植物乳桿菌胞外多糖對小鼠樹突狀細胞分泌的調控

董偉，唐彥君，劉寧，2

(1.東北農業大學食品學院乳品科學教育部重點實驗室，哈爾濱 150030；2.國家乳業工程技術研究中心，哈爾濱 150086)

植物乳桿菌胞外多糖對小鼠樹突狀細胞分泌的調控

董偉1，唐彥君1，劉寧1，2

(1.東北農業大學食品學院乳品科學教育部重點實驗室，哈爾濱 150030；2.國家乳業工程技術研究中心，哈爾濱 150086)

采用細胞因子誘導法，以加入重組小鼠粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(rmGM-CSF)、重組小鼠白細胞介素-4(rmIL-4)及10%胎牛血清的RPMI1640為完全培養基培養樹突狀細胞(DCs)。實驗組加入植物乳桿菌胞外多糖，脂多糖LPS和RPMI1640分別作為陽性和空白對照。采用Griess法和雙抗體夾心ELISA檢測DCs分泌NO，促炎癥因子IL-12p70，抗炎癥因子IL-10和趨化因子RANTES的濃度。結果表明：植物乳桿菌胞外多糖刺激DCs后，DCs分泌NO、IL-12p70、IL-10和RANTES的濃度分別是空白組的110%、194%、76%和133%，且呈劑量依賴關系。植物乳桿菌胞外多糖能促進小鼠骨髓來源的DCs分泌能力。

植物乳桿菌胞外多糖；樹突狀細胞；細胞因子；分泌

0 引言

樹突狀細胞(dentritic cell,DC)是目前已知的體內功能最強的抗原呈遞細胞[1]，是唯一能激活CD4+Th0細胞的抗原呈遞細胞(APCs)，在機體的免疫防御中起特殊功能[2,3]。尤其Th1細胞和Th2細胞分化和功能平衡在維持機體免疫自穩中占有重要位置。Th0細胞的分化受DC所控制[4,5]。

乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)是乳酸菌在生長代謝過程中分泌到周圍培養基的黏液多糖(slime polysaccharides, SPS)以及連接在菌體表面的莢膜多糖(capsularpolysaccharides,CPS)的總稱[6]。它不僅具有改善發酵食品流變、口感和質構的重要作用，而且具有促進人體健康的重要生理作用，如抗誘變、抗腫瘤、免疫調節、降膽固醇等活性[7]。本研究探討植物乳桿菌胞外多糖對體外培養小鼠骨髓DCs分泌功能的調控作用，以進一步闡明植物乳桿菌胞外多糖的免疫調節機制。

1 材料

1.1 實驗動物

本研究動物規格BALB/cj(I-Ad)小鼠，雌雄各半，體質量18～22 g，周齡6～8周，SPF級。飼養于無特定病原體環境，環境溫度24℃，濕度40%～60%，光照12 h，實驗前靜養1周左右。

1.2 菌種

植物乳桿菌Lactobacillus plantarum，經16S rDNA序列比對鑒定為植物乳桿菌。

1.3 試劑與儀器

RPMI1640培養液，胎牛血清，重組小鼠粒細胞巨噬細胞集落刺激因子rmGM-CSF及重組小鼠白細胞介素-4(rmIL-4)，磷酸脂多糖LPS，NO檢測試劑盒，小鼠IL-12p70 ELISA檢測試劑盒、小鼠IL-10 ELISA檢測試劑盒和小鼠RANTES ELISA檢測試劑盒。其他化學試劑NaCl，KCl，NH4Cl，NaHPO4·H2O，KH2PO4和HCl等均為分析純。實驗用設備HF90型CO2培養箱，DHP-9082型電熱恒溫培養箱，超凈工作臺，GL-21M型高速冷凍離心機，LD4-2型低速離心機，真空冷凍干燥機，倒置顯微鏡，酶聯免疫檢測儀。

2 方法

2.1 植物乳桿菌胞外多糖的提取

植物乳桿菌(L.plantarum)按體積分數3%接種量接種于SDM培養基中，37℃培養20 h后，經離心、三氯乙酸脫蛋白、乙醇沉淀、透析和凍干等步驟分離純化得到粗胞外多糖，命名為EPS[8]。

