CN114990048A - 一种藜麦种子外泌体的制备方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种藜麦种子外泌体的制备方法及其用途,制备方法包括如下步骤:(1)取藜麦种子;(2)将种子制备成裂解液,所采用的裂解采用2‑6%纤维素酶,1‑4%果胶酶,0.5‑1.0mol/L甘露醇,pH5.5‑6.0,30‑50℃酶解5‑10h;(3)a.将裂解液移动至离心管内,离心20‑40min;b.将步骤a离心所得的上清液移至新的离心管中,再次离心,以去除较大的囊泡;c.取上清,经0.4‑0.5μm滤膜过滤,收集过滤液;d.将步骤c过滤所得的上清和PEG6000溶液离心,去上清,用2‑4mL预冷PBS重悬沉淀,透析过夜;f.将透析完的重悬液转移到EP管中,8000‑12000×g,3‑5℃,50‑70min离心,去上清,预冷PBS重悬沉淀;得到外泌体。本发明制备的藜麦外泌体具有美白和抗炎效果,可作为化妆品功效成分使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种藜麦种子外泌体的制备方法及其用途。
背景技术
藜麦(Chenopodium quinoa willd.,2n=4x=36),营养全面,在蛋白质含量、蛋白质组成、脂类成分比例以及淀粉类别等方面上都显示了优越性。藜麦含有的氨基酸种类之丰富也居于众多谷物之首,特别是几种必需氨基酸。
藜麦中的脂肪酸主要以亚油酸和亚麻酸为主,脂肪酸含量比例比其他的谷类更适合人类健康要求。α-亚麻酸是短链的多不饱和脂肪酸,与细胞膜有很强的亲合力,能深入渗透皮肤内部,不仅可以补充皮肤营养,还可以促进皮肤新陈代谢,软化角质层,提高皮肤保湿度。
和其他谷物相比,藜麦的维生素含量也很丰富。如富含维生素E、β-胡萝卜素(β-carotene)、维生素V B1、V B2、V B3、V B5、V B6、V B9、V c。藜麦还包含了丰富的类胡萝卜素、叶黄素和玉米素,含量基本都在1.2-1.8mg/100g之间。这些维生素的含量都高于常规的谷物类。
但藜麦现有的使用,基本上仅作为食物使用。
外泌体(Exosomes)产生于细胞中的多泡体,是活细胞分泌的直径约为30~150nm的膜性囊泡,密度为1.13-1.19g/ml,有典型的“杯盘”形态。外泌体具有异质性,即使是同一种细胞分泌的外泌体都有可能具有很大功能区别。外泌体携带了参与细胞内信号转导的蛋白、miRNA、lncRNA、circRNA、mRNA以及其降解片段,参与细胞活动的重要调控。动物外泌体研究较多,人体细胞的外泌体研究主要在肿瘤转移、免疫调控机制、疾病发生发展、阿兹海默症和免疫疾病等疑难杂症的治疗方面崭露头角,有望成为多种疾病的早期诊断标志物。
植物的外泌体研究很有限,特别是外泌体的应用。
发明内容
本发明的主要目的,在于提供一种藜麦种子外泌体的制备方法。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是:
一种藜麦种子外泌体的制备方法,包括如下步骤:
(1)取藜麦种子;
(2)将藜麦种子制备成酶解液;所采用的裂解采用2-6%纤维素酶,1-4%果胶酶,0.5-1.0mol/L甘露醇,pH5.5-6.0,30-50℃酶解5-10h;
(3)a.将裂解液移动至离心管内,1500-2500×g,3-5℃,离心20-40min;
b.将步骤a离心所得的上清液移至新的离心管中,8000-12000×g,3-5℃,40-50min再次离心,以去除较大的囊泡;
c.取上清,经0.4-0.5μm滤膜过滤,收集过滤液;
d.将步骤c过滤所得的上清和PEG6000溶液按体积比1-2:1-2混匀,3-5度放置过夜;
e.8000-12000×g,3-5℃,50-70min离心,去上清,用2-4mL预冷PBS重悬沉淀,透析过夜;
f.将透析完的重悬液转移到EP管中,8000-12000×g,3-5℃,50-70min离心,去上清,预冷PBS重悬沉淀;得到外泌体。
优选地,种子在裂解之前先切碎或磨碎。
本发明所述的藜麦种子包括干种子,或是浸泡至初萌期的种子,或是干种子浸泡之后尚未至初萌期之间的过渡时期种子。其中,最优选是初萌期的种子。
