6 种5,7-二羟基黄酮对巨噬细胞M1极化的影响
6 种5,7-二羟基黄酮对巨噬细胞M1极化的影响6 种5,7-二羟基黄酮对巨噬细胞M1极化的影响郑梦菲，刘 健，屈 玮*（合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽 合肥 230009）摘 要：目的：探究木犀草素、槲皮素、杨梅素、芹菜素、山柰酚及白杨素这6 种黄酮对RAW264.7巨噬细胞极化的抑制活性及构效关系。方法：选择100 ng/mL脂多糖刺激RAW264.7巨噬细胞建立炎症模型；利用噻唑蓝法检测细胞增殖活性；流式细胞术检测细胞表面蛋白CD274和CD38表达；Western blot检测炎性信号通路中相关蛋白的表达；定量聚合酶链式反应检测M1型巨噬细胞标记基因水平。结果：6 种黄酮在20 μmol/L下均不影响细胞正常生长；6 种黄酮对巨噬细胞CD274和CD38表达均有抑制作用，其中木犀草素、芹菜素和白杨素的抑制作用强于槲皮素、杨梅素和山柰酚；木犀草素对核因子κB信号通路激活的抑制活性强于芹菜素和槲皮素，而杨梅素、山柰酚和白杨素没有明显抑制效果；木犀草素、芹菜素和白杨素抑制iNOS mRNA表达的活性强于其他3 种化合物，木犀草素、槲皮素和芹菜素抑制IL-1β及MCP1 mRNA表达的活性强于其他3 种化合物。结论：C环上3 位的羟基取代不利于黄酮类化合物抑制巨噬细胞M1极化的活性，而B环上3’、4’位羟基取代有利于增强其活性。关键词：黄酮类化合物；巨噬细胞；极化；炎性；构效关系巨噬细胞是机体最重要的免疫细胞之一，在炎症反应中发挥着重要作用，而炎症又与代谢性疾病的发生与发展息息相关。在不同的微环境影响下，巨噬细胞可以极化为不同的亚型，发挥不同的作用。在体外培养条件下，不同的刺激方式也可以诱导巨噬细胞向不同方向极化。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）可以诱导巨噬细胞转化为经典活化型巨噬细胞，也称作M1型巨噬细胞。LPS通过与细胞膜表面Toll样受体4结合，进而激活炎症信号通路，促进细胞高表达表面抗原分化簇（cluster of differentiation，CD）274、CD38、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS），并且分泌多种促炎性因子，如白介素1β（interleukin-1β，IL-1β）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemotactic protein 1，MCP1）等。黄酮类化合物泛指由2 个苯环（A环与B环）通过中间三碳原子相连而成的一系列化合物（图1），水果、蔬菜以及茶、红酒等植物来源的饮品是人体摄取黄酮类化合物的主要食物来源。黄酮类化合物根据其结构不同可分类为黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮类、异黄酮类等亚型。有研究报道，目前发现数目最多且最常见的天然黄酮主要是黄酮类和黄酮醇类，木犀草素、芹菜素、白杨素和槲皮素、杨梅素、山柰酚是食物中最常见的黄酮类和黄酮醇类化合物。另一方面，这6 种黄酮类化合物还都具有5,7-二羟基黄酮的结构特征，如图1所示，它们的结构差异仅在于C环3位有无羟基取代和B环上的羟基取代数目不同。http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/b431a9a06e6aaf847a7c03fec02f9c89.jpg&p=736x392&q=30 图 1 6 种黄酮的结构Fig. 1 Chemical structures of six flavonoids
已有研究发现，这6 种黄酮化合物具有显著的抗炎活性。木犀草素可以抑制LPS诱导的巨噬细胞系RAW264.7向M1型巨噬细胞极化，并下调促炎性因子TNF-α和MCP1 mRNA的表达。槲皮素能够通过活化AMPKα1/SIRT1信号通路来抑制巨噬细胞向M1型极化并降低促炎性因子IL-1β、MCP1 mRNA的表达。此外，芹菜素、白杨素和杨梅素也被发现具有抗炎作用。但是，芹菜素、白杨素、杨梅素和山柰酚对巨噬细胞M1极化的影响尚不明确，且上述6 种黄酮对巨噬细胞M1极化影响的活性也不清楚。本研究以LPS刺激RAW264.7细胞建立炎症模型，考察木犀草素、芹菜素、白杨素、槲皮素、杨梅素及山柰酚这6 种最为常见的食物源黄酮抑制巨噬细胞向M1极化的活性强弱，并探究其抗炎活性与结构特征的关系，为黄酮化合物抗炎的构效关系研究提供一定参考。1 材料与方法1.1 材料与试剂小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7 中国医学科学院基础医学研究所细胞中心。