Сприятливий/несприятливий вплив кверцетину на мембрани клітин нейробластоми SK-N-SH Частина 1

Будь ласка, натиснітьoscar.xiao@wecistanche.comдля отримання додаткової інформації

Анотація:Кверцетин — поліфенольна сполука, дія якої викликає сумніви вчених. Результати багатьох експериментів показують, що він має протиракові, протизапальні та антиоксидантні властивості, тоді як інші дослідження вказують на його проокислювальну та цитотоксичну дію. Ця сполука може реагувати з активними формами кисню, і завдяки своїм хімічним властивостям її можна знайти в гідрофобно-гідрофільній зоні клітин. Ці особливості кверцетину вказують на те, що його дія в клітинах буде пов'язана з модифікацією мембран і його участю в підтримці окисно-відновного балансу. Таким чином, це дослідження розрізняє ці два механізми та визначає, чи важливі вони для функціонування клітини. Ми перевіряємо: (1) чи є вибрані концентрації кверцетину цитотоксичними та руйнівними для клітинних мембран SK-N-SH (тести МТТ, ЛДГ, МДА) у ситуаціях із застосуванням окисного стресу та без нього; (2) який рівень змін структурно-механічних властивостей ліпідної частини мембран цих клітин через присутність молекул поліфенолів; і (3) чи антиоксидантна дія кверцетину захищає мембрану від його модифікації. Наші результати показують, що зміни в жорсткості/еластичності ліпідної частини мембрани є вирішальним механізмом дії кверцетину, потенційно впливаючи на клітинні процеси, початкові стадії яких пов’язані з мембранами (наприклад, прийом сигналів із навколишнього середовища, транспорт).

Ключові слова:кверцетин; клітини нейробластоми; клітинна мембрана; Ленгмюрівський моношар;окислювальний стрес

1. Введення

Кверцетин (3,3',4',5,7-пентагідроксифлавон) є біологічно активним поліфенолом, що зустрічається в рослинах [1-3] і є найбільш поширеним флавоноїдом у раціоні людини [4].

Він має широкий спектр властивостей — серед протизапальних [5] та імуномодулюючих [6]. Літературні дані свідчать про те, що це може бути потенційним протипухлинним фактором [7,8]. Своєю дією він зобов’язаний здатності змінювати перебіг внутрішньоклітинних сигнальних шляхів [9,10] і антиоксидантним властивостям, які були продемонстровані, серед іншого, на клітинах PC12 [11,12] і людських нейрональних клітинах SH-SY5Y [13] .

Ця сполука є антипроліферативним агентом, індукуючи запрограмовану загибель клітин у ряді пухлинних ліній, наприклад, у клітинах HL-60 і NB-4 гострого мієлолейкозу [14,15] і K{{4 }}хронічний мієлолейкоз [16]. Було також показано, що кверцетин пригнічує розповсюдження різних видів раку, наприклад раку легенів, печінки, молочної залози та товстої кишки [17-20]. Vijayababu та інші [21] виявили, що він індукує апоптоз клітин карциноми передміхурової залози (PC-3), а також пригнічує інвазію, міграцію та сигнальні молекули, які беруть участь у виживанні клітин і проліферації цього типу клітин [22]. .

Натисніть тут, щоб дізнатися більше

Однак дія кверцетину не ясна. Є також дані, що вказують на високу цитотоксичність цієї сполуки [23-25]. Дослідження показують, що кверцетин, залежно від концентрації, розташування в клітині та джерела вільних радикалів, може виявляти проокислювальний ефект. Високі дози викликали окислювальний стрес у лімфоцитах людини [26].

Така подвійна дія кверцетину може бути пов'язана з тим, що як антиоксидант він може стати продуктом окислення. Результатом цієї реакції є утворення асеміхіноновий радикал, який окислюється до кверцетинхінону [2]. Ця сполука може реагувати з тіоловими групами, стаючи токсичними для клітин [26].

Іншою можливістю сприятливої/несприятливої ​​дії на клітини є вплив цієї сполуки на мембрани. Завдяки хімічній природі та наявності ароматичних кілець у молекулі, він може локалізувати себе в гідрофобних компартментах клітини, таким чином змінюючи свої фізико-хімічні властивості [27,28]. Механічні та структурні властивості ліпідної частини мембран дуже важливі для перебігу всіх процесів, пов'язаних з мембранами, тобто транспорту, сигналізації та проведення стимулів. Ці процеси в основному здійснюються білками, закріпленими в мембранах.переваги поліфенолівЗміни в жорсткості або гнучкості мембрани можуть блокувати можливість прийняття відповідної конформації окремих білкових доменів, що, як наслідок, може порушити або загальмувати процес, який виконується даним білком. Тому ймовірно, що зміна складу мембрани шляхом введення навіть невеликої кількості кверцетину між молекулами ліпідів може істотно змінити їх рухливість.

