CN110006871A - 一个基于外源性组胺检测的细胞模型以及应用 - Google Patents
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Abstract
组胺是组氨酸在组氨酸脱羧酶的作用下脱羧基产生的炎性介质,它通过4种细胞膜上的受体发挥生物学作用,其中组胺4型受体在淋巴细胞上表达,在骨髓、脾、肺等与炎症相关部位高度表达。二肽肽酶I是一种溶酶体半胱氨酸蛋白酶,在淋巴细胞激活时释放。果酒类制造业中,组胺含量是一个重要的果酒质量标准,但由于发酵过程中不同程度的污染以及菌种本身的质量会导致果酒产品中组胺含量参次不齐,食用含有高组胺含量的果酒,容易引起机体一系列不良反应。本专利利用组胺可以与组胺4型受体结合而激活淋巴细胞并释放二肽肽酶I的特点,建立了一个快速测定外源性组胺的方法,可用于果酒等食品中组胺含量的质量控制,也可用作动植物组织中的组胺含量检测。
Description
技术领域
本发明涉及到一个基于外源性组胺检测的细胞模型以及应用。
背景技术
组胺(histamine)是肥大细胞、嗜碱性粒细胞、树突状细胞等免疫细胞在脱羧酶的作用下使组氨酸脱羧基产生的炎性介质。组胺对机体具有重要的影响,尤其在过敏性疾病机制中,这些免疫细胞被激活释放组胺,同时组胺又可以进一步激活其他免疫细胞。组胺可引起毛细血管扩张,使血管通透性增强,造成局部组织水肿;组胺会导致支气管平滑肌收缩、痉挛;并在细胞因子释放和粘附过程中发挥重要作用。
组胺是通过相应的4种细胞膜受体发挥生物学作用的。这4种受体在在表达、信号转导及其生理功能等方面均不同,其中组胺4型受体(H4R)是近年来新发现的受体,在淋巴细胞,中性粒细胞和树突状细胞上广泛表达,也在骨髓、外周血、脾、肺等与炎症相关部位高度表达。
研究发现,不仅是内源性组胺,来自食物或环境的外源性组胺也会诱发疾病,尤其是食物中的组胺会引起的机体快速反应,比如食物过敏,血管肿大等。各个国家都对食品(包括酒类、调味品、水产品、肉类等)中组胺含量制定了限量标准。组胺在微生物发酵或微生物腐败的过程中产生,比如,高含组氨酸的酒类和奶制品发酵、鱼虾等水产品腐烂过程中在酶及微生物的共同作用下产生大量组胺。
果酒类制造业中,组胺含量是一个重要的果酒质量标准,国际上已经对葡萄酒中的组胺制定了明确的限量标准,在瑞士规定含量不得高于10mg/L,而德国、比利时、法国限量标准更低,分别为2mg/L、5.6mg/L、8mg/L。但由于发酵过程中不同程度的污染以及菌种本身的质量会导致果酒产品中组胺含量参次不齐,甚至高组胺含量的劣质酒也有出现在市场和被消费。食用含有高组胺含量的果酒,容易引起组胺中毒,导致头晕、心跳加快、脉快、胸闷和呼吸促迫、血压下降、呕吐等症状。
二肽肽酶I(DPPI),是肽酶C1家族的溶酶体外半胱氨酸蛋白酶,高表达于各类免疫颗粒细胞(包括肥大细胞、中性粒细胞和细胞毒性淋巴细胞等)。DPPI是激活炎性细胞中的颗粒丝氨酸蛋白酶的激活酶,许多过敏性疾病和炎性疾病的发病都是和这些炎性蛋白酶活性增加有关。所以利用外源性组胺通过H4R激活淋巴细胞,进一步释放二肽肽酶I的细胞机制,我们建立了一个基于外源性组胺检测的细胞模型,并且应用于果酒等食品的质量控制,间接指示组胺含量。
本专利利用外源性组胺可以激活免疫淋巴细胞从而引起二肽肽酶I释放的特点,建立了一个可以快速测定食物中外源性组胺含量的方法。
发明内容
1.原代大鼠骨髓淋巴细胞的提取和细胞DPPI活性确认
取 Wistar 大鼠(6-8周),脱颈椎处死,剔除大腿上的肌肉组织,取出腿骨,用含4%青链霉素混合液的灭菌过的PBS冲出腿骨中的淋巴细胞,在200目细胞筛上过滤细胞悬液,并用红细胞裂解液去除红细胞,细胞悬液于37℃、5% CO2培养箱中过夜,去除贴壁细胞,获得较纯的骨髓淋巴细胞;检测淋巴细胞DPPI活性,以确认该收获的细胞可用。
2.基于外源性组胺检测的细胞模型的建立
利用本研究室设计和合成以苯丙氨酸-甘氨酸DPPI特异性底物GF-AFC以及建立的DPPI活性检测方法,建立基于外源性组胺检测的细胞模型。
