《Food Research International》:Regulation of LPS-induced neuroinflammation in BV-2 cells by mung bean-derived chlorophyll metal salts via the NF-κB/MAPK signaling pathway
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•从绿豆中提取并鉴定出了叶绿素金属盐。•NF-κB/MAPK通路是重要的抗炎靶点。•SCC和SIC可通过阻止NF-κB的核转位来抑制细胞因子的产生。•SCC/SIC处理可上调神经保护基因Dusp2、Hmox1和Zfp36的表达。引言绿豆在东南亚地区广泛种植,又称青豆或金豆,富含蛋
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从绿豆中提取并鉴定出了叶绿素金属盐。
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NF-κB/MAPK通路是重要的抗炎靶点。
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SCC和SIC可通过阻止NF-κB的核转位来抑制细胞因子的产生。
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SCC/SIC处理可上调神经保护基因Dusp2、Hmox1和Zfp36的表达。
引言
绿豆在东南亚地区广泛种植,又称青豆或金豆,富含蛋白质、淀粉、纤维、多酚及其他生物活性化合物等重要营养素,具有极高的营养和药用价值(Badessa等人,2026;Sun-Waterhouse等人,2024)。众多研究证实了绿豆具有抗氧化、抗炎和抗菌作用,同时在慢性疾病的预防与治疗中也可能发挥重要作用(Ganesan & Xu,2018;Hou等人,2019;Wang等人,2025)。传统上,人们认为绿豆的这些功能主要源于其多糖和多酚成分(Ding等人,2025;Jiang等人,2020;Zheng等人,2020)。然而,绿豆外壳中的叶绿素却往往被忽视。这些外壳通常被用作低价值的动物饲料或直接丢弃,导致其生物活性未被充分利用,造成了资源浪费。因此,关于绿豆中叶绿素的组成、生物活性及潜在应用的研究仍然相对有限。
叶绿素是一种复杂的有机化合物,由卟啉环、镁离子以及酯化的植醇构成(Roca等人,2024)。其分子结构与人类血红蛋白极为相似,这一特性使其被用于治疗贫血症(Chao等人,2018)。此外,叶绿素还具备多种生物活性,包括抗氧化、抗菌、调节免疫以及抗癌作用(Heo等人,2023;Tuan等人,2023;Yang等人,2025)。不过,由于稳定性差、易降解且水溶性低,叶绿素的生物利用度较低(Martins等人,2023)。为解决这些问题,可将叶绿素与铜离子或铁离子结合,形成SCC和SIC。这种改性措施能够提升其稳定性和水溶性,进而提高生物利用度(Banu & Pavithra,2017;Zhong等人,2021)。目前,由于天然来源、稳定的着色性能以及某些金属离子带来的营养益处,叶绿素金属盐已被广泛应用于食品工业,作为着色剂和功能性添加剂(Chong等人,2019;Laddha等人,2020)。
叶绿素金属盐因其多样的生理功效而备受关注,这些功效包括抗氧化、抗炎、调节免疫以及保护肝脏和肾脏功能(Heo等人,2023;Ibrahim等人,2024)。研究表明,SCC能够抑制κB的磷酸化,阻止NF-κB的激活及核转位,从而减轻胃黏膜损伤。此外,SCC还能显著降低胃组织中TNF-α和IL-6等促炎因子以及MDA和NO等氧化指标的表达,表明其在减少氧化损伤和炎症反应方面具有重要作用(Ibrahim等人,2021;Lv等人,2019;Zhang等人,2022)。SCC还可抑制促炎细胞因子的释放,同时抑制NF-κB信号通路,进而显著降低ALT和AST等肝功能指标,从而缓解肝脏的炎症反应(Said等人,2022;Yang等人,2021)。不过,SCC对神经炎症损伤的抑制机制尚不明确。
有研究推测,SCC/SIC是通过多种信号通路发挥其抗神经炎症作用的。为验证这一假设,研究人员采用了RNA-seq技术获取大量遗传数据,这些数据可用于进一步开展转录组研究,深入理解SCC/SIC的神经保护功能。基于这一假设,研究者进行了GO和KEGG富集分析,以探究不同表达水平基因的功能及其相关的信号通路。此外,还通过RT-qPCR和Western blotting技术在体外验证了抗炎机制,同时确保了转录组数据的可靠性。本研究首次从绿豆中提取出叶绿素金属盐,揭示了SCC/SIC在中枢神经系统中的生物活性潜力。这些研究结果为了解这类化合物的神经保护机制提供了初步的理论依据。
章节摘要
化学品与试剂
SCC和SIC是根据Suresh等人描述的方法从绿豆中制备的(Suresh等人,2022)。SCC(CAS编号:11006-34-1,纯度>98%)和LPS(CAS编号:93572-42-0)购自中国上海的Sigma-Aldrich Trading Co., Ltd.。SIC(CAS编号:32627-52-4,纯度>94%)则来自中国上海的Macklin Biotechnology Co., Ltd.。Cell Counting Kit-8(批号:C0040)由中国上海的Beyotime Biotechnology Co., Ltd.提供。Trizol试剂(批号:B610409)则购自
绿豆来源的SCC和SIC的HPLC分析
绿豆来源的SCC在12.3至25.5分钟之间出现(见图1A),且该物质存在三个特征峰:峰1为Cu氯素e6,峰2为Cu氯素p6,峰3为Cu异氯素e4。关于各峰的具体数值信息详见补充材料1。绿豆来源的SIC的保留时间为9.201分钟,与该标准品的保留时间一致。此外,在峰顶处采集的UV–Vis光谱(扫描范围为200–600纳米,见补充材料2)也与标准品的光谱完全相同,
结论
首先从绿豆中提取出叶绿素,随后对其进行衍生化处理,制得了叶绿素金属盐,其中重点研究了SCC和SIC。这类化合物表现出潜在的抗炎活性,很可能通过调控NF-κB和MAPK等关键信号通路,从而减轻LPS引发的炎症反应。本研究采用了体外细胞实验与转录组分析相结合的综合方法。研究结果表明,LPS
CRediT作者贡献说明
苏玉婷:论文撰写——初稿撰写、验证、软件分析、方法设计、实验实施。王新坤:论文撰写——审阅与编辑、初稿撰写、数据可视化、研究指导、数据整理。范静文:论文撰写——审阅与编辑、验证、研究指导、资源协调、实验实施。李云梅:数据可视化、验证、研究指导、数据整理。吴静瑶:验证、方法设计、实验实施、正式分析、数据整理。Rathna Silviya Lodi:验证、研究指导、资源协调,
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
本研究得到了山东省重点研发计划(项目编号:2023TZXD002、2024TZXD065、2024TZXD020)的共同支持。
苏玉婷|王新坤|范静文|李云梅|吴静瑶|Rathna Silviya Lodi|王志新|彭立增