木犀草素（纯度≥98%，生产批号Lot.RQ3018R205） 上海华壹生物科技有限公司；芹菜素（纯度≥98%） 南京春秋生物工程有限公司；槲皮素（纯度≥95%，生产批号Lot. SLBH4526V）、杨梅素（纯度≥99%，生产批号Lot. BCBS7165V）、山柰酚（纯度≥97%，生产批号Lot. BCBS9762V）、白杨素（纯度≥97%，生产批号Lot. STBF6934V）（均为色谱纯）及二甲基亚砜（dimethyl sulphoxide，DMSO）、LPS、噻唑蓝（3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide，MTT） 美国Sigma公司；DMEM高糖培养基、胎牛血清（fetal bovine serum，FBS） 美国Gibco公司；APC标记鼠抗CD274、PE标记鼠抗CD38美国BioLegend公司；β-actin抗体、核因子κB抑制蛋白（inhibitor of nuclear factor kappa-B，IκB）α抗体、pIκBα抗体、二抗 美国Cell Signaling Technology公司；TRIzol、逆转录试剂盒、SYBR Green Mix 日本TaKaRa公司；异丙醇、氯化钠等其他试剂（均为分析纯）国药集团化学试剂有限公司。蔡司工业测量是全球领先的三坐标测量生产商，致力于为工业制造领域及测量实验室的多维测量需要提供专业的测量解决方案。产品包含了通用的桥式测量机、悬臂式测量机、在线测量机以及引领测量前沿技术的多功能工业CT测量机、复合式测量中心和纳米级测量机。20世纪70年代，蔡司将全球领先的精密测量技术带进了中国。 1.2 仪器与设备ZHJH-C超净工作台 上海智诚分析仪器制造公司；Forma Series II Water Jacket细胞培养箱、Multiskan GO全波长酶标仪 美国Thermo Scientific公司；MoFlo XDP流式细胞仪 美国Beckman Coulter公司；Mini-PROTEAN Tetra Western blot电泳转膜仪、IQ2荧光定量聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）仪美国Bio-Rad公司；ImageQuantLAS 400 mini荧光成像系统 瑞典GE Healthcare公司。1.3 方法1.3.1 细胞培养根据混入油品在气测上的响应特征，可进一步区分真假油气显示。现以国内某油田一水平井为例，分析如何识别混油情况下的油气层特征。 采用含10% FBS的DMEM高糖培养基，将RAW264.7细胞于37 ℃、5% CO2培养箱中培养。1.3.2 MTT法检测细胞活性PDCA循环中主要包括四方面的内容，第一计划，第二实施，第三检查，第四处理。其循环理论主要体现在其四个阶段的相互影响、综合推进中，其理论中四个阶段的实施计划与结果是紧密相连的。将其应用到护理管理中，需要护理人员能够在护理的过程中基于患者基本病况提出问题，并寻找解决的途径，其护理实施不再是无目的、无计划性的，而是要能够制定合理的工作计划，并根据自身的护理计划对患者实施护理。采取PDCA管理能够有效提高护理人员工作的有效性、提高其服务的质量，从而使患者获得更为满意的护理体验。 将RAW264.7细胞接入96 孔板中，细胞贴壁后，分别加入终浓度20 μmol/L的6 种黄酮溶液（DMSO配制），培养24 h后，每孔加入20 μL 5 mg/mL MTT溶液继续孵育4 h。吸去上清液，每孔加入150 μL DMSO，置于摇床上低速振荡10 min，使结晶充分溶解。用酶联免疫检测仪于490 nm波长处测定各孔的光密度值。以不接种细胞的等体积DMEM高糖培养基为空白组，以加入与黄酮溶液等体积的DMSO为对照组。细胞存活率按下式计算。http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/6103ca413216acb62e4ff1de326946f4.jpg
