Fordelagtig/ugunstig virkning af quercetin på membranerne i SK-N-SH neuroblastomceller Del 1
Apr 29, 2022
Klik venligst påoscar.xiao@wecistanche.comfor yderligere oplysninger
Abstrakt:Quercetin er en polyfenolforbindelse, hvis virkninger rejser forskernes tvivl. Resultaterne af mange eksperimenter viser, at det har anti-cancer, antiinflammatoriske og antioxidante egenskaber, mens andre undersøgelser indikerer dets pro-oxidative og cytotoksiske virkning. Denne forbindelse kan reagere med reaktive iltarter, og på grund af dets kemiske egenskaber kan den findes i det hydrofobe-hydrofile område af celler. Disse egenskaber ved quercetin indikerer, at dets virkning i celler vil være forbundet med modifikationen af membraner og dets deltagelse i opretholdelsen af redoxbalancen. Derfor skelner denne undersøgelse mellem disse to mekanismer og bestemmer, om de er vigtige for cellefunktionen. Vi kontrollerer:(1)Om de udvalgte koncentrationer af quercetin er cytotoksiske og destruktive for SK-N-SH-cellemembraner (MTT-, LDH-, MDA-test) i situationer med og uden påført oxidativ stress; 2) hvad er niveauet for ændringer i de strukturelle/mekaniske egenskaber af lipiddelen af membranerne i disse celler som følge af tilstedeværelsen af polyphenolmolekyler og (3) om quercetins antioxidative virkning beskytter membranen mod dens modifikation. Vores resultater viser, at ændringer i stivheden/elasticiteten af lipiddelen af membranen udgør den afgørende virkningsmekanisme for quercetin, hvilket potentielt påvirker cellulære processer, hvis indledende faser er forbundet med membraner (f.eks. Modtagelse af signaler fra miljøet, transport).
Søgeord:quercetin; neuroblastomceller; cellemembran; Langmuir monolag;oxidativ stress
1. Indledning
Quercetin (3,3',4',5,7-pentahydroxyflavon) er en bioaktiv polyphenol, der forekommer i planter [1-3] og er den mest rigelige flavonoid i den menneskelige kost [4].
Det udviser en bred vifte af egenskaber - blandt antiinflammatoriske [5] og immunmodulerende [6]. Litteraturdata indikerer, at det kan være en potentiel anticancerfaktor [7,8]. Det skylder sin virkning til evnen til at ændre forløbet af intracellulære signalveje[9,10] og til antioxidantegenskaber, der er blevet påvist blandt andet på PC12-celler [11,12] og humane neuronale SH-SY5Y-celler [13].
Denne forbindelse er et antiproliferativt middel, der inducerer programmeret celledød i en række tumorlinjer, for eksempel i HL-60- og NB-4-celler fra akut myeloid leukæmi [14,15] og K-562-kronisk myeloid leukæmi [16]. Det blev også vist, at quercetin hæmmer udbredelsen af forskellige former for kræftformer, såsom i lungen, leveren, brystet og tyktarmen [17-20]. Vijayababu et al.[21] fandt ud af, at det inducerer apoptose af prostatakarcinomceller (PC-3) samt hæmmer invasion, migration og signalmolekyler involveret i celleoverlevelse og proliferation af denne type celle [22].
Virkningen af quercetin er imidlertid ikke klar. Der er også data, der indikerer høj cytotoksicitet af denne forbindelse [23-25]. Forskning viser, at quercetin, afhængigt af koncentrationen, placeringen i cellen og kilden til frie radikaler, kan vise en prooxidativ virkning. Høje doser genererede oxidativ stress i humane lymfocytter [26].
En sådan dualistisk virkning af quercetin kan være relateret til det faktum, at det som en antioxidant kan blive et oxidationsprodukt. Resultatet af denne reaktion er dannelsen af ensemiquinonradikal, der oxiderer til quercetinquinon [2]. Denne forbindelse kan reagere med thiolgrupper, der bliver giftige for celler [26].
En anden mulighed for gavnlig/ugunstig virkning på celler er virkningen af denne forbindelse på membraner. På grund af den kemiske natur og tilstedeværelsen af aromatiske ringe i molekylet kan det lokalisere sig i hydrofobe cellerum og dermed ændre dets fysisk-kemiske egenskaber [27,28]. Mekaniske og strukturelle egenskaber af lipiddelen af membraner er meget vigtige for forløbet af alle processer relateret til membraner, dvs. transport, signalering og stimuliledning. Disse processer udføres hovedsageligt af proteiner forankret i membraner.polyfenoler fordeleÆndringer i membranens stivhed eller fleksibilitet kan blokere muligheden for at vedtage en passende konformation af individuelle proteindomæner, hvilket følgelig kan forstyrre eller hæmme den proces, der udføres af et givet protein. Det er derfor sandsynligt, at ændring af membransammensætningen ved at indføre selv en lille mængde quercetin mellem lipidmolekyler kan ændre deres mobilitet betydeligt.