2.2 小鼠骨髓樹突狀細胞的體外誘導及培養

小鼠骨髓樹突狀細胞的分離與培養主要是參照Inaba[9～11]等人的方法并稍做改動，取6～8 w周齡，體重18～22 g BALB/cj(I-Ad)小鼠，雌雄各半。經脫頸椎處死，立即浸入體積分數為75%酒精中浸泡5 min，于超凈臺內無菌分離股骨和脛骨，將肌肉和肌腱去除干凈后放入無菌PBS中。剪掉股骨兩端，以無菌注射器吸取1 mL RPMI1640培養液，沖洗骨髓，可沖洗出絕大部分的骨髓細胞。經Tris-NH4Cl裂解紅細胞后，懸浮于含有10%胎牛血清的RPMI1640完全培養液其中含有rmGM-CSF(終質量濃度20 μg/L)和rmIL-4(終質量濃度20 μg/L)，放入37℃（質量分數為5%CO2）培養箱中培養。24 h后傾去懸浮的細胞，更換新的培養液，同時補足rmGM-CSF和rmIL-4的濃度，96 h后半量換液，在第6 d收集疏松貼壁的細胞為小鼠骨髓來源的樹突狀細胞，實驗備用。

2.3 細胞因子分泌的誘導

用無菌吸管將培養6 d的半貼壁的樹突狀細胞輕輕吹下，在300 g條件下離心5 min收集細胞，重新懸浮于RMPI1640完全培養基中，并補足rmGM-CSF和rmIL-4，調整細胞濃度為1×105mL-1，按每孔1 mL的劑量加入到細胞24孔板中，分為實驗組和對照組。實驗組加入植物乳酸菌胞外多糖EPS終質量濃度為分別為25，50，100，150和200 mg/L；其他孔則加入終質量濃度為1 mg/L的脂多糖(LPS)和適量的RPMI1640完全培養液的孔作為陽性對照和空白對照。將24孔板放入37℃，質量分數為5%的CO2的細胞培養箱中培養24 h，收集細胞上清液凍存于-80℃冰箱。

2.4 細胞因子的檢測

收集共培養的上清液，Griess法測定細胞培養上清中的NO2-，間接反映DCs生成NO的量，按照說明書進行操作。NO濃度=測定管吸光度-空白管吸光度/標準管吸光度-空白管吸光度×標準品濃度100 μmol/L×樣品測試前稀釋倍數。采用雙抗體夾心酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測細胞培養上清液中IL-12p70、IL-10和RANTES的濃度，實驗按照ELISA試劑盒的操作步驟來進行。反應終止后用酶標(BIO-TEK)檢測450 nm吸光度(A450)值，再根據標準曲線確定細胞因子的濃度。

2.5 數據處理

各組數據以±s表示。應用SPSS 11.5軟件進行統計處理，采用One-wayANOVA方法分析各組之間差異顯著性。P＜0.05表示差異顯著，P＜0.01表示差異極顯著。

3 結果與分析

3.1 EPS對BMDCs分泌因子NO的影響

EPS對DCs分泌炎癥因子NO的影響情況如圖1所示。實驗組和對照組DCs均分泌因子NO，不同濃度EPS作用DCs分泌NO的能力均有所提高，Griess法結果顯示DC在未做任何處理時(即RPMI1640組)NO分泌的量為298.38±1.13 μmol/L，經EPS處理的DC能夠分泌高水平的NO，在EPS質量濃度為50、100和200 μg/mL時，NO分泌量分別為308.03±0.28、315.63±0.20和329.52±0.45 mol/L。

圖1中，*為與空白組相比顯著，P＜0.05；**為與空白組相比極顯著，P＜0.01。下同。

NO在哺乳動物機體的物質代謝、信息傳遞以及防御疾病方面起重要作用。目前很多研究表明，NO的誘導合成是活化的巨嗜細胞殺傷腫瘤細胞的主要機制之一。本結果顯示植物乳桿菌胞外多糖能夠提高DCs分泌NO的能力，說明EPS可通過增強DCs的分泌NO來發揮免疫調節的作用，進而起到抗腫瘤活性的功能。