1.3.3 流式细胞分析陆续出现的多协议标签交换（MPLS）、软件定义网络（SDN）等技术，试图寻找除目的地址之外的新的路由计算维度。MPLS通过标签交换提前建立好一条专门的转发路径，指定的流量可以按照MPLS建立的路径进行传输，然而这种源路由方式存在的安全性差、复杂性高以及开销大等问题，使得网络服务提供商（ISP）部署MPLS的积极性不高。SDN彻底解放了路由计算维度的限制，最新的OpenFlow协议支持44个匹配域，能够实现对网络流量的精细控制；但是这也造成了SDN流表空间爆炸的问题，使得SDN扩展性不高，另外集中式控制方式降低了网络的鲁棒性，因而广泛部署SDN仍是一个很漫长的过程。 将RAW264.7细胞接入12 孔板中，待细胞长至约80%融合时，同时加入终浓度20 μmol/L的6 种黄酮溶液（DMSO配制）和终质量浓度为100 ng/mL的LPS处理24 h，以添加等体积DMSO为对照，处理结束后吸去上清液，用磷酸盐缓冲液（phosphate buffered solution，PBS）清洗1 遍，每孔加入1 mL含体积分数5% FBS的PBS，用移液枪吹打细胞使其脱落，并将细胞悬液转移至1.5 mL的离心管中，4 ℃、400×g离心4 min，弃去900 μL上清液，加入封闭液后重悬，于冰上摇床封闭20 min，再在避光条件下加入CD274和CD38荧光抗体，于冰上摇床避光标记40 min。标记结束后加入400 μL含5% FBS的PBS，吹匀细胞后用流式细胞仪检测。APC通道接收CD274荧光信号，PE通道接收CD38荧光信号，用流式细胞分析软件FlowJo处理得到不同信号通道的抗体平均荧光强度。当今时代，是互联网主导的时代，高校的后勤管理工作在这样的时代背景下，也需要同时面对发展的契机以及挑战。文中对于当前背景下的后勤工作改革策略进行了讨论，以促进工作改革。这是未来高校后勤管理工作的大势所趋，也是高校的实际发展需求所在。 1.3.4 总蛋白质提取及Western blot检测人类对于“大”这个概念的追求应该是与生俱来的一种本能，而我们总在描述的，关于劳斯莱斯汽车的“气场”，其中就有不少成分来自于它们伟岸的身躯和车头那尺寸可观的帕特农神庙式的进气格栅。3295毫米的轴距早已超过我们一般所理解的大型SUV的概念，而库里南威严“气场”的最根本源泉还是其1836毫米的高耸车身和置于车内几乎无死角的完美视野。的确，成功人士必须拥有一个好的视野，而这也完美解释了库里南的车厢采用了前低后高的剧院式布局，进而为乘客营造更为良好乘坐体验的初衷。 将RAW264.7细胞接入24 孔板中，待细胞长至约80%融合时，加入终浓度20 μmol/L的6 种黄酮溶液（DMSO配制）或等体积DMSO处理12 h，再加入终质量浓度为100 ng/mL的LPS处理30 min后，立即吸去上清液，用PBS清洗1 遍，每孔加入300 μL含蛋白酶和磷酸酶抑制剂的RTPA裂解液，用移液枪反复吹打细胞并转移至1.5 mL的离心管中。充分裂解后，4 ℃、12 000×g离心30 min，收集上清液并转移至新的离心管中，再加入上清液体积1/4的5×十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）上样缓冲液，于100 ℃煮沸10 min，等体积等蛋白质量上样，进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，然后转移到聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride，PVDF）膜上。转膜结束后，将PVDF膜放入含质量分数5%脱脂奶粉的TBST溶液中室温封闭2 h。封闭结束后，将膜转移至一抗（1∶2 000，用含质量分数5%牛血清白蛋白的TBST稀释）中，4 ℃孵育过夜。用TBST洗膜3 次，每次10 min，然后转移至二抗（1∶5 000，用含质量分数5%牛血清白蛋白的TBST稀释）中，室温孵育2 h。洗膜后进行化学发光显影，放入荧光成像系统曝光拍照。利用图像处理软件ImageJ进行灰度分析，pIκB/IκB表达量以pIκB条带与IκB条带灰度的比值表示。1.3.5 总RNA提取及定量PCR分析将RAW264.7细胞接入24 孔板中，待细胞长至约80%融合时，先加入终浓度20 μmol/L的6 种黄酮溶液（DMSO配制）或等体积的DMSO处理12 h，再加入终质量浓度为100 ng/mL的LPS处理4 h，处理结束后吸去上清液，用PBS清洗1 遍，利用TRIzol试剂提取总RNA。按照逆转录试剂盒说明书步骤合成cDNA。建立20 μL定量PCR反应体系：10 μL SYBR Green Mix、0.4 μL上游引物、0.4 μL下游引物、8.2 μL双蒸水和1 μL cDNA。混匀体系，5 000×g离心3 min后进行定量PCR分析。采用ΔΔCt阈值循环法，以β-actin为内参计算样本间基因表达水平的相对差异。定量PCR引物序列详见表1。表 1 定量PCR引物序列
