Fordelaktig/ugunstig effekt av quercetin på membranene i SK-N-SH neuroblastomceller del 1
Apr 29, 2022
Klikk påoscar.xiao@wecistanche.comhvis du vil ha mer informasjon
Abstrakt:Quercetin er en polyfenolic sammensatte, hvis effekter øker forskernes tvil. Resultatene av mange eksperimenter viser at den har anti-kreft, antiinflammatoriske og antioksidantegenskaper, mens andre studier indikerer dens prooksidative og cytotoksiske virkning. Denne forbindelsen kan reagere med reaktive oksygenarter, og på grunn av sine kjemiske egenskaper finnes den i det hydrofobe-hydrofile celleområdet. Disse egenskapene til quercetin indikerer at dens handling i celler vil være forbundet med modifikasjon av membraner og dens deltakelse i å opprettholde redoksbalansen. Derfor skiller denne studien disse to mekanismene og bestemmer om de er viktige for cellefunksjonen. Vi kontrollerer:(1)Om de valgte konsentrasjonene av quercetin er cytotoksiske og destruktive for SK-N-SH cellemembraner (MTT-, LDH-, MDA-tester) i situasjoner med og uten anvendt oksidativt stress; (2) hva er nivået av endringer i de strukturelle / mekaniske egenskapene til lipiddelen av membranene til disse cellene på grunn av tilstedeværelsen av polyfenolmolekyler; og (3) om den antioksidative virkningen av quercetin beskytter membranen mot modifikasjonen. Våre resultater viser at endringer i stivhet/elastisitet i lipiddelen av membranen utgjør den avgjørende virkningsmekanismen for quercetin, som potensielt påvirker cellulære prosesser hvis innledende stadier er forbundet med membraner (f.eks. mottak av signaler fra miljøet, transport).
Søkeord:quercetin; nevroblastomceller; cellemembran; Langmuir monolayer;oksidativt stress
1. Introduksjon
Quercetin (3,3',4',5,7-pentahydroxy flavone) er en bioaktiv polyfenol som forekommer i planter [1-3] og er den mest tallrike flavonoiden i det menneskelige kostholdet [4].
Den viser et bredt spekter av egenskaper – blant antiinflammatoriske [5] og immunmodulerende [6]. Litteraturdata indikerer at det kan være en potensiell anticancer faktor [7,8]. Det skylder sin handling til evnen til å modifisere løpet av intracellulære signalveier[9,10] og til antioksidantegenskaper som blant annet har blitt demonstrert på PC12-celler [11,12] og humane nevronale SH-SY5Y-celler [13].
Denne forbindelsen er et antiproliferativt middel som induserer programmert celledød i en rekke tumorlinjer, for eksempel i HL-60- og NB-4-celler fra akutt myelogen leukemi [14,15] og K-562-kronisk myelogen leukemi [16]. Det ble også vist at quercetin hemmer forplantningen av ulike typer kreft, som i lunge, lever, bryst og kolon [17-20]. Vijayababu et al.[21]fant at det induserer apoptose av prostatiske karsinomceller (PC-3), samt hemmer invasjon, migrasjon og signalmolekyler involvert i celleoverlevelse og spredning av denne typen celle [22].
Virkningen av quercetin er imidlertid ikke klart. Det finnes også data som indikerer høy cytotoksisitet av denne forbindelsen [23-25]. Forskning viser at quercetin, avhengig av konsentrasjonen, plasseringen i cellen og kilden til frie radikaler, kan vise en pro-oksidativ effekt. Høye doser genererte oksidativt stress hos humane lymfocytter [26].
Slike dualistiske virkninger av quercetin kan være relatert til det faktum at det som antioksidant kan bli et oksidasjonsprodukt. Resultatet av denne reaksjonen er dannelsen av ensemikinonradikale som oksiderer til quercetin quinone [2]. Denne forbindelsen kan reagere med at tiolgrupper blir giftige for celler [26].
En annen mulighet for gunstig / ugunstig virkning på celler er effekten av denne forbindelsen på membraner. På grunn av den kjemiske naturen, og tilstedeværelsen av aromatiske ringer i molekylet, kan den finne seg i hydrofobe cellerom, og dermed endre sine fysisk-kjemiske egenskaper [27,28]. Mekaniske og strukturelle egenskaper til lipiddelen av membraner er svært viktige for løpet av alle prosesser relatert til membraner, det vil si transport, signalering og stimuliledning. Disse prosessene utføres hovedsakelig av proteiner forankret i membraner.polyfenoler fordelerEndringer i membranens stivhet eller fleksibilitet kan blokkere muligheten for å vedta riktig konformasjon av individuelle proteindomener, noe som følgelig kan forstyrre eller hemme prosessen utført av et gitt protein. Det er derfor sannsynlig at endring av membransammensetningen ved å introdusere selv en liten mengde quercetin mellom lipidmolekyler kan endre mobiliteten betydelig.