3.2 EPS對BMDCs分泌促炎癥因子IL-12p70及抗炎癥因子IL-10的影響

IL-12p70是初始T細胞分化為Th1細胞過程中分泌的Th1型細胞因子，而IL-10則是Th2型細胞因子。實驗結果由圖2（a）可知，RPMI1640組共培養的DCs IL-12p70分泌的量為（52.25±2.00）ng/L，經EPS 25、50、100、150 mg/L和200 mg/L處理后，IL-12p70的分泌量分別為82.92±1.89、86.92±2.08、88.25±1.80、 92.25±2.50及（101.25±3.00）ng/L。表明EPS各組均刺激未成熟DCs分泌Th1型細胞因子IL-12p70(P＜0.01)，相反從圖2（b）中可以看出，EPS各濃度均降低DCs分泌IL-10的能力(P＜0.01)，說明DCs對Th2型細胞因子IL-10的分泌則具有顯著抑制作用。IL-10分泌量降低與IL-12p70分泌量的增加是呈正相關的。

3.3 EPS對BMDCs分泌趨化因子RANTES的影響

由圖3可知，與未處理組相比(60.91 ng/L±9.48 ng/L)，EPS處理組RANTES的分泌均顯著升高(P＜0.05)。表現為：EPS質量濃度為25、100和200 mg/L時，對應的RANTES的分泌量分別為64.46±7.53、70.62± 6.62及(81.05±4.90)ng/L，呈劑量依賴關系。

4 結論

本研究發現EPS能夠刺激未成熟DCs分泌Th1型細胞因子IL-12p70，對Th2型細胞因子IL-10的分泌則具有顯著抑制作用(P＜0.05)，并且這種作用呈劑量依賴性，同時EPS能夠誘導未成熟DCs分泌RANTESThl型趨化因子和NO，而且這種促進作用在較低濃度比較顯著(P＜0.05)。由此可見，EPS可以通過調節DCs分泌不同類型的細胞因子及趨化因子，誘導機體偏向Thl型細胞免疫應答，以及促進機體由固有性免疫向適應性免疫過渡。實驗結果揭示EPS的免疫調節活性與EPS提高DCs的分泌能力有關，可以為EPS的免疫調節機制做初步解釋。但是，EPS對DCs分泌功能影響的分子免疫學機制還不是很清楚，有待于進一步研究。

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Effects of exopolysaccharide from Lactobacillus plantarum on secretion of dendritic cells in the mouse marrow

DONG Wei1,TANG Yan-jun1,LIU Ning1，2
(1.Key Lab of Dairy Science,Ministry of Education,College of Food Science,Northeast Agricultural University, Harbin 150030，China;2.National Dairy Engineering&Technical Research Center,Harbin 150086，China)

By cytokine-induce method dendritic cells(DCs)generated from bone marrow of BALB/c mouse were cultured in complete RPMI 1640 medium containing 10%FBS,rmGM-CSF and rmIL-4.Lactobacillus exopolysaccharide,lipopolysaccharide LPS and RPMI1640 were added to cells,respectively.Level of NO was detected by NO analyzing Kit.The level of mouse IL-12p70,IL-10 and RANTES in culture supernatant was determined by sandwich enzyme-linked immunosorbent assay.Lactobacillus exopolysaccharide could increase the secretion of NO,proinflammatory factor IL-12p70,anti-inflammatory factor IL-10 and chemokines RANTES,were 110%,194%,76%and 133%of the control group respectively,and expressing dose-dependent effect.Lactobacillus exopolysaccharide could promote the secretion of murine bone marrow-derived.

Lactobacillus exopolysaccharides;dendritic cell;cell factor;secretion

Q93-33

A

1001-2230（2011）06-0014-03

2011-03-21

教育部創新團隊基金(IRT-0959-202)；哈爾濱市科技創新人才研究專項資金項目(2011RFXXN042)。

董偉（1984-），女，碩士研究生，研究方向為食品營養。

劉寧