Table 1 Primer sequences used for quantitative real-time PCRhttp://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/0ccbd782196b81f0f04ff12c8dac4bd6.jpg&q=30 基因 正向引物（5’→3’） 反向引物（5’→3’）iNOS CCAAGCCCTCACCTACTTCC CTCTGAGGGCTGACACAAGG IL-1β GCAACTGTTCCTGAACTCAACT TCTTTTGGGGTCCGTCAACT MCP1 CCCCAAGAAGGAATGGGTCC GGTTGTGGAAAAGGTAGTGG β-actin CATCCGTAAAGACCTCTATGCCAAC ATGGAGCCACCGATCCACA
1.4 数据处理及分析实验结果用平均值±标准差表示。采用Origin软件进行数据统计学分析，组间比较采用t检验，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。2 结果与分析2.1 6 种黄酮对巨噬细胞活性的影响http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/547ec7d63797501ace25ba11a4b32654.jpg&p=590x302&q=30 图 2 6 种黄酮对RAW264.7细胞活性的影响
Fig. 2 Effect of six flavonoids on the viability of RAW264.7 cells
由图2可知，与对照组相比，20 μmol/L的6 种黄酮溶液处理对RAW264.7细胞活性均无显著影响，说明这6 种黄酮化合物在20 μmol/L条件下不影响巨噬细胞的正常生长。因此后续实验采用20 μmol/L的木犀草素、槲皮素、杨梅素、芹菜素、山柰酚及白杨素处理经100 ng/mL LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型，并比较它们的抗炎活性。就当前乡村实际来说，全国各地区发展是不均衡的，即便是同一地区，平原、山区、丘陵等不同区域在区位、交通、资源、功能等方面也存在差异，其发展路径和进度必然无法同步。因此，按照乡村振兴战略目标任务要求，在具体的实践路径上，应注意整体推进与重点突破的结合。 2.2 6 种黄酮对LPS诱导的巨噬细胞表面标记蛋白的影响http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/b1d560be8d9fb3f0982aa962a2d532db.jpg&p=698x2072&q=30
http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/d92e7ff090c14dd575bf6e4d9f2531c6.jpg&p=680x1792&q=30
http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/a4fa272e633b27f425bda7977c52eaa6.jpg&p=716x1074&q=30 图 3 6 种黄酮对LPS诱导的巨噬细胞表面标记蛋白表达的影响
Fig. 3 Effect of six flavonoids on the expression of LPS-induced macrophage markers CD274 and CD38
由于RAW264.7细胞从接受LPS刺激到表面抗原CD的转录翻译需要较长的时间，因此，选择在LPS处理24 h后检测RAW264.7细胞表面标记蛋白的表达情况。如图3所示，LPS处理极显著增强了CD274和CD38抗体的平均荧光强度，而在LPS刺激同时分别添加6 种黄酮化合物处理，对LPS引起的CD274和CD38抗体荧光强度的增加均具有不同程度的抑制效果。其中，添加木犀草素、芹菜素或白杨素对LPS诱导的M1巨噬细胞CD274和CD38表达的抑制作用较强（P＜0.01）；槲皮素对CD274和CD38表达也有一定程度的抑制效果（P＜0.05，P＜0.01）。以上结果表明，木犀草素、芹菜素和白杨素3 种黄酮类化合物抑制LPS诱导巨噬细胞表面标记蛋白表达的活性强于槲皮素、杨梅素和山柰酚这3 种黄酮醇类化合物，说明在其他位点的取代情况相同时，C环上3位的羟基取代可能不利于黄酮类化合物的活性。2.3 6 种黄酮对LPS诱导的巨噬细胞中IκB磷酸化的影响核因子-κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）信号通路对调控巨噬细胞的极化及炎症反应的发生都发挥着重要作用。在静息状态的巨噬细胞中，NF-κB与IκB结合而滞留在细胞质中。