优选地,步骤(2)中,所示的裂解液,裂解液包括4%纤维素酶,2%果胶酶,0.6mol/L甘露醇,pH5.8。
优选地,步骤(2)中,步骤(2)中,种子取出,用蒸馏水洗干净,吸干表面水分;将种子浸泡在70-80%酒精中0.5-5分钟,之后再用蒸馏水洗去酒精残留后,用无菌纸擦干,切碎或研磨成粉末,加入裂解液酶解;酶解粗液以8000-12000rpm离心0.5-2h,使酶解的组织渣质沉降,上清液过细胞筛,收取滤液。
优选地,步骤(4)中,f之后,还包括如下的纯化步骤:
将0.5-1.5mL外泌体样本缓慢加到200-300μL 25-35%蔗糖垫上,80000-120000×g离心60-80min;
取出位于下层蔗糖垫,用PBS稀释至2-4mL,80000-120000×g离心60-80min,去上清。
优选地,前述最终去上清得到的沉淀用预冷PBS重悬,外泌体保存于-80℃。
本发明的另一目的,在于提供一种藜麦种子外泌体,其是根据前述的方法制备得到。
本发明的再一目的,在于提供所述的藜麦种子外泌体在制备美白化妆品中的应用。
本发明的再一目的,在于提供所述的藜麦种子外泌体在制备消炎用品中的应用。
本技术方案与背景技术相比,具有如下优点:
1、申请人研究意外发现,藜麦种子尤其是初萌藜麦种子的细胞外泌体具有显著的皮肤抗炎和抑制黑色素生成的作用,能够作为美白或者去痘化妆品的功能成分。
2、本发明的制备方法,制得的外泌体活性强。
4.在美白或是消炎效果上,图6-8体现了藜麦外泌体的消炎效果,图9-11体现了藜麦外泌体的美白效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为实施例1制备得到的藜麦外泌体的电镜图,左边为处理1提取的外泌体,右边为处理2提取的外泌体。
图2为BCA测定外泌体蛋白浓度的标准曲线1。
图3为处理1和处理2对HSF细胞活力影响的检测。
图4为处理1和处理2对A375细胞活力影响的检测。
图5为外泌体处理后HSF细胞生长情况。
图6为外泌体处理后HSF细胞迁移能力。
图7为外泌体处理后HSF细胞迁移能力变化统计学分析。
图8为藜麦外泌体可以抑制IL-1β炎症因子的表达
图9为外泌体处理后A375细胞生长情况。
图10黑色素含量检测。
图11酪氨酸酶检测。
具体实施方式
实施例1
主要试剂与仪器
一.初萌藜麦(处理1)和干藜麦(处理2))裂解液的制备
初萌种子:种子吸胀充分后胚芽露白
1将藜麦取出,用蒸馏水洗干净,用滤纸吸干表面水分。
2所有取样器械经过高温高压灭菌后,在超净台中进行,将样本浸泡在75%酒精中1分钟,之后再用蒸馏水洗去酒精残留后,用无菌纸擦干,切碎(研磨成粉末50g),加入酶液500mL(4%纤维素酶,2%果胶酶,0.6mol/L甘露醇,pH5.8),50℃酶解6h。
3样本以10000rpm离心1h,使酶解的组织渣质沉降,上清液过细胞筛,收取滤液。
4取滤液用300KD透析袋透析过夜,透析液为1×PBS。得到细胞液,测浓度,其余-80℃保存。
二.从藜麦细胞液中提取外泌体
1在37℃中速融步骤一中制备得到的藜麦裂解液样本。
2将样本移动至一个新的离心管内,2000×g,4℃,30min离心。
3小心的将上清液移至新的离心管中,10,000×g,4℃,45min再次离心,以去除较大的囊泡。
4取上清,经0.45μm滤膜过滤,收集过滤液。
5将相同体积的上清和PEG6000溶液混匀,4度放置过夜。
6 10,000×g,4℃,60min离心,去上清,用3mL预冷PBS重悬沉淀,透析过夜。
7将透析完的重悬液转移到EP管中,10,000×g,4℃,60min离心,去上清,1000μL预冷PBS重悬沉淀。
8.将1mL外泌体样本缓慢加到250μL 30%蔗糖垫(重水配制)上,100,000×g离心70min。
9.取出250μL位于下层的30%蔗糖垫,用PBS稀释至3mL,100,000×g离心70min,去上清。
10.沉淀用300μL预冷PBS重悬,取20μL电镜、10μL提蛋白,剩余外泌体保存于-80℃。
处理1和处理2的外泌体样品透射电镜结果如图1所示。
外泌体样品蛋白提取及浓度测定
1在37℃中速融外泌体,并迅速加入5×的RIPA裂解液。
2混匀后在冰上裂解30min,期间混匀。