Цистанхе може підвищити імунітет

Зважаючи на існуючу літературну неоднозначність щодо впливу кверцетину на клітини, це дослідження оцінює анти- або прооксидантну дію кверцетину та перевіряє вплив цієї сполуки на функціонування клітинних мембран, включаючи визначення структурної модифікації клітин. ліпідної частини цих мембран.сольовий розчинЦієї мети було досягнуто шляхом вивчення впливу різних концентрацій кверцетину на виживання клітин SK-N-SH і рівень пошкодження їх мембран. Потенційну антиоксидантну активність цієї сполуки перевіряли шляхом ініціювання окислювального стресу в клітинах після попередньої інкубації з кверцетином.стандартизовані цистанчіДія на мембранному рівні була протестована в модельних системах, які дають однозначну інформацію про: (1) структурну модифікацію ліпідного моношару композиції, що відображає клітинну мембрану (SK-N-SH), спричинену наявністю різних кількостей кверцетину, і (2) захисні здібності тестованого флавоноїду проти перекисного окислення ненасичених жирних кислот у ліпідах, які будують клітинну мембрану (SK-N-SH).

2. Результати

2.1.Національні клітинні мембрани

Вплив кверцетину на клітини SK-N-SH людини досліджували за допомогою МТТ-тесту, який визначає активність мітохондрій.

SK-N-SH піддавали впливу різних концентрацій кверцетину протягом 24 годин (3,1, 6,25, 12,5, 25, 50, 100 і 200 мкМ). Обробка клітин нижчими концентраціями кверцетину не показала істотного ефекту. Навпаки, додавання кверцетину в концентрації 200 мкМ викликало незначне збільшення кількості життєздатних клітин (11 відсотків порівняно з контролем) (Рисунок 1a).

Дослідження також вивчало вплив різних концентрацій перекису водню (1-5 мМ) на клітини після 3-годинного контакту. Було помічено, що найнижча перевірена концентрація викликала невелике зниження життєздатності клітин (приблизно на 10 відсотків порівняно з контролем), тоді як більш високі концентрації були токсичними для клітин SK-N-SH. У присутності H2O2 у концентраціях 3 і 5 мМ у культуральному середовищі було відзначено значне (приблизно на 54 відсотки) зниження життєздатності клітин порівняно з клітинами, які не оброблялися H2O2 (рис. 1b).

Для визначення захисної дії кверцетину проти H2O, токсичності, клітини обробляли різними концентраціями кверцетину протягом 24 годин з подальшим 3-годинним контактом зразка з перекисом водню 3 і 5 мМ. Було помічено, що кверцетин у концентраціях 3.1-50 мкМ викликав незначне,де я можу купити цистанчеприблизно на 9 відсотків, збільшення кількості життєздатних клітин у порівнянні з клітинами, обробленими лише H, O. Навпаки, для клітин SK-N-SH, попередньо інкубованих у середовищі, що містить більш високі концентрації кверцетину (100 і 200 мкМ), а потім контактували з H2O2, життєздатність клітин зросла приблизно на 18 і 33 відсотки (рис. 1c).

Наступним етапом роботи було перевірити, наскільки кверцетин і H, O впливають на мембрани досліджуваних клітин. Для цього використовували тест на лактатдегідрогеназу (ЛДГ) для оцінки рівня пошкодження клітинної мембрани, а також вимірювали рівень малонового діальдегіду (МДА) для оцінки ступеня перекисного окислення ліпідів. Клітини SK-N-SH обробляли протягом 24 годин вибраними концентраціями кверцетину（6,25;25;100;200 мкМ）, а потім додавали перекис водню (3-5 мМ) ще на 3 години.