当LPS与巨噬细胞表面受体结合，触发胞内级联信号转导，能够激活IκB激酶（IκB kinase，IKK），活化的IKK促使IκB发生磷酸化而被降解，进而导致NF-κB解除抑制并转位入核，与相关基因启动子上NF-κB的结合序列结合，从而启动基因转录。为探讨6 种膳食黄酮对NF-κB信号通路活化的影响，通过Western blot检测巨噬细胞中IκB总蛋白及其磷酸化蛋白pIκB的表达水平。如图4所示，LPS处理30 min时极显著上调了IκB的磷酸化水平，导致IκB水平降低；在LPS刺激前，用木犀草素、槲皮素或芹菜素预处理12 h能够显著降低LPS诱导的IκB磷酸化水平的上调，抑制IκB降解，即降低pIκB/IκB表达量，说明木犀草素、槲皮素和芹菜素可以抑制LPS诱导的巨噬细胞中NF-κB信号通路的激活，其中木犀草素的抑制效果最明显；而用杨梅素、山柰酚或白杨素预处理的巨噬细胞中pIκB/IκB表达量有所降低，但与LPS组差异不显著。综上说明木犀草素、槲皮素和芹菜素可以有效抑制巨噬细胞中NF-κB信号通路的激活。http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/bdf0bbac3fd3d3e05b3a937910a1cbee.jpg&p=722x568&q=30 图 4 6 种黄酮对LPS诱导的巨噬细胞中IκB磷酸化的影响
Fig. 4 Effect of six flavonoids on LPS-induced IκB phosphorylation
2.4 6 种黄酮对LPS诱导的M1型巨噬细胞标记基因表达水平的影响http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/64198eaa38a76f9b54d54e54ea88dedd.jpg&p=644x602&q=30
http://rtt.5read.com/pdgpath/format?f=ce5d5f27024102aa221331c9711e4651/c3430dc5f9e3ccb127cc1a196c7e81c5.jpg&p=650x362&q=30 图 5 6 种黄酮对LPS诱导的M1型巨噬细胞标记基因表达的影响
Fig. 5 Effect of six flavonoids on the expression of M1-type macrophage marker genes
经LPS刺激后，M1型巨噬细胞标记基因iNOS mRNA相对表达水平显著升高（P＜0.05）。在LPS刺激前用木犀草素、芹菜素或白杨素预处理12 h，可以极显著降低LPS诱导的iNOS mRNA表达水平的升高（P＜0.01），此外槲皮素、杨梅素和山柰酚预处理也有一定程度的改善作用（P＜0.05）（图5A）。木犀草素、槲皮素或芹菜素预处理均极显著抑制了LPS诱导的M1型巨噬细胞促炎性因子IL-1β和MCP1 mRNA相对表达水平的升高（P＜0.01），白杨素预处理使IL-1β和MCP1 mRNA相对表达水平显著降低（P＜0.05），其抑制作用不如木犀草素、槲皮素和芹菜素明显；杨梅素也在一定程度上抑制了IL-1β和MCP1的mRNA相对表达水平（图5B、C）。结果表明，木犀草素、槲皮素和芹菜素对炎性基因IL-1β和MCP1 mRNA表达的抑制活性显著强于杨梅素、山柰酚和白杨素，这一结果与上述6 种黄酮抑制IκB磷酸化的活性强弱趋势基本一致，这可能是因为NF-κB信号通路参与调控炎性基因IL-1β和MCP1的转录。另外，木犀草素、芹菜素和白杨素对M1型巨噬细胞标记物iNOS表达的抑制活性强于槲皮素、杨梅素和山柰酚，这与上述6 种黄酮抑制CD274和CD38表达的活性强弱趋势一致，进一步说明了木犀草素、芹菜素和白杨素这3 种黄酮类化合物对LPS诱导的巨噬细胞M1极化的抑制活性强于另外3 种黄酮醇类化合物（槲皮素、杨梅素和山柰酚），表明C环上3位的羟基取代可能不利于黄酮类化合物抑制巨噬细胞的M1极化。3 讨 论目前，对黄酮类化合物抗炎活性的研究大多通过检测炎性信号通路中相关蛋白的表达及炎性因子的水平。本实验考察了NF-κB信号途径中关键蛋白IκB的磷酸化水平及促炎性因子iNOS、IL-1β和MCP1 mRNA相对表达水平。结果表明，6 种黄酮在抑制IκB磷酸化和IL-1β及MCP1 mRNA相对表达水平这两方面的活性强弱趋势一致，木犀草素、槲皮素和芹菜素能够有效抑制巨噬细胞中NF-κB信号通路的活化，山柰酚和白杨素对IκB磷酸化没有显著抑制作用，这与之前研究结果一致，而杨梅素对IκB磷酸化的影响目前鲜见报道。先问硬件是否到位——我国不少大城市老年人口比重超过20%，应继续加大无障碍设施、急救设备、社区和机构养老的投入力度，从老人的吃、住、行、医等刚性需求出发，多从小处下功夫，装一把扶手、加一块踏板、设一条通道，改造花费不一定大，但老人的体验感会更好。 