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湖州铁线莲多糖的分离纯化及体外抗肿瘤活性研究



全 文 : JO
URN


OF
ZHEJIA



HINESE

EDIC


UNIVERSIT

Vol
35
No
2

ar
2011




湖州铁线莲多糖的分离纯化及体外抗肿瘤活
性研究
赵伟春 李 莉 沈贵芳 郭 伟
浙江中医药大学生物工程学院 杭州 310053
摘要:[目的]分离纯化湖州铁线莲粗多糖(CHTP)并测定其体外抗肿瘤活性。[方法]采用DEAE-celulose 52离子交换层析和
Sephadex G-200凝胶过滤层析分离纯化CHTP;采用 MTT法测定CHTP及经纯化后多糖(CHTPII-1)对体外培养的人肝癌细
胞 HepG2、人胃癌细胞 MGC8-03和人白血病细胞K562等三种肿瘤细胞的抑制作用。[结果]经分离纯化获得多糖组分CHT-
PII-1;在CHTP浓度为250~1000mg·L-1或CHTPII-1浓度为125~500mg·L-1的检测范围内,CHTP和CHTPII-1对 HepG2、
MGC8-03和K562三种细胞的抑制率均随着多糖浓度的增大而增大。除了 MGC8-03细胞62.5mg·L-1 CHTPII-1处理组和
K562细胞125mg·L-1 CHTP处理组的 MTT检测OD值与阴性对照组间无显著差异外,其余各组的 MTT检测OD值均显著或
极显著低于阴性对照组。[结论]CHTP和CHTPII-1对 HepG2、MGC8-03和K562等三种肿瘤细胞均有较强的抑制作用,且其
抑制率与多糖浓度呈良好的量效关系。
关键词:湖州铁线莲;分离纯化;多糖;体外抗肿瘤
中图分类号:R282.71 文献标识码:A 文章编号:1005-5509(2011)02-0240-04
Study on the Isolation,Purification and Anti-tumor Activity in vitro of the Polysaccharides Extracted from Clematis Huchouensis
Tamura Zhao Weichun,Li Li,Shen Guifang,et al Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou(310053),China
Abstract:[Objective]To isolate and purify the polysaccharide extracted from C.huchouensis Tamura and study their vitro anti-
tumor activities.[Methods]Polysaccharide fromC.huchouensis,named CHTP,was separated and purified by DEAE-Celulose 52
ion-exchange chromatograph and Sephadex G-200gel chromatograph.The anti-tumor activities of CHTP and its purified products
were studied by MTT colorimetry.Three tumor cels such as HepG2,MGC8-03and K562were selected to detect their inhibitory
effect.[Results]A polysaccharide fraction,named CHTPII-1,was harvested after purified.When the concentration of CHTP was
250~1000mg·L-1 or the concentration of CHTPII-1was 125~500mg·L-1,the inhibition rate of CHTP or CHTPII-1on
HepG2,MGC8-03and K562cels increased with the increase of the polysaccharide concentration.There were significant differ-
ences of the OD value between the polysaccharide treatments and negative control except for MGC8-03cels treated with 62.5mg·
