Dondurularak Kurutulmuş Berry Tozundan Polifenollerin Vasküler Düz Kas Hücrelerinin Tedavisinde Ekstraksiyonu ve Saflaştırılması<em> In vitro</em
Summary
Bu çalışma, dondurularak kurutulmuş çilek tozundan polifenol bakımından zengin ekstraktları hazırlamak için adım adım bir yöntemi ayrıntılarıyla anlatmaktadır. Buna ek olarak, Vasküler Düz Kas Hücreleri (VSMC) kullanarak peptit hormonu anjiyotensin II'nin (Ang II) varlığında hücre kültüründe bu polifenol bakımından zengin özütlerin nasıl kullanılacağına dair kapsamlı bir açıklama sağlar.
Abstract
Epidemiyolojik çalışmalar, artan flavonoid alımının, Birleşik Devletler (ABD) ve Avrupa'da kardiyovasküler hastalıklara (KVH) bağlı mortalitenin azalmasıyla korele olduğunu göstermektedir. Çilek yaygın olarak ABD'de tüketilir ve yüksek bir polifenolik içeriğe sahiptir. Polifenollerin birçok moleküler hedef ile etkileşime girdiği ve antioksidan, anti-enflamatuar ve kardiyoprotektif etkileri de dahil olmak üzere çok sayıda pozitif biyolojik fonksiyonlar sergilediği gösterilmiştir. Böğürtlen (BL), ahududu (RB) ve siyah ahududu (BRB) izole edilen polifenoller anjiyotensin II'ye (Ang II) yanıt olarak oksidatif stres ve hücresel yaşlanmayı azaltır. Bu çalışma, dondurularak kurutulmuş meyvelerden polifenol özütleri hazırlamak için kullanılan protokolün ayrıntılı bir tarifi sağlar. Dondurularak kurutulmuş çilek tozundan polifenol ekstraksiyonları% 80 sulu etanol ve bir ultrason yardımlı ekstraksiyon yöntemi kullanılarak gerçekleştirildi. Ham öz, daha da arıtıldı ve kloroform ve etil asetat kullanılarak fraksiyonlandınldı,sırasıyla. Hem ham hem de saflaştırılmış ekstraktların etkileri kültürde Vasküler Düz Kas Hücreleri (VSMC'ler) üzerinde test edildi.
Introduction
Polifenoller yapılarında en az bir fenolik halka içeren bileşiklerdir ve bitki krallığı 1'de bol miktarda bulunurlar. İnsanlar, bu gibi bileşiklerin varlığından haberdar olmaksızın, binlerce yıldır şifalı bitkiler tüketiyorlar. Birçok meyve ve sebze, flavonoidler, stilbenler ve fenolik asitleri içeren farklı miktarlarda olsalar da, paylaşılan bazı polifenolik bileşiklere sahiptir 3 . Polifenoller çoğunlukla renkli meyve ve sebzelerle ilişkiliyse de, bu kesinlikle doğru değildir. Örneğin, soğan ve sarımsak gibi son derece renkli olmayan sebzelerde zeaksantin ve ksantin, tarçın ailesinden ve sayısız sağlık yararı 4 ile ilişkilendirilmiştir. Birkaç sağlık faydası 5 ile bağlantılı olmanın yanı sıra, polifenoller, böceklerden veD ultraviyole ışınımı 2 . Polifenoller, insan diyetinde yaygın olarak bulunurlar ve Reaktif Oksijen Türlerini (ROS) sileceği için güçlü antioksidanlar olarak kabul edilirler 6 , 7 , 8 . Ayrıca anti-inflamatuar 9 , antimikrobiyal 10 , anti-hipertansif 11 ve anti-kanserojen 12,13 özellikleri vardır.