Cistanche kan forbedre immuniteten
I lyset af eksisterende litteratur tvetydighed med hensyn til virkningerne af quercetin på celler, evaluerer denne forskning den anti- eller prooxidative virkning af quercetin og kontrollerer indflydelsen af denne forbindelse på cellemembranernes funktion, herunder bestemmelsen af den strukturelle modifikation af lipiddelen af disse membraner.saltvand cistancheDette mål blev opnået ved at undersøge effekten af forskellige koncentrationer af quercetin på overlevelsen af SK-N-SH-celler og niveauet af skade på deres membraner. Den potentielle antioxidantaktivitet af denne forbindelse blev kontrolleret ved at initiere oxidativ stress på celler efter forudgående inkubation med quercetin.standardiseret cistancheVirkningen på membranniveau blev testet i modelsystemer, der gav entydig information om: (1) Den strukturelle ændring af lipidmonolaget af sammensætning, der afspejler cellemembranen (SK-N-SH) forårsaget af tilstedeværelsen af forskellige mængder quercetin, og (2) de beskyttende evner af det testede flavonoid mod peroxidering af umættede fedtsyrer i lipiderne, der bygger cellemembranen (SK-N-SH).
2. Resultater
2.1.Natioe cellemembraner
Virkningen af quercetin på humane SK-N-SH-celler blev undersøgt ved anvendelse af MTT-assayet, som bestemmer mitokondrieaktivitet.
SK-N-SH blev eksponeret i 24 timer for forskellige koncentrationer af quercetin (3,1, 6,25, 12,5, 25,50, 100 og 200 uM). Cellebehandling med lavere koncentrationer af quercetin viste ingen signifikant effekt. I modsætning hertil forårsagede tilsætningen af quercetin i en koncentration på 200 uM en lille stigning i antallet af levedygtige celler (11% sammenlignet med kontrol) (figur la).
Undersøgelsen undersøgte også effekten af varierende koncentrationer af hydrogenperoxid (1-5 mM) på cellerne efter 3 timers kontakt. Det blev observeret, at den laveste testede koncentration forårsagede et lille fald i cellernes levedygtighed (med ca. 10% sammenlignet med kontrollen), mens højere koncentrationer var giftige for SK-N-SH-celler. I nærvær af H2O2 ved3 og 5 mM koncentrationer i dyrkningsmediet blev der konstateret et signifikant (på ca. 54 %) fald i cellernes levedygtighed sammenlignet med celler, der ikke var behandlet med H2O2 (figur 1b).
For at bestemme den beskyttende virkning af quercetin mod H2O, toksicitet, blev celler behandlet med forskellige koncentrationer af quercetin i 24 timer efterfulgt af 3 timers kontakt af prøven med hydrogenperoxid på 3 og 5 mM. Det blev observeret, at quercetin med 3,1-50 uM-koncentrationer forårsagede en lille,hvor kan jeg købe cistancheca. 9%, stigning i antallet af levedygtige celler sammenlignet med celler behandlet med H, O alene. For SK-N-SH-celler, der præinkuberet i et medium indeholdende højere quercetinkoncentrationer (100 og 200 uM) og derefter kontaktet med H2O2, steg cellelevedygtigheden derimod med ca. 18 og 33 % (figur 1c).
Den næste fase af arbejdet var at kontrollere, i hvilket omfang quercetin og H, O, påvirker membranerne i de testede celler. Til dette formål blev laktatdehydrogenase (LDH) -testen anvendt til at vurdere niveauet af cellemembranskader, og malondialdehyd (MDA) -niveauet blev målt for at evaluere graden af lipidperoxidation. SK-N-SH-cellerne blev behandlet i 24 timer med udvalgte koncentrationer af quercetin (6,25;25;100;200 μM), og derefter blev hydrogenperoxidet (3-5 mM) tilsat i yderligere 3 timer.