3配制BCA法测蛋白浓度的标准样品,并取5μL样品加入到BCA混合液中,混匀。
4 37℃孵育30min,酶标仪上在OD562 nm处检测吸光值并记录。
5根据标准曲线(图2)算出待测样品蛋白浓度
将外泌体蛋白测出的OD562分别带入到以上公式(见图2)进行计算,提取得到的外泌体蛋白浓度及总质量见下表,表明两种处理提取的外泌体质量都适合接下来的试验。
实施例2藜麦外泌体的功能验证
RIPA裂解液
调整pH至7.5,4℃保存,使用前加入蛋白酶抑制剂。
2.1细胞基础培养
HSF(人皮肤成纤维细胞)、A375(人黑色素瘤)在含有1%双抗、10%胎牛血清的完全培养液(HSF使用1640培养基、A375使用DMEM培养基),37℃、5%CO2保持饱和湿度培养,细胞密度约80-90%时进行常规传代。加入初萌藜麦(处理1)和干藜麦(处理2)制备的细胞液后,结果表明处理1具有更好的综合表现,所以选用处理1的细胞液进行接下来的功能试验。如图3和图4所示。
HSF细胞将采用LPS(lipopolysaccharide脂多糖)处理进行炎症造模,后续开展添加外泌体处理,进行细胞迁移能力检测。对A375细胞后续将开展外泌体处理,进行黑色素含量及酪氨酸酶活性检测。
2.2细胞处理(炎症模型)
HSF细胞按照3×105个/孔铺板至6cm板,待细胞贴壁后使用10μg/mL的LPS处理HSF细胞20小时,添加含或不含外泌体的完全培养基处理细胞48h,模型细胞做阳性对照,正常未处理细胞为阴性对照,处理48h后,检测细胞功能变化。如图5.
2.2.1Transwell法检测细胞迁移能力
1)消化HSF细胞,无血清培养基洗3次,计数,配成5×105个/mL细胞悬液;上室每孔加入100μL细胞悬液。
2)下室中加入500μL含10%血清及工作浓度为10μg/mL LPS的完全培养基。
3)37℃培养箱中,培养20h后,去除下室培养基,添加含5μg/mL的外泌体进行处理,48h后,检测穿过的细胞数:取上室,以棉签拭去小室滤膜上的细胞。PBS洗后将小室置于4%多聚甲醇固定20min,弃固定液,用1%结晶紫乙醇溶液孵育30min进行染色,1×PBS洗后倒置于普通显微镜下随机拍照。结果如图6,表明有促进细胞迁移的能力。4)结果统计分析。
统计学分析结果如图7所示。结果表明处理1外泌体可以修复LPS导致的迁移变慢。
2.2.2qPCR检测炎症因子表达
收集2.2中细胞qPCR检测IL-1β炎症因子的表达水平,结果如图8所示。结果表明处理2外泌体可以抑制IL-1β炎症因子的表达。
综合2.2结果,证明藜麦初萌种子外泌体对皮肤表皮细胞具有较好的消炎作用。
2.3细胞处理(A375)
A375细胞按照2×107个/孔铺板至15cm板,待细胞贴壁后添加含或不含外泌体的完全培养基处理细胞72h。各组状态均良好。如图9所示。
2.3.1样品准备及浓度测定
样品准备
1)收集细胞:显微镜下观察细胞状态,移除培养基,加入4℃预冷的PBS轻轻晃动洗涤细胞,弃洗液;
2)胰酶消化细胞,收集细胞沉淀,并PBS洗涤1次;
3)加200μL已加入PI和PMSF的RIPA裂解液;
4)超声破碎;
5)离心机15000×g,4℃,离心15min后收集上清即为实验样本。
蛋白浓度测定(BCA法)
1)从-20℃取出2mg/mL BSA,置冰上融化后,备用;
2)取若干1.5mL离心管,分别标记为0,1,2,3,5,7,蛋白1,蛋白2,蛋白3等等;
3)按每管400μL确定BCA工作液的重量,将A液和B液50:1均匀混合,避光备用;
4)按下表在各管中加入各种试剂
5)涡旋混匀,瞬离,将管壁液体离下;
6)37℃水浴锅避光孵育30min;
7)按每管两个复孔分装至96孔酶标板,注意避免产生气泡;
8)多功能酶标仪检测OD 562nm,根据标准曲线,分别计算不同蛋白的浓度。
2.3.2黑色素含量检测
将所有样本蛋白浓度调整为5.77μg/μL,取100μL样本用于OD470测定,每个样本3孔重复。
结果如图10所示,藜麦外泌体可抑制细胞中黑色素含量。
2.3.3酪氨酸酶活性检测
收集2.3.1中细胞进行酪氨酸酶检测。在总体积3.0mL的酶活反应测定体系中,加入200μL含577μg蛋白样本和0.5mmol·L-1左旋多巴底物溶液2.8mL,充分混匀,37℃水浴保温10min后,于波长475nm处测得样液组吸光度值。