Epidemiyolojik çalışmalar, flavonoidlerin tüketimi ile kardiyovasküler hastalık (KVH) insidansı 16 , 17 ve mortalite 14 , 15 arasında ters bir ilişki olduğunu ortaya koymaktadır. Çilek yaygın olarak ABD'de tüketilir ve flavonoidler de dahil olmak üzere polifenollerin yüksek miktarlarda bulunur. Örneğin, böğürtlen (BL) suyunun tüketimi (300 ML / gün), dislipidemik hastalarda sistolik kan basıncını önemli ölçüde düşürmüştür [ 18] . Jeong ve ark. 19 , günde 2.5 g siyah ahududu (BRB) ekstresi tüketen hipertansif erkek ve kadınların plasebo alanlara kıyasla 24 saat daha düşük ve gece kan basıncına sahip olduklarını bildirmiştir. Ahududay (RB) spontan hipertansif sıçanlarda süperoksit dismutaz (SOD) ekspresyonunu arttırırken kan basıncını düşürdü 20 . Yakın zamanda, BL, RB ve BRB'nin Vasküler Düz Kas Hücrelerinde (VSMC) 21 anjiyotensin II (Ang II) tarafından indüklenen ROS ve yaşlanma düzeylerini düşürdüğü gösterilmiştir. Ek olarak, BL ekstraktından alınan antosiyanin fraksiyonu, uyarılabilir nitrik oksit sentaz (iNOS) ekspresyonunu azalttı ve lipopolisakkarid (LPS) uyarılmış Nükleer Faktör kappa B (NF-κB) ve hücre dışı sinyal regüle kinaz (ERK) aktivitesini inhibe etti J774 hücreleriAss = "xref"> 22. BRB ekstreleri in vitro 23'te NF-κB aktivasyonunu ve siklooksijenaz 2 (COX-2) ekspresyonunu azalttı, lipid profilini geliştirdi ve yüksek yağlı bir diyetle beslenen farelerde ateroskleroz lezyon oluşumunu önledi 24 . Çilek içerisinde en bol flavonoid olarak kabul edilen antosiyaninler, Tümör Nekroz Faktörü alfa (TNF-α) üretimini azaltarak LPS ile uyarılan RAW 264.7 makrofajlanndaki iltihap tepkisini modüle eder 25 ve VSMC'lerin çoğalmasını ve göçünü azaltır 26 .
Polifenollerin insan sağlığı ve hastalığındaki rolünü anlama konusundaki artan ilgi bu yana, ekstraksiyon yöntemini optimize etmek önemlidir. Çözücü ekstraksiyonu, bu amaca uygun olarak kullanılır; zira maliyet açısından etkili ve kolayca üretilebilir. Bu çalışmada, bir solvent ekstraksiyonu etanol ile birlikte ultrasonik yardımlı ekstrakt ileN metodu, Kim ve Lee'den uyarlanmıştır 27 . Querous et al'dan uyarlanan saflaştırılmış özüt (PE) fraksiyonunu elde etmek için kloroform ve etil asetat kullanılarak ham özütlerin (CE) saflaştırılması ve fraksiyonlanması gerçekleştirildi. Bundan başka, ERKl / 2'nin bazal fosforilasyonunu düşürürken BL'den saflaştırılmış polifenol ekstraktlarının etkinliği karşılaştırılmış ve saflaştırılmış BL polifenol ekstresinin VSMC'lerde Ang II ile uyarılan sinyal azalmaları üzerindeki önleyici etkisinin temsili örnekleri sağlanmıştır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Çileklerden izole edilen polifenoller farklı bileşimler içerir. Burada açıklanan etanol bazlı ekstraksiyon protokolü, BL'nin ham ve saflaştırılmış polifenol özütlerinde mevcut olan farklı seviyelerde fenolik asitlerin ve flavonoidlerin tanımlanmasına izin verdi ( Tablo 1 ). CE, gallik asit, ferulik asit, 4-0-kafeoilkinik asit ve 5-0-kafeoilkinik asitte zenginleştirildi. Saflaştırma işlemi galik asit ve p-kumar asit seviyelerini önemli ölçüde değiştirmedi. Bununla birlikte…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Amerikan Kalp Derneği (14GRNT20180028) ve Florida Eyalet Araştırma ve Yaratıcılık Konseyi (COFRS) tarafından finanse edildi.