NF-κB信号通路激活所调控的核内相关基因的转录以及PCR检测结果都只反映了其在巨噬细胞中的转录水平，不足以证明巨噬细胞的最终极化状态。表面抗原CD是细胞分化不同阶段及活化过程中出现或消失的细胞表面标记蛋白，为不同类型或分化阶段细胞所特有，其表达水平反映了细胞的分化程度和功能状态，因此，采用流式细胞术检测细胞表面抗原CD可以更精确地定义细胞类型。M1型巨噬细胞表面高表达CD274、CD38，而M2型巨噬细胞表面高表达CD206、CD301，所以根据表面标记蛋白的表达水平可区分M1和M2型巨噬细胞。本实验通过流式细胞术分析了6 种黄酮对巨噬细胞表面标记蛋白CD274和CD38表达的影响，结果表明，木犀草素、芹菜素和白杨素抑制LPS诱导的M1型巨噬细胞CD274或CD38表达的活性均强于槲皮素、杨梅素和山柰酚，这与木犀草素、芹菜素和白杨素对M1型巨噬细胞另一标记物iNOS的mRNA相对表达抑制作用结果一致。综合上述结果可以发现，木犀草素抑制巨噬细胞向M1型极化的活性较槲皮素强，芹菜素的抑制活性也较山柰酚强。分析6 种5,7-二羟基黄酮的结构特征（图1）发现，木犀草素和槲皮素、芹菜素和山柰酚在B环上的羟基取代数目和位置相同，而槲皮素较木犀草素在C环3位多出一个羟取代基；芹菜素和山柰酚的结构差异与此相同，推测当B环的羟基取代情况相同时，C环上3位的羟基取代不利于黄酮类化合物抑制巨噬细胞的M1极化。进一步分析，当C环的羟基取代情况相同时，B环上的羟基取代对黄酮化合物抑制巨噬细胞M1极化的影响，本实验通过测定发现，3 种黄酮类化合物对IκB磷酸化水平的抑制活性为木犀草素＞芹菜素＞白杨素，对炎性因子IL-1β、MCP1 mRNA表达水平的抑制活性为木犀草素/芹菜素＞白杨素。根据三者的结构（图1）可知，与木犀草素相比，芹菜素缺少3’位的羟基取代，白杨素缺少3’、4’位的羟基取代，这说明3’、4’位的羟基有利于增强黄酮类化合物抑制巨噬细胞炎性的活性。在3 种黄酮醇类化合物中，与槲皮素相比，山柰酚缺少3’位的羟基取代，其活性远低于槲皮素，也同样说明3’、4’位羟取代基的重要作用。天然黄酮化合物的活性作用取决于其结构类型、羟基化程度及其他官能团的取代情况。因此，针对黄酮类化合物的生物活性进行构效关系的探讨尤为重要。本实验对6 种5,7-二羟基黄酮抑制巨噬细胞M1极化的活性与其结构特征的关系进行了总结，以期为食物源黄酮化合物的进一步开发与利用提供思路。参考文献： WYNN T A, CHAWLA A, POLLARD J W. 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Inhibitory Effects of Six 5,7-Dihydroxyflavones on M1 Polarization of MacrophagesZHENG Mengfei, LIU Jian, QU Wei*
(School of Food and Biological Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)Abstract: Purpose: The aim of this study was to evaluate the inhibitory effects of six flavonoids (luteolin, quercetin,myricetin, apigenin, kaempferol and chrysin) on M1 polarization of RAW264.7 macrophages and to delineate the structural determinants involved in their activity. Methods: Lipopolysaccharide (LPS) at 100 ng/mL was used to stimulate RAW264.7 macrophages to establish an inflammation model. Cell proliferation activity was detected by 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide assay. The expression of CD274 and CD38 was detected by flow cytometry. The expression of proteins involved in the inflammatory signaling pathway was detected by Western blotting. The expression