Cistanche kan forbedre immuniteten
I lys av eksisterende litteratur tvetydighet om effekten av quercetin på celler, evaluerer denne forskningen anti- eller prooksidativ virkning av quercetin og kontrollerer påvirkningen av denne forbindelsen på funksjonen av cellemembraner, inkludert bestemmelse av strukturell modifikasjon av lipiddelen av disse membranene.saltvanns cistancheDette målet ble oppnådd ved å undersøke effekten av forskjellige konsentrasjoner av quercetin på overlevelsen av SK-N-SH-celler og skadenivået på membranene. Den potensielle antioksidantaktiviteten til denne forbindelsen ble sjekket ved å initiere oksidativt stress til celler etter tidligere inkubasjon med quercetin.standardisert cistancheHandlingen på membrannivå ble testet i modellsystemer som gir entydig informasjon om:(1)Den strukturelle modifikasjonen av lipiden entretter av sammensetning som reflekterer cellemembranen (SK-N-SH) forårsaket av tilstedeværelsen av ulike mengder quercetin, og (2) de beskyttende evnene til den testede flavonoiden mot peroksidasjon av umettede fettsyrer i lipidene som bygger cellemembranen (SK-N-SH).
2. Resultater
2.1.Natioe cellemembraner
Effekten av quercetin på humane SK-N-SH-celler ble undersøkt ved hjelp av MTT-analysen, som bestemmer mitokondrieaktiviteten.
SK-N-SH ble eksponert i 24 timer for ulike konsentrasjoner av quercetin (3,1, 6,25, 12,5, 25,50, 100 og 200 uM). Cellebehandling med lavere konsentrasjoner av quercetin viste ingen signifikant effekt. Tilsetningen av quercetin i en konsentrasjon på 200 uM førte derimot til en liten økning i antall levedyktige celler (11 % sammenlignet med kontroll)(Figur la).
Studien undersøkte også effekten av varierende konsentrasjoner av hydrogenperoksid (1-5 mM) på cellene etter 3 timers kontakt. Det ble observert at den laveste testede konsentrasjonen forårsaket en liten reduksjon i celle levedyktighet (med ca. 10% sammenlignet med kontrollen), mens høyere konsentrasjoner var giftige for SK-N-SH-celler. I nærvær av H2O2- og 5 mM-konsentrasjoner i kulturmediet ble det registrert en signifikant (ca. 54 %) reduksjon i celle levedyktighet sammenlignet med celler som ikke ble behandlet med H2O2 (figur 1b).
For å bestemme den beskyttende effekten av quercetin mot H2O, toksisitet, ble celler behandlet med ulike konsentrasjoner av quercetin i 24 timer etterfulgt av 3 timers kontakt av prøven med hydrogenperoksid på 3 og 5 mM. Det ble observert at quercetin på 3,1-50 uM-konsentrasjoner forårsaket en liten,hvor kan jeg kjøpe cistancheomtrent9%, økning i antall levedyktige celler, sammenlignet med celler behandlet med H, O, alene. For SK-N-SH-celler som preincubated i et medium som inneholder høyere quercetinkonsentrasjoner (100 og 200 uM) og deretter kontaktet med H2O2, økte celle levedyktigheten med ca. 18 og 33% (figur 1c).
Neste trinn i arbeidet var å sjekke i hvilken grad quercetin og H, O, påvirker membranene til de testede cellene. Til dette formål ble laktat dehydrogenase (LDH) testen brukt til å vurdere nivået av cellemembranskade, og malondialdehyd (MDA)-nivået ble målt for å evaluere graden av lipidperoksidasjon. SK-N-SH-cellene ble behandlet i 24 timer med utvalgte konsentrasjoner av quercetin (6,25;25;100;200 μM), og deretter ble hydrogenperoksid (3-5 mM) tilsatt i ytterligere 3 timer.
