發(fā)酵茶葉水浸出物對PC12神經(jīng)細胞保護作用

張梁，韓煜暉，秦金花

（安徽農(nóng)業(yè)大學茶葉生物化學與生物技術(shù)教育部重點實驗室，安徽合肥230036）

發(fā)酵茶葉水浸出物對PC12神經(jīng)細胞保護作用

張梁，韓煜暉，秦金花

（安徽農(nóng)業(yè)大學茶葉生物化學與生物技術(shù)教育部重點實驗室，安徽合肥230036）

采用高效液相色譜（HPLC）分析普洱茶、烏龍茶、綠茶和紅茶連續(xù)三次水浸泡物中茶多酚類及嘌呤類生物堿的含量。利用PC12神經(jīng)細胞損傷模型比較四種茶葉提取物對于PC12神經(jīng)細胞的保護作用。采用熱90℃，30min/次，25倍量水，連續(xù)3次浸泡4種茶葉，第1次和第2次提取能夠獲得茶葉中的主要多酚類物質(zhì)。普洱茶、烏龍茶、綠茶和紅茶中前兩次總多酚類成分的提取率為99.38％、94.50％、87.49％、99.15％，而嘌呤類生物堿的提取率為97.57％、95.81％、88.01％、97.95％。PC12神經(jīng)細胞活性測試結(jié)果顯示各種茶葉提取物對谷氨酸導致的神經(jīng)細胞興奮性毒性損傷具有較好的保護作用，而對過氧化氫以及BSO導致的細胞損傷并無顯著影響。

茶葉；PC12神經(jīng)細胞；損傷；多酚

阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease，AD）是老年人中最常見的神經(jīng)退行性疾病之一，是造成癡呆的主要原因，占癡呆患者總數(shù)的2/3以上，在65歲以上人群中，西方約有5％的人患此病，我國60歲以上人群AD的患病率為3％～5％[1]。AD病因為多因素參與，發(fā)病機制尚不完全清楚。但是，一般認為神經(jīng)細胞興奮性毒性和氧化損傷是阿爾茨海默病的兩個發(fā)病機理[2]。腦缺血缺氧后神經(jīng)細胞的死亡是一個復雜的過程。細胞外液中谷氨酸積聚造成興奮毒性損傷是神經(jīng)元死亡的始動因素，而由于過氧化物過度聚集導致的（·O2-）自由基，導致細胞膜的脂質(zhì)過氧化等一系列鏈式反應，也會造成細胞的凋亡[3]。

PC12細胞株源于大鼠嗜鉻細胞瘤，已被廣泛用于神經(jīng)細胞死亡方式及神經(jīng)毒方面的研究[4]。鑒于許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生都與興奮性氨基酸谷氨酸介導的神經(jīng)毒性作用相關(guān)，本實驗比較了各種茶葉提取物對于谷氨酸神經(jīng)毒性的抑制作用。此外，GSH合成酶抑制劑丁胱亞磺酰亞胺（buthionine sulfoximine，BSO）以及過氧化氫造成神經(jīng)細胞損傷模型也被用于比較各種茶葉的神經(jīng)細胞損傷保護作用[5-7]。基于此，我們運用體外培養(yǎng)神經(jīng)元的方法，初步觀察了各種茶葉提取物對培養(yǎng)神經(jīng)元存活的作用，同時在谷氨酸等多種神經(jīng)毒素的神經(jīng)毒損傷的基礎(chǔ)上觀察茶葉成分對該損傷是否具有保護作用。

1 材料和儀器

1.1 樣品

收集市面上主流的茶葉樣品，收集的樣品范圍包括了普洱熟茶、烏龍茶、綠茶和紅茶，各種茶葉樣品詳細情況如表1所示。

表1 各茶葉樣品來源Table1 Details of tea samples

1.2 藥品與試劑

兒茶素（C）、表兒茶素（EC）、沒食子兒茶素（GC）、表沒食子兒茶素（EGC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（GCG）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、沒食子酸（GA）、咖啡堿（CA）、可可堿（THE）標準品純度均大于98％。

乙腈（色譜純）為天津天津彪仕奇科技發(fā)展公司產(chǎn)品，自制雙蒸水。

1.3 儀器

高效液相色譜儀HP 1100系列（四元泵，在線脫氣機，自動進樣器，柱溫箱，紫外檢測器）：美國Agilent公司；電子分析天平BP211D：瑞士Sartorius公司；無菌超凈工作臺：蘇州臨海凈化設(shè)備公司；二氧化碳培養(yǎng)箱（MCO-15AC）：日本SANYO公司；SUNRISE酶標儀：奧地利TECAN Austria GmbH公司。