Materials
| Angiotensin II | Sigma-Aldrich, Inc. | A9525-10MG | Treatment of VSMCs |
| β-actin | Sigma-Aldrich, Inc. | A2228 | Primary antibody (1:5000) |
| Blackberry fruit | Mercer Foods | Freeze-dried blackberry powder | |
| Catalase | Calbiochem | 219010 | Primary antibody (1:1000) |
| Chloroform | Biotech Grd, Inc. | 97064-678 | Preparation of purified polyphenol extracts |
| DMEM | Mediatech, Inc. | 10-014-CV | Culture of VSMCs |
| Ethanol (absolute molecular biology grade) | Sigma-Aldrich, Inc. | E7023-500ML | Preparation of polyphenol extracts |
| Ethylacetate | Sigma-Aldrich, Inc. | 439169 | Preparation of purified polyphenol extracts |
| ERK1/2 | Cell Signaling Technology, Inc. | 9102S | Primary antibody (1:500) |
| EDTA, 500 mM, pH 8.0 | Teknova, Inc. | E0306 | Lysis buffer |
| Freeze-Dryer | Labconco | VirTis Benchtop K | Preparation of polyphenol extracts |
| FBS | Seradigm | 1400-500 | Cell culture |
| HEPES | Sigma-Aldrich, Inc. | H3375 | Lysis buffer |
| NaCl | EMD Millipore, Inc. | 7760 | Lysis buffer |
| NaF | J.T.Baker, Inc. | 3688-01 | Lysis buffer |
| Na3VO4 | Sigma-Aldrich, Inc. | 450243 | Lysis buffer |
| Na4P2O7 , decahydrate | Sigma-Aldrich, Inc. | S-9515 | Lysis buffer |
| phospho ERK1/2 | Cell Signaling Technology, Inc. | 9101S | Primary antibody (1:1000) |
| Protease inhibitor cocktail | Sigma-Aldrich, Inc. | P8340-5ml | Lysis buffer |
| Protein assay dye reagent | Bio-Rad Laboratories, Inc. | 500-0006 | Protein concentration Measurement |
| PVDF transfer membrane | Thermo Scientific, Inc. | 88518 | Western blots |
| Rotatory Evaporator | Buchi Labortechnik | Rotavapor R3000 |
Preparation of polyphenol extracts |
| Sterile water | Mediatech, Inc. | 25-055-CV | Preparation of polyphenol extracts |
| Sonicator | QSonica, LLC | Q125 | Preparation of cell extracts |
| SOD2 | Enzo Life Sciences, Inc. | ADI-SOD-110-F | Primary antibody (1:1000) |
| Triton-X-100 | Sigma-Aldrich, Inc. | X100 | Western blots |
| Whatman #2 filter paper | GE Healthcare, Inc. | 28317-241 | Preparation of polyphenol extracts |
Riferimenti
- Morton, L. W., Abu-Amsha Caccetta, R., Puddey, I. B., Croft, K. D. Chemistry and biological effects of dietary phenolic compounds: relevance to cardiovascular disease. Clin Exp Pharmacol Physiol. 27 (3), 152-159 (2000).
- Sekirov, I., Russell, S. L., Antunes, L. C., Finlay, B. B. Gut microbiota in health and disease. Physiol Rev. 90 (3), 859-904 (2010).
- Manach, C., Scalbert, A., Morand, C., Remesy, C., Jimenez, L. Polyphenols: food sources and bioavailability. Am J Clin Nutr. 79 (5), 727-747 (2004).
- Griffiths, G., Trueman, L., Crowther, T., Thomas, B., Smith, B. Onions–a global benefit to health. Phytother Res. 16 (7), 603-615 (2002).
- Mazzoni, L., et al. The genetic aspects of berries: from field to health. J Sci Food Agric. 96 (2), 365-371 (2016).
- Wang, S. Y., Jiao, H. Scavenging capacity of berry crops on superoxide radicals, hydrogen peroxide, hydroxyl radicals, and singlet oxygen. J Agric Food Chem. 48 (11), 5677-5684 (2000).
- Choi, M. H., Shim, S. M., Kim, G. H. Protective effect of black raspberry seed containing anthocyanins against oxidative damage to DNA, protein, and lipid. J Food Sci Technol. 53 (2), 1214-1221 (2016).
- Forbes-Hernandez, T. Y., et al. The Healthy Effects of Strawberry Polyphenols: Which Strategy behind Antioxidant Capacity?. Crit Rev Food Sci Nutr. 56, S46-S59 (2016).
- Figueira, M. E., et al. Protective effects of a blueberry extract in acute inflammation and collagen-induced arthritis in the rat. Biomed Pharmacother. 83, 1191-1202 (2016).
- Daglia, M. Polyphenols as antimicrobial agents. Curr Opin Biotechnol. 23 (2), 174-181 (2012).
- Hügel, H. M., Jackson, N., May, B., Zhang, A. L., Xue, C. C. Polyphenol protection and treatment of hypertension. Phytomedicine. 23 (2), 220-231 (2016).