L-1 CHTPII-1or K562cels treated with 125mg·L-1 CHTP tested by MTT.[Conclusion]Both CHTP and CHTPII-1can inhibit
the proliferation of the three tumor cels.Moreover,the inhibition rate is positively correlated to the amount of polysaccharides in
test concentration.
Key words:Clematis huchouensis Tamura;isolation and purification;polysaccharide;anti-tumor activities in vitro
  基金项目:浙江省中医药科技计划项目(No:2008YB001);浙江中医药大学科研项目(No:200706)
Fund project:Item of Zhejiang Provincial TCM Sci-tech Plan(No:2008YB001);item of Zhejiang Chinese Medical University
Sci-research(No:200706)
  湖州铁线莲(吴兴铁线莲)(Clematis huchouen-
sis Tamura),又名金剪刀,为毛茛科铁线莲属植物,
主产于浙江。味辛、咸、微苦,性温[1],其具有抗癌、
祛风湿、解毒、消肿止痛等作用。湖州铁线莲具有较
好的民间应用基础,临床治疗肿瘤也有较满意的疗
效[2]。为了探究湖州铁线莲多糖的抗肿瘤活性,本文
在实验室自制湖州铁线莲粗多糖的基础上,进一步进
行离子交换层析和凝胶过滤层析得到精多糖,并对两
种多糖进行了体外抑癌实验,为湖州铁线莲的临床应
用提供科学依据,现报告如下。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 多糖 CHTP冻干粉,由本实验室制备。
1.1.2 细胞株 人肝癌细胞 HepG2、人胃癌细胞
MGC-803、人白血病细胞K562由浙江中医药大学动
物实验中心惠赠。
1.1.3 主要试剂 RPMI-1640培养基(美国 GIB-
CO公司);新生牛血清(杭州四季青生物工程材料有
限公司);四甲基偶氮唑盐(MTT,美国Sigma公司);
青霉素、链霉素(华北制药股份有限公司);二甲基亚
砜(DMSO,无锡海硕生物有限公司);0.25%胰蛋白
酶(杭州吉诺生物医药技术公司);5-氟尿嘧啶(5-Fu,
上海旭东海普药业有限公司);预溶胀离子交换纤维
素DEAE-celulose 52(Whatman进口分装);葡聚糖
凝胶Sephadex G-200(Phamacial进口分装)。
1.1.4 主要仪器 MC99-3型自动液相色谱分离层
析仪(上海青浦沪西仪器厂);TU1900型双光束紫外
可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);
FDu-2100型真空冷冻干燥仪(德国EYELA公司);
SW-C1-2FD型超净工作台(上海博讯实业有限公司);
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浙江中医药大学学报2011年3月第35卷第2期 
DOI:10.16466/j.issn1005-5509.2011.02.038
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Thermo3111型CO2细胞培养箱(美国Thermo公司);
Nikon/TE2000-S型倒置荧光相差显微镜(日本尼康公
司);BIO-RAD/680型酶标仪(美国伯乐生命医学产品
有限公司);Simplicity超纯水仪(美国 Milipore公司)。
1.2 方法
1.2.1 多糖的DEAE-celulose 52离子交换层析 
将冷冻干燥的CHTP粉末溶于超纯水中,配成20g·
mL-1溶液,漩涡振荡,于50℃水浴30min,使其充分
溶解。然后15000r/min,离心12min,取3mL上清上
样,层析柱(1.6×50cm),柱床体积(BV)为70mL。
先用超纯水完全洗脱中性多糖,再用0~0.7mol·L-1
的NaCl溶液以1mL·min-1流速线性梯度洗脱,利用
自动部分收集器每5min收集一管,以苯酚-硫酸法跟
踪检测,绘制洗脱曲线,根据出峰情况,合并各主峰所
对应的洗脱液,浓缩。
1.2.2 多糖的Sephadex G-200凝胶过滤层析 将
