霍霍巴油甲醇解优化与顺式-13-二十二烯醇的免疫调节潜力:基于循环生物精炼视角的创新研究

【字体: 时间:2025年07月07日 来源:Biofuels, Bioproducts and Biorefining 3.2

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  本文通过响应面法(RSM)优化霍霍巴油甲醇解工艺,实现顺式-13-二十二烯醇(C13D)的高效制备(94.87%产率),并首次揭示其通过上调CD86表达促进树突状细胞(MoDCs)活化,增强T细胞增殖的免疫调节机制。研究为荒漠植物资源高值化利用提供绿色路径,同时拓展了长链脂肪醇在免疫治疗领域的应用前景。

  

摘要

研究通过钙氧化物(CaO)催化霍霍巴油甲醇解,优化制备高附加值脂肪醇工艺。关键产物顺式-13-二十二烯醇(C13D)在先天免疫细胞(单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞)中展现出剂量依赖性免疫调节作用,低剂量可诱导促炎细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β分泌,其水平与脂多糖(LPS)刺激相当。

引言

全球对生物基化学品的需求推动非食用油脂开发。霍霍巴作为耐旱植物,其油酯结构独特(无甘油骨架),通过甲醇解可生成11-二十烯醇、C13D和15-二十四烯醇。既往研究多关注其燃料转化,而本研究首次系统探索其免疫应用潜力。

材料与方法

工艺优化:采用废弃贻贝壳制备CaO催化剂,通过RSM分析摩尔比(MR)、温度(Temp)和催化剂用量(Cat)的交互作用。免疫实验:THP-1细胞、PMA分化巨噬细胞及人源MoDCs经C13D处理后,通过ELISA检测细胞因子(TNF-α/IL-6/IL-1β/IL-10),流式细胞术分析表面标志物(CD80/CD86/CD40/MHC-II),混合淋巴细胞反应(MLR)评估T细胞增殖。

结果

工艺优化:最优条件为60.87°C、12:1甲醇油比、9.79 wt%催化剂,模型回归系数达0.8192。温度与催化剂交互作用显示,过高温度(>55°C)反而降低效率。
免疫调节

  • 细胞因子:C13D(1-3 μL/mL)使THP-1细胞分泌IL-6增加2.5倍,PMA分化细胞中TNF-α提升3倍;与LPS联用时呈现抗炎转换,高剂量(9 μL/mL)抑制IL-10分泌。
  • 树突状细胞:C13D特异性上调CD86表达(剂量依赖性,最高增加40%),并通过MLR证实其促进T细胞增殖(37% vs LPS组39.9%)。

讨论

霍霍巴油甲醇解工艺的循环经济价值显著,其产物C13D的双向免疫调节特性为自身免疫疾病或疫苗佐剂开发提供新思路。CD86的独特上调提示其可能通过B7-CD28通路激活T细胞,但具体机制需进一步解析。

结论

研究建立霍霍巴油绿色转化技术体系,并揭示C13D通过"CD86-T细胞活化"轴调控免疫应答的潜在应用,为荒漠植物资源在生物医学领域的跨界整合提供范式。

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