- Niedzwiecki, A., Roomi, M. W., Kalinovsky, T., Rath, M. Anticancer Efficacy of Polyphenols and Their Combinations. Nutrients. 8 (9), E552 (2016).
- Kresty, L. A., Mallery, S. R., Stoner, G. D. Black raspberries in cancer clinical trials: Past, present and future. J Berry Res. 6 (2), 251-261 (2016).
- Hertog, M. G., et al. Flavonoid intake and long-term risk of coronary heart disease and cancer in the seven countries study. Arch Intern Med. 155 (4), 381-386 (1995).
- Peterson, J. J., Dwyer, J. T., Jacques, P. F., McCullough, M. L. Associations between flavonoids and cardiovascular disease incidence or mortality in European and US populations. Nutr Rev. 70 (9), 491-508 (2012).
- Cassidy, A., et al. High anthocyanin intake is associated with a reduced risk of myocardial infarction in young and middle-aged women. Circulation. 127 (2), 188-196 (2013).
- Jacques, P. F., Cassidy, A., Rogers, G., Peterson, J. J., Dwyer, J. T. Dietary flavonoid intakes and CVD incidence in the Framingham Offspring Cohort. Br J Nutr. 114 (9), 1496-1503 (2015).
- Aghababaee, S. K., et al. Effects of blackberry (Morus nigra L.) consumption on serum concentration of lipoproteins, apo A-I, apo B, and high-sensitivity-C-reactive protein and blood pressure in dyslipidemic patients. J Res Med Sci. 20 (7), 684-691 (2015).
- Jeong, H. S., et al. Effects of Rubus occidentalis extract on blood pressure in patients with prehypertension: Randomized, double-blinded, placebo-controlled clinical trial. Nutrition. 32 (4), 461-467 (2016).
- Jia, H., et al. The antihypertensive effect of ethyl acetate extract from red raspberry fruit in hypertensive rats. Pharmacogn Mag. 7 (25), 19-24 (2011).
- Feresin, R. G., et al. Blackberry, raspberry and black raspberry polyphenol extracts attenuate angiotensin II-induced senescence in vascular smooth muscle cells. Food Funct. 7 (10), 4175-4187 (2016).
- Pergola, C., Rossi, A., Dugo, P., Cuzzocrea, S., Sautebin, L. Inhibition of nitric oxide biosynthesis by anthocyanin fraction of blackberry extract. Nitric Oxide. 15 (1), 30-39 (2006).
- Lu, H., Li, J., Zhang, D., Stoner, G. D., Huang, C. Molecular mechanisms involved in chemoprevention of black raspberry extracts: from transcription factors to their target genes. Nutr Cancer. 54 (1), 69-78 (2006).
- Kim, S., et al. Aqueous extract of unripe Rubus coreanus fruit attenuates atherosclerosis by improving blood lipid profile and inhibiting NF-κB activation via phase II gene expression. J Ethnopharmacol. 146 (2), 515-524 (2013).
- Wang, J., Mazza, G. Effects of anthocyanins and other phenolic compounds on the production of tumor necrosis factor alpha in LPS/IFN-gamma-activated RAW 264.7 macrophages. J Agric Food Chem. 50 (15), 4183-4189 (2002).
- Pascual-Teresa, S., Moreno, D. A., Garcia-Viguera, C. Flavanols and anthocyanins in cardiovascular health: a review of current evidence. Int J Mol Sci. 11 (4), 1679-1703 (2010).
- Kim, D. O., Lee, C. Y. Extraction and Isolation of Polyphenolics. Curr Protoc Food Analyt Chem. 1, 2.1-2.12 (2002).
- Queires, L. C., et al. Polyphenols purified from the Brazilian aroeira plant (Schinus terebinthifolius, Raddi) induce apoptotic and autophagic cell death of DU145 cells. Anticancer Res. 26 (1A), 379-387 (2006).
- Griendling, K. K., Taubman, M. B., Akers, M., Mendlowitz, M., Alexander, R. W. Characterization of phosphatidylinositol-specific phospholipase C from cultured vascular smooth muscle cells. J Biol Chem. 266 (23), 15498-15504 (1991).
- Vuong, T., et al. Role of a polyphenol-enriched preparation on chemoprevention of mammary carcinoma through cancer stem cells and inflammatory pathways modulation. J Transl Med. 14, (2016).