处理好的Sephadex G-200凝胶减压抽气,装柱(1.6
×50cm),柱床体积(BV)为75mL,用5倍体积的
0.05mol·L-1 NaCl进行平衡。将离子交换层析所得
组分的浓缩液以15000r/min离心12min,取上清液
2mL上样,用0.05mol·L-1 NaCl以0.25mL·min-1
的流速洗脱,每3mL收集一管,用苯酚-硫酸法检测,
绘制洗脱曲线,合并主峰所对应的洗脱液,浓缩,透
析,冷冻干燥。
1.2.3 多糖的体外抗肿瘤活性研究 将 HepG2、
MGC8-03、K562细胞分别用含青霉素、链霉素、10%
新生牛血清的RPMI-1640培养液制备成6×104~1
×105个/mL的细胞悬液,加入到96孔细胞培养板
中,每孔100μL。设空白对照组、阴性对照组、阳性
对照组和多糖不同浓度给药组,每组6个复孔,置
CO2培养箱内培养过夜。细胞贴壁后,给药组分别加
入100μL用培养液配制的不同浓度的 CHTP和
CHTPⅡ-1;阳性对照组加100μL5-氟尿嘧啶使其终
浓度为100mg·L-1;阴性对照组加100μL培养液;空
白对照组不加细胞只加200μL培养液。各组加入药
物培养68h后,加入20μL5g/L MTT溶液,于37℃、
5%CO2培养箱内反应4h。小心吸弃上清,加入DM-
SO150μL/孔,剧烈震荡10min。在酶标仪上测定
OD值(λ=570nm)。
1.2.4 数据处理及统计分析 实验结果用均数±
标准差(x±s)表示,多糖给药组、阳性对照组与阴性
对照组间差异的显著性比较用t检验。按下式计算
细胞增殖抑制率:
细胞增殖抑制率(%)=
对照组OD-实验组OD值
对照组OD值 ×100%
将多糖对肿瘤细胞的抑制率与多糖浓度进行线
性回归分析,并通过IC50软件1.0.0版本计算CHTP
和CHTPII-1对各个细胞株的IC50值。
2 结果
2.1 多糖的DEAE-celulose 52离子交换柱层析 
CHTP经离子交换层析柱线性梯度洗脱后,获得了
较好的分离,见图1,得到水洗部分的两个小峰,因没
有完全分开,统一称作CHTPI,还得到了一个较大的
酸性多糖峰,称为CHTPII。经计算,CHTPI、CHT-
PII的含糖量分别占上样量的21.75%和67.59%。
将CHTPII部分的主峰合并,浓缩。
图1 CHTP的离子交换层析洗脱曲线
2.2  多糖的 Sephadex G-200 凝胶过滤层析  
CHTPII部分的浓缩液经凝胶过滤后,获得较好分
离,结果见图2。将图2中第一个主峰所对应的第9-
16管合并,进行浓缩、透析、冷冻干燥后得一多糖组
分,命名为CHTPII-1。经计算该组分所含多糖占凝
胶过滤层析上样时总多糖含量的82.02%,若从离子
交换层析上样量开始折算,则为51.09%。
图2 CHTPⅡ的Sephadex G-200凝胶过滤层析洗脱曲线
2.3 多糖的体外抗肿瘤活性研究
2.3.1 多糖对 HepG2细胞的抑制作用 在测定浓
度范围内,CHTP和CHTPⅡ-1处理 HepG2细胞组
的 MTT检测OD值均极显著低于阴性对照组(P<
0.01),结果见表1。随着给药剂量的增大,抑制率也
增大,即呈明显的量效关系,见图3。当CHTP终浓
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度为1000mg·L-1、CHTPII-1终浓度为500mg·L-1
时,其对 HepG2细胞的抑制率分别为62.03%和
54.18%。其中,CHTPII-1对 HepG2细胞的抑制率
与浓度之间呈良好的线性关系,线性回归方程为 Y
=0.1127X+4.9296(r=0.9984)。CHTP和CHTP
Ⅱ-1对 HepG2细胞的IC50分别为926.14mg·L-1和
395.66mg·L-1。
表1 CHTP和CHTPⅡ-1对肿瘤细胞抑制作用的 MTT法检测OD值(x±s,n=6)
组别 浓度(mg·L-1) HepG2 MGC8-03 K562
CHTP  1000  0.554±0.053** 0.166±0.023** 0.307±0.069**
500  0.837±0.130** 0.571±0.031** 0.787±0.095**
250  0.892±0.052** 0.766±0.039** 1.216±0.061**
125  1.053±0.024** 0.890±0.030** 1.431±0.060
CHTPⅡ-1  500  0.459±0.032** 0.313±0.021** 0.320±0.022**
250  0.829±0.030** 0.699±0.024** 0.913±0.047**
