,China)ABSTRACT:Objective To investigate the inhibitory effect of peel of passion fruits anthocyanins(PPFA)on H2O2-
7、induced oxidative damage in human normal liver cells L02.Methods A model of H2O2-induced oxidative damage in L02 cells was established by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT)method,and the inhibitory effect of PPFA on cellular oxidative damage was observed by measuring c
8、ellular malondialdehyde(MDA),lactate dehydrogenase(LDH),superoxide dismutase(SOD),catalase(CAT)and DOI:10.19812/ki.jfsq11-5956/ts.2023.02.031第 2 期 张佳辰,等:西番莲果皮花色苷对 H2O2诱导 L02 细胞氧化损伤的抑制作用 199 glutathione peroxidase(GSH-Px)indexes,combined with non-targeted metabolomics significantly different metaboli
9、te analysis to explore its antioxidant mechanism.Results The half maximal inhibitory concentration(IC50)value of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)radical scavenging by PPFA in vitro was 34.62 g/mL,and it had certain scavenging ability hydroxyl radicals and superoxide anion radicals.Cellular experi
10、ments showed that PPFA could significantly increase the total antioxidant power of H2O2-induced L02 cells(P0.05),and significantly decrease the MDA production and LDH release in the damaged cells(P0.05);compared with the damaged group,the SOD activity of PPFA was significantly increased in all dose
11、groups(P0.05),and the activity of CAT in the middle dose group and GSH-Px in the low dose group were significantly increased and reached the normal level(P0.05).Metabolomic analysis showed that there were 23 kinds of significantly different metabolites in PPFA-treated cells compared with the damaged
12、 group,involving glutathione metabolism,bile secretion,ferroptosis and fatty acid biosynthesis pathways.Conclusion PPFA can inhibit the H2O2-induced oxidative damage in L02 cells,showing significant cellular antioxidant activity.KEY WORDS:peel of passion fruits;anthocyanins;L02 cell;antioxidant acti
13、vity;non-targeted metabolomics 0 引 言 西番莲(Passiflora edulis Sims),俗称百香果,是西番莲科植物中被种植和食用最广泛的物种之一,西番莲原产于南美洲,在热带和亚热带地区有广泛种植1,具有非常高的经济利用价值。西番莲果实呈椭圆形,成熟时花青素色素所在的果皮呈紫色。西番莲大多用于生产果汁,会产生大量的果皮副产物2,其果皮占果实总重量的 50%左右,且富含花色苷、多糖和膳食纤维等营养物质3,因此果皮具有很高的利用和研究价值。花色苷是一类广泛分布在果蔬中的水溶性色素,属于黄酮类化合物,具有抗氧化、抗肿瘤、抑菌、调节肠道菌群等多种营养活性4。多项
14、研究表明,西番莲果皮是优良的天然花色苷来源物56。利用果皮提取花色苷不仅可以提高西番莲的综合利用率,解决工业废弃物问题,缓解环保压力,还可以得到高附加值的花色苷产品,提高经济效益。近年来,西番莲果皮花色苷越来越受到人们的关注,但对其大多停留在提取纯化和清除自由基能力的考查78,对其细胞抗氧化活性涉及较少。活性氧(reactive oxygen species,ROS)是在氧化应激环境下机体内具有氧化活性的细胞内含氧化合物,ROS 可以维持机体组织细胞的生理平衡,但机体内如果存在过量的 ROS 会破坏其氧化还原稳态,导致机体细胞的过氧化损伤9。抗氧化剂可以抵消导致多种人类疾病的氧化应激,消除 R
15、OS1012。因此,寻找有效的抗氧化剂对相关氧化应激疾病的防治有重要意义。花色苷作为抗氧化剂对细胞氧化损伤的抑制作用一直是花色苷类物质研究的热点。杨兆艳等13研究了蓝莓花色苷对 H2O2诱导 A549 细胞氧化损伤的保护作用,其作用机制可能与抑制细胞凋亡通路相关蛋白的表达,提高胞内抗氧化酶活性,清除胞内过量 ROS 有关。姚凤丽等14研究了酵解黑莓花色苷对人脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)细胞氧化损伤的保护作用,表明酵解黑莓花色苷可以抑制 ROS 积累,保护细胞膜完整性,抑制脂质过氧化,并提高细胞内抗氧化酶活力。目前
16、,关于西番莲果皮花色苷对 H2O2诱导的 L02细胞作用后,细胞内各类氧化指标的评价还未见报道,而且针对花色苷抑制细胞氧化损伤的功能活性研究很少结合代谢组学。代谢组学位于转录组学和蛋白质组学的下游15,可实现对一个有机体或生物系统中所有代谢产物的全面(定性和定量)分析,进而了解相关代谢途径的变化16。通过代谢组学对细胞显著差异代谢物分析可以探讨抗氧化活性物质影响细胞生长的代谢途径,研究其抗氧化机制。其中,基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法(ultra performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-Q-TOF-MS)的非靶向代谢组学方法已成为代谢产物分离和鉴定的重要技术17。综上,本研究通过建立 H2O2诱导 L02 细胞损伤模型,以细胞存活率及抗氧化能力为指标,结合非靶向代谢组学探究西番莲果皮花色苷(peel of passion fruits anthocyanins,PPFA)对 L02 细胞氧化损伤的抑制作用,为西番莲果皮花色苷的有效利用提供理论基础。1