Рисунок 1. Життєздатність клітин визначали методом МТТ. Клітини SK-N-SH піддавали дії різних концентрацій кверцетину (3.1-200 мкМ) протягом 24 годин. Відсоток життєздатності клітин відносили до необроблених контрольних клітин (а); клітини контактували протягом 3 годин з різними концентраціями H2O2 (мМ) (b), клітини SK-N-SH попередньо інкубували протягом 24 годин з різними концентраціями кверцетину, а потім контактували протягом 3 годин з H, O2. Відсоток життєздатності клітин був пов’язаний з клітинами, обробленими лише H,O2 (c). Значення представляють середнє ± стандартне відхилення від трьох до шести незалежних експериментів. Різні літери вказують на значні відмінності (p менше або дорівнює 0.05).

Як показано в таблиці 1, присутність кверцетину в середовищі, яке використовувалося для 24-годинної обробки клітин SK-N-SH, не спричиняло жодних істотних змін у вивільненні ЛДГ.

Попередня обробка концентрацією кверцетину 6,25 мкМ не вплинула на вміст MDA, тоді як більш високі дози кверцетину （25; 100 і 200 мкМ） викликали збільшення перекисного окислення ліпідів приблизно на 12 відсотків (рис. 2а).

Обробка клітин як кверцетином, так і перекисом водню не впливала на вивільнення LDH у порівнянні з клітинами, обробленими лише перекисом водню (рис. 2b).

Рисунок 2. Вплив кверцетину на клітини SK-N-SH, які піддалися дії H2O, вимірювали за ступенем перекисного окислення ліпідів (концентрація MDA) (a) і вивільнення LDH (b). Клітини попередньо обробляли протягом 24 годин вибраними концентраціями кверцетину (6,25; 25; 100; 200 мкМ), після чого 3 години контактували з H2O2 (3-5 мМ).Цистанка проти старінняВідсоток витоку LDH був віднесений до значень, отриманих лише для клітин, оброблених H2O, лише (b). Значення являють собою середнє ± трьох-шести незалежних експериментів. Різні літери вказують на значні відмінності (p Менше або дорівнює 0.05).

2.2. Модельні мембрани

2.2.1. Вплив кверцетину на механічні властивості мембран

Для перевірки дії кверцетину на мембрани клітин нейробластоми були сформовані ліпідні монолавери (за складом відображають ліпідну частину мембран клітинної лінії SK-N-SH). Моношари виготовляли на чистому буфері рН 7,4 (контроль) і на буфері, що містить кверцетин у концентраціях 6,25, 12,5, 25 і 50 мкМ. Для таких моношарів були виміряні залежності поверхневого тиску （元） від площі на одну молекулу в моношарі (A) (рис. 3).

Хід (π-A) ізотерм, отриманих для імітації ліпідної суміші складу, характерного для мембрани нейробластоми, характеризується монотонним ходом, без помітних фазових переходів. Присутність кверцетину явно змінює це співвідношення, викликаючи зміщення кривих у бік вищих значень A. Ця тенденція прямо пропорційна концентрації кверцетину в буферному розчині. Залежність статичного модуля стиску Cs-I від rt була розрахована на основі ізотерм (вставка на рис. 3).

На основі отриманих ізотерм визначено значення фізико-хімічних показників, що характеризують досліджувані моношари (табл. 2).

Рисунок 3. Ізотерми поверхневого тиску та відповідний модуль стисливості (вставка) ліпідної моделі шарів нейробластоми, поширених на субфазі, містили вказані концентрації кверцетину, розчиненого в буфері.

Таблиця 2. Параметри поверхні моношарів (Alim – гранична площа на одну молекулу; πcoll-collapse pressure; Cs-1-максимальні значення модуля стиснення) розраховано для моношарів моделі мембрани нейробластоми. Дані являють собою середнє значення трьох експериментів ±SD. Різні літери вказують на значні відмінності (p Менше або дорівнює 0.05).

Зі збільшенням кількості кверцетину Алім (мінімальна площа на молекулу в щільно упакованому шарі) збільшувався пропорційно його концентрації. Для найвищого рівня кверцетину це збільшення становило 17,5 відсотка порівняно з контролем. Решта параметрів, тобто πcoll і Cs-I (поверхневий тиск у точці колапсу шару та модуль статичного стиснення) були менш чутливими до вмісту кверцетину в субфазі. Зміни в Scroll варіюються від 3-5 відсотків, а для Cs- від 0.2 до 8,8 відсотків порівняно з контролем.

Ця стаття взята з Molecules 2021, 26, 4945. https://doi.org/10.3390/molecules26164945 https://www.mdpi.com/journal/molecules