结果如图11所示,藜麦外泌体可降低酪氨酸酶活性(黑色素合成限速酶)。
综合2.3实施,表明初萌藜麦外泌体具有较好的美白功效。
数据
每个试验三次生物学重复,细胞活力设6次生物学重复,数据采用SPSS软件进行生统分析。其余试验数据用Duncan法进行多重比较,表示为3次重复的平均值±SE,标有不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05),标有相同小写字母表示组间差异不显著(P>0.05);标有不同大写字母表示组间差异显著(P<0.01),标有相同大写字母表示组间差异不显著(P>0.01)。
以上所述,仅为本发明较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种藜麦种子外泌体的制备方法,包括如下步骤:
(1)取藜麦种子;
(2)将藜麦种子制备成裂解液;所采用的裂解采用2-6%纤维素酶,1-4%果胶酶,0.5-1.0mol/L甘露醇,pH5.5-6.0,30-50℃酶解5-10h;
(3)a.将裂解液移动至离心管内,1500-2500×g,3-5℃,离心20-40min;
b.将步骤a离心所得的上清液移至新的离心管中,8000-12000×g,3-5℃,40-50min再次离心,以去除较大的囊泡;
c.取上清,经0.4-0.5μm滤膜过滤,收集过滤液;
d.将步骤c过滤所得的上清和PEG6000溶液按体积比1-2:1-2混匀,3-5度放置过夜;
e.8000-12000×g,3-5℃,50-70min离心,去上清,用2-4mL预冷PBS重悬沉淀,透析过夜;
f.将透析完的重悬液转移到EP管中,8000-12000×g,3-5℃,50-70min离心,去上清,预冷PBS重悬沉淀;得到外泌体。
2.根据权利要求1所述的一种藜麦种子外泌体的制备方法,其特征在于:所述的藜麦种子包括干种子,或是浸泡至初萌期的种子,或是干种子浸泡之后尚未至初萌期之间的过渡时期种子。
3.根据权利要求1所述的一种藜麦种子外泌体的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,种子裂解之前先切碎或磨碎。
4.根据权利要求1所述的一种藜麦种子外泌体的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,裂解液包括4%纤维素酶,2%果胶酶,0.6mol/L甘露醇,pH5.8。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种藜麦种子外泌体的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,种子取出,用蒸馏水洗干净,吸干表面水分;将种子浸泡在70-80%酒精中0.5-5分钟,之后再用蒸馏水洗去酒精残留后,用无菌纸擦干,切碎或研磨成粉末,加入裂解液酶解;酶解粗液以8000-12000rpm离心0.5-2h,使酶解的组织渣质沉降,上清液过细胞筛,收取滤液。
6.根据权利要求1所述的一种藜麦种子外泌体的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,f之后,还包括如下的纯化步骤:
将0.5-1.5mL外泌体样本缓慢加到200-300μL 25-35%蔗糖垫上,80000-120000×g离心60-80min;
取出位于下层蔗糖垫,用PBS稀释至2-4mL,80000-120000×g离心60-80min,去上清。
7.根据权利要求5所述的一种藜麦种子外泌体的制备方法,其特征在于:
最终去上清得到的沉淀用预冷PBS重悬,外泌体保存于-80℃。
8.一种藜麦种子外泌体,根据权利要求1至7任一项所述的方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的一种藜麦种子外泌体在制备美白化妆品中的应用。
10.根据权利要求8所述的一种藜麦种子外泌体在制备消炎用品中的应用。
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