Figur 1. Cellens levedygtighed blev bestemt ved MTT-assay. SK-N-SH-celler blev eksponeret i 24 timer for forskellige koncentrationer af quercetin (3,1-200 uM). Procentdelen af cellelevedygtighed blev henvist til de ubehandlede kontrolceller (a); celler kontaktet i 3 timer med forskellige koncentrationer af H2O2 (mM) (b), SK-N-SH-celler præinkueret i 24 timer med forskellige koncentrationer af quercetin og derefter kontaktet i 3 timer med H, O2. Procentdelen af cellelevedygtighed var relateret til celler, der kun blev behandlet med H,O2 (c). Værdier repræsenterer gennemsnittet ± SD for tre til seks uafhængige eksperimenter. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle (p ≤0,05).
Som vist i tabel 1 forårsagede tilstedeværelsen af quercetin i det medium, der blev anvendt til 24 timers behandling af SK-N-SH-celler, ingen signifikant ændring i LDH-frigivelsen.
Forbehandling med en quercetinkoncentration på 6,25 uM påvirkede ikke MDA-indholdet, mens de højere doser quercetin (25; 100 og 200 μM)inducerede en stigning i lipidperoxidation med ca. 12% (figur 2a).
Behandling af cellerne med både quercetin og hydrogenperoxid påvirkede ikke LDH-frigivelsen sammenlignet med celler behandlet med hydrogenperoxid alene (figur 2b).
Figur 2. Effekten af quercetin på SK-N-SH-celler eksponeret for H2O blev målt ved graden af lipidperoxidation (koncentration af MDA)(a) og LDH-frigivelse (b). Cellerne blev forbehandlet i 24 timer med udvalgte quercetinkoncentrationer (6,25; 25;100; 200 uM) efterfulgt af3 timers kontakt med H2O2(3-5 mM).Anti aging cistancheProcentdelen af LDH-lækage blev henvist til værdier opnået for celler, der kun blev behandlet med H2O( b). Værdier repræsenterer middelværdien± af tre til seks uafhængige eksperimenter. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle (p ≤0,05).
2.2. Modelmembraner
2.2.1.Quercetins indflydelse på membranernes mekaniske egenskaber
For at teste virkningen af quercetin på membranerne i neuroblastomceller blev lipidmono-lavere (af en sammensætning, der afspejler lipiddelen af membranerne i SK-N-SH-cellelinjen) dannet. Monolag blev fremstillet på ren buffer pH 7,4 (kontrol) og på en buffer indeholdende quercetin i koncentrationer på 6,25, 12,5,25 og 50 μM. For sådanne monolag blev overfladetrykkets afhængigheder (元) af arealet pr. Enkeltmolekyle i monolaget (A) målt (figur 3).
Forløbet af (π-A) isotermer opnået for lipidblandingen, der efterligner sammensætning, der er karakteristisk for neuroblastommembranen, er kendetegnet ved et monotonisk forløb uden mærkbare faseovergange. Tilstedeværelsen af quercetin ændrer klart dette forhold, hvilket forårsager et skift i kurverne mod højere A-værdier. Denne tendens er direkte proportional med koncentrationen af quercetin i bufferopløsningen. Afhængigheden af det statiske Cs-Ikompressionsmodul på rt blev beregnet ud fra isotermerne (inset i figur 3).
Baseret på de opnåede isotermer blev værdierne af fysisk-kemiske parametre, der karakteriserer de testede monolag, bestemt (tabel 2).
Figur 3. Overfladetrykisotermer og tilsvarende kompressibilitetsmodul (indsat) af lipidmodellen af neuroblastomlag spredt på underfasen indeholdt de angivne koncentrationer af quercetin opløst i buffer.
Tabel 2. Overfladeparametre for monolag (Alim-det begrænsende område pr. Et molekyle; πcoll-kollapstryk; Cs-1-maksimale værdier af kompressionsmodul) blev beregnet for monolag af modellen af neuroblastommembran. Data repræsenterer gennemsnittet fra tre eksperimenter ±SD. Forskellige bogstaver angiver signifikante forskelle (p ≤0,05).
Med stigende quercetinmængde steg Alim (minimalt areal pr. molekyle i det tætpakkede lag) proportionalt med dets koncentration. For det højeste niveau af quercetin var denne stigning så stor som 17,5% sammenlignet med kontrollen. De resterende parametre, dvs. πcoll og Cs-I (overfladetryk ved lagets sammenbrudspunkt og statiske kompressionsmodul) var mindre følsomme over for quercetinindholdet i underfasen. Ændringerne i Scroll varierede fra 3-5% og for Cs- fra 0,2 til 8,8% sammenlignet med kontrollen.
Denne artikel er ekstraheret fra Molekyler 2021, 26, 4945. https://doi.org/10.3390/molecules26164945 https://www.mdpi.com/journal/molecules
