Bélnyálkahártya-gátló funkció helyreállítása egerekben gazdag Flavan-4-ol-okat tartalmazó kukorica-étrenddel

Binning Wu

1 Növénytudományi Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; ude.usp@74wxb (B.W.); moc.liamg@ragantahbiahaslihor (R.B.)

2 Interdiszciplináris növénybiológiai posztgraduális program, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA

3 Élelmiszertudományi Tanszék, Purdue Egyetem, West Lafayette, IN 47907, USA

Rohil Bhatnagar

1 Növénytudományi Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; ude.usp@74wxb (B.W.); moc.liamg@ragantahbiahaslihor (R.B.)

Vijaya V. Indukuri

4 Élelmiszertudományi Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; [email protected]

Shara Chopra

5 Biológiai Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; ude.usp@9345cos

Kylie March

6 Állatorvos- és Orvostudományi Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; [email protected]

Nina Cordero

7 Biokémiai és Molekuláris Biológiai Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; moc.liamg@25oredrocrn

Surinder Chopra

1 Növénytudományi Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; ude.usp@74wxb (B.W.); moc.liamg@ragantahbiahaslihor (R.B.)

2 Interdiszciplináris növénybiológiai posztgraduális program, The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA

Lavanya Reddivari

1 Növénytudományi Tanszék, Pennsylvania Állami Egyetem, University Park, PA 16802, USA; ude.usp@74wxb (B.W.); moc.liamg@ragantahbiahaslihor (R.B.)

3 Élelmiszertudományi Tanszék, Purdue Egyetem, West Lafayette, IN 47907, USA

Absztrakt

1. Bemutatkozás

A szokásos IBD-terápiák többsége gyógyszerészeti szereket, például aminosalicilátokat, immunszuppresszánsokat, biológiai anyagokat vagy kombinált terápiát alkalmazva, bár bizonyos esetekben kimutatták, hogy hatásosan enyhítik a tüneteket, nem mentesek káros mellékhatásoktól [6]. Az IBD elleni újszerű és hatékony terápia kifejlesztése érdekében a kutatók a növényi másodlagos metabolitokra, például a fenolokra koncentráltak. A fenolos vegyületek antioxidáns tulajdonságukról jól ismertek. Ezenkívül a felhalmozódó bizonyítékok azt mutatták, hogy a polifenolok szerepet játszanak a gyulladásos jelátviteli út megzavarásában, hogy modulálják az immunválaszokat a bélben [7,8].

Bár számos tanulmány rávilágított a flavonoidokban gazdag ételek fogyasztása és az IBD tüneteinek javulása közötti összefüggésre, nehéz meghatározni bármely specifikus flavonoid vegyület hatékonyságát egy teljes élelmiszer mátrixban. A közeli izogén vonalak (NIL) hatékony eszközök a vegyületek egyetlen osztályának vastagbélgyulladás elleni jótékony hatásainak kezelésére. Az ilyen populációk az introgressziós vonalak ismételt keresztezésével jönnek létre visszatérő szülőjükhöz, és csak kis számú genomfragmentumot tartalmaznak a donor szülőtől, miközben megmarad a homogén genetikai háttér [18]. A flobafének egészségre gyakorolt előnyeinek konkrét kezelésére két kukorica NIL-t P1-rr (F +) és p1-ww (F−) használtunk, amelyek csak a flavan-4-olok tartalmában különböznek egymástól, CMC-expozíciós egerek etetéséhez. Itt közöljük, hogy az F + kiegészített étrend javította a CMC által kiváltott zsírosodást és alacsony fokú vastagbélgyulladást, amit a csökkent epididymális zsírpárna súly, a gyulladásgátló mediátorok termelésének csökkenése és a bélsorompó fokozott működése bizonyít.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Vegyszerek

Nátrium-karboxi-metil-cellulóz (Mw

250 000 darabot) a Sigma-tól (St. Louis, Missouri, USA) vásárolták. Minden más vegyi anyagot szintén a Sigma vásárolt, hacsak másképp nem említettük.

2.2. Kukorica közeli izogén vonalak

A kukorica közeli izogén vonalakat különböző pericarpus és cob-glumes pigmentációs mintákról nevezték el: P1-rr (funkcionális p1 allél, vörös pericarp, vörös cob glumes) és p1-ww (nem funkcionális p1 allél, fehér pericarp, fehér cob glumin) . A p1-ww (4Co63) beltenyésztett vonalat a National Seed Storage Laboratory (Fort Collins, CO, USA), a P1-rr4B2 genetikai állományt pedig Dr. Thomas Petersontól (Iowa State University, Ames, IA, USA) szereztük be. A Penn State University-n a P1-rr4B2 genetikai állományt tovább keresztezték 4Co63 genetikai háttérbe. A közeli izogén vonalakat, a P1-rr (4Co63) és a p1-ww (4Co63) növényeket a Penn State Agronomy Farm-ban (Rock Springs, PA) növesztették 2015 nyarán az ebben a tanulmányban használt mintagyűjtemények számára.