白色荧光96孔板,每孔加入50μL新鲜的原代大鼠骨髓淋巴细胞(106个/mL),将外源性组胺(标准品)梯度稀释,浓度分别0.001、0.01、0.1、1、10mM。分别每孔加入10μL上述不同浓度的外源性组胺,置于37℃,干预30分钟后,再加入10μL含0.5mM GF-AFC的DPPI缓冲液(25mM柠檬酸,10mM NaCl),在激发波长400nm和发射波长492nm条件下检测荧光强度,并计算DPPI活性(Vmax)。
将无水乙醇(阴性对照)梯度稀释,浓度分别1.65、3.75、7.5、15、30%。白色荧光96孔板,每孔加入50μL新鲜的原代大鼠骨髓淋巴细胞(106个/mL),分别每孔加入10μL上述不同浓度的乙醇,37℃干预30分钟后,再加入10μL含0.5mM GF-AFC的DPPI缓冲液(25mM柠檬酸,10mM NaCl),在激发波长400nm和发射波长492nm条件下检测荧光强度,计算DPPI活性(Vmax)。我们的实验结果发现,在低浓度范围内酒精浓度对DPPI活性的检测结果没有影响。
3.标准曲线的建立
以上述外源性组胺的浓度为横轴、以DPPI活性为纵轴建立标准曲线。
4.利用细胞模型快速检测果酒中组胺含量是否超标
随机抽取果酒生产工厂中生产的同一批次、同一酒精度(平行条件)的果酒。
白色荧光96孔板,每孔加入50μL新鲜的原代大鼠骨髓淋巴细胞(106个/mL),分别每孔加入10μL随机抽取的果酒,37℃干预30分钟后,再加入10μL含0.5mM GF-AFC的DPPI缓冲液(25mM柠檬酸,10mM NaCl),在激发波长400nm和发射波长492nm条件下检测荧光强度,计算DPPI活性(Vmax1);将国家限量标准的组胺加入同一浓度的酒精溶液中配制标准溶液,测其DPPI活性(Vmax0)。
4.1外源性组胺含量计算:通过组胺浓度-DPPI活性标准曲线计算待测果酒样品和标准溶液中外源性组胺含量,分别用C1和C0表示。
4.2 变异系数的确认CV (Coefficient of Variance):以上检测均重复3-6次,CV% 小于10%为有效。CV(变异系数)的计算公式:CV% = SD/MN*100%(标准偏差SD、平均值MN)。
4.3 快速筛选出组胺含量超标的果酒:我们可以使用以下公式a= k×(C1/ C0),k为校正系数,若a≤1则该果酒中组胺含量未超标;若a>1则该果酒中组胺含量超标。
附图说明
图1. 外源性组胺(标准品)增加骨髓淋巴细胞中DPPI活性表达,并呈浓度依赖
外源性组胺对骨髓淋巴细胞中DPPI活性有体外激活作用,并呈浓度依赖。组胺浓度分别为0、0.001、0.01、0.1、1、10时,DPPI活性(Vmax)分别为1.61、1.78、2.09、2.37、2.17、2.35。(A)以外源性组胺的浓度为横轴、以DPPI活性为纵轴建立的线性标准曲线;(B)以lg(外源性组胺的浓度)为横轴、以DPPI活性为纵轴建立标准曲线(log-dose vs response)。可能是外源性组胺通过淋巴细胞上的组胺4型受体刺激淋巴细胞使其分泌DPPI,DPPI是激活炎性细胞使其炎性蛋白酶活性增加,引起细胞内的变化和细胞外基质中的酶链级反应,造成基质降解和组织重塑,导致组织损伤和慢性炎症。
Claims (6)
1.利用外源性组胺可以通过通过结合淋巴细胞表面组胺4型受体从而激活免疫淋巴细胞,并引起细胞释放二肽肽酶I的特点,建立一个可以快速测定食物和动植物组织中外源性组胺含量的方法。
2.细胞模型:提取大鼠原代淋巴细胞并确认细胞DPPI活性。
3.外源性组胺对淋巴细胞有体外激活作用,激活后的淋巴细胞释放DPPI,并呈组胺浓度依赖。组胺浓度分别为0、0.001、0.01、0.1、1、10时,DPPI活性(Vmax)分别为1.61、1.78、2.09、2.37、2.17、2.35。
4.乙醇对照组的设定:乙醇对淋巴细胞中DPPI活性有体外抑制作用,抑制率和高浓度(7-30%乙醇浓度)相关。而当乙醇浓度在低浓度范围内(0-3.75%),对DPPI活性(Vmax)无影响。
5.通过建立的细胞模型,测果酒样品中DPPI活性,根据外源性组胺浓度-DPPI活性标准曲线可计算出果酒样品中组胺的含量。
6. 使用公式快速筛选出组胺含量超标的果酒:a= k×(C1/ C0),k为校正系数,若a≤1则该果酒中组胺含量未超标;若a>1则该果酒中组胺含量超标。
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