levels of M1-type macrophage marker genes were detected by real-time polymerase chain reaction (PCR). Results: All these flavonoids had no significant effect on cell proliferation at 20 μmol/L, but inhibited the expression of CD274 and CD38,with luteolin, apigenin and chrysin being more effective than quercetin, myricetin and kaempferol. The inhibitory activity of luteolin on activation of the nuclear factor κB signaling pathway was stronger than that of apigenin and quercetin, while the other flavonoids had no significant effect. The inhibitory effect of luteolin, apigenin and chrysin on the mRNA expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) was stronger than that of the other three compounds, and the inhibitory effect of luteolin, quercetin and apigenin on the mRNA expression of interleukin-1β (IL-1β) and monocyte chemotactic protein 1(MCP1) was stronger than that of the other compounds. Conclusion: Hydroxylation at position 3 on the C ring is not conducive to the inhibition of flavonoids on macrophage polarization, while hydroxylation at positions 3’ and 4’ on the B ring are beneficial to enhance their activity.Keywords: flavonoids; macrophages; polarization; inflammation; structure-activity relationship
收稿日期：2019-01-24基金项目：安徽省自然科学基金项目（1508085MC58）第一作者简介：郑梦菲（1994—）（ORCID: 0000-0003-3718-2656），女，硕士研究生，研究方向为天然产物与肥胖相关代谢疾病的机制。E-mail: Zhengmf@hfut.edu.cn*通信作者简介：屈玮（1979—）（ORCID: 0000-0001-7645-148X），男，副教授，博士，研究方向为天然产物与肥胖相关代谢疾病的机制。E-mail: quwei@hfut.edu.cnDOI:10.7506/spkx1002-6630-20190124-309中图分类号：R151.4文献标志码：A文章编号：1002-6630（2020）05-0152-07引文格式：郑梦菲, 刘健, 屈玮. 6 种5,7-二羟基黄酮对巨噬细胞M1极化的影响. 食品科学, 2020, 41(5): 152-158. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190124-309. http://www.spkx.net.cnZHENG Mengfei, LIU Jian, QU Wei. Inhibitory effects of six 5,7-dihydroxyflavones on M1 polarization of macrophages. Food Science, 2020, 41(5): 152-158. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190124-309. http://www.spkx.net.cn
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