1.4 色譜條件

色譜柱AgilentZORBAXSB-AqC18（250mm×4.6mm，5μm），帶保護柱；流動相為乙腈（A）-0.6％甲酸水（B），運行時間為60min，梯度洗脫條件如下：5∶95-30∶70（0～60min）；柱溫為30℃；流速為0.8mL/min；檢測波長為280 nm。

1.5 樣品配置

取各種茶葉粗粉（過4號篩）2.0 g，精密稱定，置于具塞三角瓶中，加入25倍量水，90℃條件下浸泡30min，每隔10分鐘晃動一次，取出，補重，室溫下放置20min，連續(xù)提取3次，分別取上清液過0.22μm微孔濾膜，續(xù)濾液進樣5μL，HPLC檢測。

取各種茶葉提取液1mL，過0.22μm微孔濾膜，收集續(xù)濾液，于40℃條件下真空干燥，采用1mL的DMSO復溶，過0.22μm微孔濾膜，作為PC12神經(jīng)細胞活性測試樣品。

1.6 細胞培養(yǎng)與測試

細胞用含體積分數(shù)為10％新生牛血清的高糖DMEM培養(yǎng)液，置CO2培養(yǎng)箱（37℃，5％CO2）培養(yǎng)，隔2天傳代1次，取對數(shù)生長期細胞分組進行實驗。PC12細胞分為對照組、模型組及各茶葉組。上述各組細胞無血清培養(yǎng)24 h，除對照組外，模型組給予終濃度為50μmol/L的H2O2（BSO或谷氨酸）；給藥組高中低濃度分別同時給予各種茶葉水提物，孵育2 h后，再給予終濃度為50μmol/L的H2O2（BSO或谷氨酸），繼續(xù)培養(yǎng)72 h，檢測各項指標。

MTT法檢測細胞活性。細胞消化后配成單細胞懸液，以每孔105個細胞接種于96孔培養(yǎng)板，每組8復孔，于培養(yǎng)結(jié)束前4小時，加入5 g/L的MTT 10μL，培養(yǎng)結(jié)束后，傾去培養(yǎng)基，每孔加入DMSO 100μL，振蕩混勻，使結(jié)晶完全溶解，用酶聯(lián)免疫檢測儀于570 nm處測定其吸光度值（A值）。對照組細胞生長率為100％，其余各組存活率=各濃度組A值/對照組A值×100％。

1.7 統(tǒng)計學處理

采用SPSS統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，結(jié)果以x±s表示，細胞存活率表達水平組間比較采用t檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 普洱茶、烏龍茶、綠茶與紅茶中連續(xù)浸泡液中主要多酚類成分及嘌呤類生物堿的含量分析

HPLC分析四種茶葉經(jīng)過三次熱水浸提后浸提液中主要多酚類和嘌呤類生物堿的水平。如下圖1所示，圖1-A中主要的多酚類物質(zhì)為沒食子酸和沒食子兒茶素，而其它多酚類成分在普洱熟茶中含量極低。經(jīng)過兩次提取，茶渣中主要的兒茶素類和沒食子酸類成分含量極低。一些兒茶素類成分，例如EGCG、GCG、ECG、EC等在檢測線以下未被檢測到。

圖1-B中主要的多酚類物質(zhì)為ECG、EGCG、EC和EGC，而GA在烏龍茶中含量較低。經(jīng)過兩次提取，茶渣中主要的仍然保留了部分的茶多酚類成分，總兒茶素和沒食子酸含量大于5％。與烏龍茶相比較，綠茶中前兩次的提取率更低，總多酚的提取率為87.49％，兩次熱水浸提之后，經(jīng)過兩次熱水提取之后的綠茶茶渣中多酚類含量總量超過10％。紅茶的熱水提取率與普洱茶相似，兩者同為發(fā)酵茶葉，紅茶中前兩次的多酚提取率為99.15％，兩次提取之后紅茶茶渣中可利用的多酚類物質(zhì)很少。

圖1 普洱茶、烏龍茶、綠茶和紅茶三次提取物中主要多酚類物質(zhì)及嘌呤類生物堿的含量Fig.1 The contents of major polyphenols and purine alkaloids in three extracts of pu-erh tea，oolong tea green tea and black tea

2.2 普洱茶、烏龍茶、綠茶與紅茶提取物對PC12神經(jīng)細胞保護作用

各組PC12細胞活性的比較，經(jīng)過BSO，過氧化氫和谷氨酸損傷之后，各組的PC12細胞存活率分別為（65.77±2.12）％，（42.84±0.95）％和（49.28±1.29）％，明顯低于對照組（100％）（P＜0.01），表明這3種神經(jīng)細胞毒性劑導致了PC12細胞損傷。與模型組比較，給予茶葉提取物組的細胞存活率如圖2所示。