Figur 1. Celle levedyktigheten ble bestemt av MTT-analysen. SK-N-SH-celler ble eksponert i 24 timer for ulike konsentrasjoner av quercetin (3,1-200 uM). Prosentandelen av celle levedyktighet ble referert til ubehandlede kontrollceller (a); celler kontaktet i 3 timer med ulike konsentrasjoner av H2O2 (mM) (b), SK-N-SH celler preincubated i 24 timer med forskjellige konsentrasjoner av quercetin og deretter kontaktet i 3 timer med H, O2. Prosentandelen av celle levedyktighet var relatert til celler som bare ble behandlet med H, O2 (c). Verdier representerer gjennomsnittet ± SD på tre til seks uavhengige eksperimenter. Ulike bokstaver indikerer signifikante forskjeller (p ≤0,05).
Som vist i tabell 1 forårsaket ikke tilstedeværelsen av quercetin i mediet som ble brukt til 24 timers behandling av SK-N-SH-celler noen signifikant endring i LDH-frigjøring.
Forbehandling med en quercetinkonsentrasjon på 6,25 uM påvirket ikke MDA-innhold, mens de høyere dosene quercetin (25; 100 og 200 μM) induserte en økning i lipidperoksidasjon med ca. 12 % (figur 2a).
Behandling av cellene med både quercetin og hydrogenperoksid påvirket ikke LDH-utslipp i forhold til celler behandlet med hydrogenperoksid alene (figur 2b).
Figur 2. Effekten av quercetin på SK-N-SH-celler eksponert for H2O ble målt ved graden av lipidperoksidasjon (konsentrasjon av MDA)(a) og LDH-frigjøring (b). Cellene ble forbehandlet i 24 timer med utvalgte quercetinkonsentrasjoner (6,25; 25;100; 200 uM), etterfulgt av3 timers kontakt med H2O2 (3-5 mM).Anti aldring cistancheProsentandelen av LDH-lekkasje ble referert til verdier oppnådd for celler behandlet med H2O, bare (b). Verdier representerer middelverdien± av tre til seks uavhengige eksperimenter. Ulike bokstaver indikerer signifikante forskjeller (p ≤0,05).
2.2. Modellmembraner
2.2.1.Påvirkning av quercetin på membranens mekaniske egenskaper
For å teste effekten av quercetin på membranene i nevroblastomceller ble lipidmonolaster (av en sammensetning som reflekterer lipiddelen av membranene i SK-N-SH-cellelinjen) dannet. Monolayers ble laget på ren buffer pH 7.4 (kontroll) og på en buffer som inneholder quercetin i konsentrasjoner på 6,25, 12,5,25 og 50 μM. For slike monolayers ble avhengigheten av overflatetrykk (元) på området per enkelt molekyl i monolayeren (A) målt (figur 3).
Forløpet av (π-A) isotermer oppnådd for lipidblandingen som etterligner sammensetningen som er karakteristisk for nevroblastommembranen, er preget av et monotont kurs, uten merkbare faseoverganger. Tilstedeværelsen av quercetin endrer tydelig dette forholdet, noe som forårsaker et skifte i kurvene mot høyere A-verdier. Denne tendensen er direkte proporsjonal med konsentrasjonen av quercetin i bufferløsningen. Avhengigheten av den statiske Cs-Icompression-modulen på rt ble beregnet basert på isotermene (innsatt i figur 3).
Basert på de oppnådde isotermene ble verdiene av fysisk-kjemiske parametere som karakteriserte de testede monolayerne bestemt (tabell2).
Figur 3. Overflatetrykk isotermer og tilsvarende komprimerbarhet modulus (innsettende) av lipidmodellen av nevroblastomlag spredt på underfasen inneholdt de angitte konsentrasjonene av quercetin oppløst i buffer.
Tabell 2. Overflateparametere for monolayers (Alim-det begrensende området per ett molekyl; πcoll-kollapstrykk; Cs-1-maksimale verdier av kompresjonsmodulus) ble beregnet for monolayers av modellen av nevroblastommembran. Data representerer gjennomsnittet fra tre eksperimenter ±SD. Ulike bokstaver indikerer signifikante forskjeller (p ≤0,05).
Med økende quercetinmengde økte Alim (minimalt område per molekyl i det tettpakkede laget) proporsjonalt med konsentrasjonen. For det høyeste nivået av quercetin var denne økningen så stor som 17,5% sammenlignet med kontrollen. De resterende parametrene, dvs., πcoll og Cs-I(overflatetrykk ved kollapspunktet til laget og statisk kompresjonsmodulus) var mindre følsomme for quercetininnholdet i delfasen. Endringene i Scroll varierte fra 3-5%, og for Cs- fra 0,2 til 8,8% sammenlignet med kontrollen.
Denne artikkelen er hentet fra Molecules 2021, 26, 4945. https://doi.org/10.3390/molecules26164945 https://www.mdpi.com/journal/molecules