2.3. Kukorica minta kivonása

A minta kivonását és a fehérje eltávolítását Bligh – Dyer módszerrel végeztük [19]. Összefoglalva: 600 µl 0,1% hangyasavat (v/v) tartalmazó metanolt adunk 30 mg kukoricamintához, örvényezzük és ultrahanggal kezeljük, majd 540 ul 0,1% hangyasavat (v/v) és kloroformot tartalmazó vizet adunk hozzá. A mintákat 5 percig rázattuk, majd 5000 x g-vel 30 percig centrifugáltuk. A felső fázist egy új mikrocentrifuga csőbe helyeztük, és további felhasználásig -20 ° C-on tároltuk.

2.4. A teljes fenoltartalom meghatározása

A kukorica kivonatok teljes fenolos jellemzését Folin – Ciocalteu (FC) módszerrel határoztuk meg. Az eljárás részletes módszertanát korábban leírták [20]. Az abszorbanciát 765 nm-en mértük egy Cytation mikrolemez-olvasón (BioTek, Winooski, VT, USA). Az értékeket milligramm gallussav (GA) ekvivalensben fejezzük ki 100 g kukoricamintában (mg GA ekvivalens/100 g száraz tömeg).

2.5. Teljes antioxidáns aktivitás

A minták antioxidáns potenciálját 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) vizsgálattal határoztuk meg [21]. Röviden, a DPPH 24% -os oldatát készítettük etanolban, amelyet tovább hígítottunk etanollal, amíg a spektrofotométer (BioTek, Winooski, VT, USA) 515 nm-en 1,1-et mutatott. Ennek a hígított DPPH-keveréknek rögzített térfogatát, 285 μl-t pipettáztuk 15 μL-es mintába, és a reakciót 2 órán át folytattuk. A keverék abszorbanciáját ezután spektrofotometriával követjük 515 nm-en. A gyökfogó aktivitást összehasonlítottuk a Trolox ismert hígításainak standard görbéjével. Az elemzéseket három példányban hajtottuk végre, és ezeket milligramm Trolox-ekvivalensként fejezzük ki 100 g kukoricamag-mintában (mg Trolox/100 g száraz tömeg).

2.6. Flavan-4-olok mennyiségi meghatározása kukoricaszövetből

A száraz magokat ledaráltuk, és 1 ml 30% -os HCl/70% butanol (v/v) hozzáadtunk egy porított szövethez egy Eppendorf-csőben, és 1 órán át 37 ° C-on inkubáltuk. A mintákat ezután 18 000xg sebességgel 20 másodpercig centrifugáltuk. A felülúszókat pipettázzuk a citációs mikrolemez-olvasóba (BioTek), és a minta abszorbanciáját 565 nm-en mértük, és a flavan-4-ol-tartalmat abszorbanciaként/g felhasznált magként adtuk meg.

2.7. Metabolomikai minta előkészítése és kivonása

A Bligh-Dyer extrakciós módszerrel kapott kukorica kivonatot vákuum-koncentrátorban szárazra pároltuk (Eppendorf, Hauppauge, NY, USA). A szárított poláros frakciót 50 ul 95% vízből és 5% acetonitrilből, 0,1% hangyasavat tartalmazó hígítóban oldjuk. Az elkészített mintákat ultrahanggal kezeltük 5 percig, centrifugáltuk 16 000 x g sebességgel 8 percig, és a felülúszókat HPLC autosampler ampullákba helyeztük.

2.8. HPLC-MS elemzés

2.9. Egerek kísérleti étrendkészítés

A P1-rr (F +) és a p1-ww (F−) tápanyag-összetételét a Dairy One Inc. (Ithaca, NY, USA) határozta meg a hamu, nedvesség, élelmi rost, fehérje és összes zsír (AOAC) módszereivel összhangban ( Asztal 1 ). Táplálkozási elemzési adatokat használtak étrendek megfogalmazására (Envigo, Indianapolis, IN, USA), nevezetesen 15% és 25% flavan-4-ol-tartalmú F + étrend-kiegészítéssel (F + (15) -TD.150396, F + (25) - TD. 150397), 15% flavan-4-ol-hiányos F-kiegészített étrend (F− (15) -TD. 150398) és kontroll-étrend (TD. 130852). Az étrend összetételét a 2. táblázat tartalmazza .

Asztal 1

A P1-rr (F +) és a p1-ww (F−) elemzett tápanyagtartalma.