圖2 普洱茶、烏龍茶、綠茶和紅茶提取物對于BSO，H2O2和谷氨酸導致的神經(jīng)細胞損傷的保護作用Fig.2 The protective effects of pu-erh tea，oolong tea，green tea and black tea on PC12 cells in jury induced by BSO，H2O2and glutamate

各種茶葉提取物對于谷氨酸所導致的神經(jīng)細胞損傷具有較好的保護作用，而對于過氧化氫的過氧化損傷，以及BSO所導致的GSH合成酶抑制無明顯的保護作用。

如圖2所示，第1次，第2次和第3次茶葉提取物的PC12神經(jīng)細胞保護作用與提取物中多酚類成分含量呈現(xiàn)出一定的量效關(guān)系，而且普洱茶（A）、烏龍茶（B）和綠茶（C）的作用較強，而紅茶（D）的保護作用較弱。

3 小結(jié)

經(jīng)過兩次熱水浸泡提取之后，全發(fā)酵茶葉，后發(fā)酵茶葉，以及半發(fā)酵茶中多酚類成分以及嘌呤類生物堿提取殆盡。而未發(fā)酵茶葉綠茶中前兩次熱水的總提取率不足90％，經(jīng)過兩次熱水提取之后，綠茶茶渣中仍然含有10％左右的多酚類成分。結(jié)果提示在各種茶葉的深加工過程中，應當考慮茶葉類型對于茶葉提取效率的影響。

經(jīng)過熱水浸提之后的四種不同發(fā)酵程度的茶葉，其浸提液對于谷氨酸導致的神經(jīng)細胞毒性損傷都具有較好的保護作用。谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)含量最高的一種神經(jīng)遞質(zhì)，急性細胞損傷會造成谷氨酸的大量釋放，從而對神經(jīng)元造成損傷。在許多神經(jīng)退行性疾病中，如帕金森病和阿爾茨海默病等，谷氨酸也發(fā)著極其重要的作用。四種茶葉提取物可以抑制谷氨酸造成Ca2+離子內(nèi)流神經(jīng)興奮性毒性。BSO作為一種GSH合成酶抑制劑可以提高腫瘤藥物的藥效，降低腫瘤細胞耐藥性。在本研究中，BSO作為GSH合成酶抑制劑，可以導致神經(jīng)細胞內(nèi)谷胱甘肽水平下降，促進細胞凋亡。結(jié)果顯示茶葉提取物對于過氧化氫和BSO所造成的神經(jīng)細胞損傷無顯著保護作用。

谷氨酸的神經(jīng)細胞興奮性毒性與多種神經(jīng)退行性疾病相關(guān)，茶葉提取物對于PC12細胞谷氨酸損傷的保護作用提示茶葉可能具有潛在的保健作用。雖然茶葉中多酚類成分差異較大，但各種茶葉提取物都具有較好的神經(jīng)細胞損傷保護作用，這可能與其中的咖啡堿有關(guān)。關(guān)于茶葉對于神經(jīng)細胞損傷的保護作用機理還需要進一步的研究。

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The Protective Effects of Fermented Teas Aqueous Extracts on PC12 Cells Injury

ZHANG Liang，HAN Yu-hui，QIN Jin-hua
（Key Laboratory of Tea Biochemistry&Biotechnology，Ministry of Education，Anhui Agricultural University，Hefei230036，Anhui，China）

Using the HPLC method，the contents of major polyphenols and purine alkaloids were determined on consecutive extracts of pu-erh tea，oolong tea，green tea and black tea for three times.PC12 cells were also introduced for the studies on the protective effects of these tea extracts.Under the extraction condition of hot water at 90 centidegree for 30 min each time，four kinds of tea were consecutively extracted for three times.The combination of first and second extracts of pu-erh tea，oolong tea，green tea and black tea account for the99.38％，94.50％，87.49％，99.15％of total polyphenols，and for 97.57％，95.81％，88.01％and 97.95％of purine alkaloids.All of four kinds of tea extracts show great protective effects on the injury of PC12 induced by glutamate，rather than buthionine sμlfoximine（BSO）and H2O2.

Tea；PC12 cells；injury；polyphenols

10.3969/j.issn.1005-6521.2014.04.001

2012-12-21

國家自然科學基金（31201335）；安徽省自然科學基金（1308085QC51）

張梁（1985—），男（漢），講師，博士，研究方向：茶葉化學成分與功效。