125  0.981±0.047** 0.906±0.031** 1.318±0.072**
62.5  1.051±0.031** 1.022±0.055  1.353±0.129*
阳性对照(5-Fu) 100  0.381±0.053** 0.145±0.013** 0.141±0.129**
阴性对照 0  1.209±0.015  1.015±0.047  1.451±0.076
  与阴性对照组比较,*P<0.05,**P<0.01
图3湖州铁线莲多糖对 HepG2细胞增殖的抑制曲线
2.3.2 多糖对 MGC8-03细胞的抑制作用 CHTP
和CHTPⅡ-1对 MGC8-03细胞抑制作用的 MTT
检测OD值见表1。在测定浓度范围内,除了CHT-
PII-1浓度为62.5mg·L-1时检测OD值与阴性对照
组间无显著差异外,其余处理与阴性对照组间均存
在极显著差异(P<0.01)。CHTP和CHTPII-1对
肿瘤细胞的抑制率与浓度之间呈良好的线性关系,
见图4,其线性回归方程分别为 Y=0.0806X+
3.2809(r=0.9996)和 Y=0.1585X-9.5648(r=
0.9995)。当CHTP终浓度为1000mg·L-1、CHT-
PII-1终浓度500mg·L-1时抑制作用最为明显,抑制
率分别为83.65%和69.16%。CHTP和CHTPⅡ-1
对 MGC8-03细胞的IC50分别为455.59mg·L-1和
348.57mg·L-1。
2.3.3 多糖对 K562细胞的抑制作用 CHTP和
CHTPⅡ-1对K562细胞抑制作用的 MTT检测OD
值见表1。与阴性对照组相比,CHTP浓度为250~
1000mg·L-1时对K562细胞增殖的抑制作用达到极
图4湖州铁线莲多糖对 MGC8-03细胞增殖的抑制曲线
显著水平(P<0.01),125mg·L-1时无显著差异;而
CHTPII-1在药物浓度为125~500mg·L-1时对
K562细胞增殖的抑制作用达到极显著水平(P<
0.01),在62.5mg·L-1时呈显著性差异。湖州铁线
莲多糖CHTP和CHTPII-1对K562细胞增殖抑制
作用的曲线,两者对细胞的抑制效果呈明显的浓度
依赖关系,且在相同浓度下,CHTPII-1对K562细胞
增殖的抑制作用均高于 CHTP的抑制作用。当
CHTP终浓度为1000mg·L-1、CHTPII-1终浓度为
500mg·L-1时对 K562细胞增殖的抑制作用最为明
显,抑制率分别达78.84%和77.95%。CHTP和
CHTPⅡ-1对 K562细胞的IC50分别为556.28mg·
L-1和303.34mg·L-1。见图5。
3 讨论
植物多糖尤其是从中药中分离出来的水溶性多
糖作为有效低毒的抗肿瘤治疗药物已越来越引起人
们的关注[3]。湖州铁线莲治疗肿瘤具有良好的临床
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图5 湖州铁线莲多糖对K562细胞增殖的抑制曲线
应用基础,但是对其治疗肿瘤等疾病的有效部位及
作用机理等方面均未见有详细深入的研究。本文为
进一步深入研究湖州铁线莲抗肿瘤活性及作用机制
奠定了良好的实验基础。
在多糖的 DEAE-celulose 52离子交换柱层析
过程中,先用超纯水将中性多糖全部洗脱出柱,而不
是一开始就用NaCl梯度洗脱,这样可避免在低浓度
的NaCl作用下,少量吸附不太紧密的酸性多糖随着
中性多糖一起先被洗脱出柱;待中性多糖被完全洗
脱后,再利用线性梯度的NaCl溶液将所有的酸性多
糖一一洗出。
MTT法是目前广泛应用于一些生物活性因子
的活性检测、大规模的抗肿瘤药物筛选、细胞毒性试
验以及肿瘤放射敏感性测定等。其具有灵敏度高、
重复性好、操作简便、经济、快速、易自动化、与其他
检测细胞活力的方法有良好的相关性[5]等特点。
一般认为,抑制率IR>70%为高度敏感,IR>
50%为中度敏感,IR<50%为不敏感[4]。本实验结
果表明,湖州铁线莲多糖CHTP和CHTPII-1对上
述三种细胞株的最高抑制率均>50%,其中,HepG2
对高浓度的 CHTP和 CHTPII-1均表现为中度敏
感;MGC8-03对浓度为1000mg·L-1的CHTP表现
为高度敏感,对浓度为500mg·L-1的CHTPII-1表
现为中度敏感;K562对高浓度的CHTP和CHTPII-
1均表现为高度敏感。通过IC50软件1.0.0版本计
算湖州铁线莲多糖CHTP和CHTPII-1对各个细胞
株的IC50值,结果表明,相同的多糖浓度下,CHTPII-
1的抑制率较CHTP要高,说明湖州铁线莲精多糖
组分具有更强的抗肿瘤活性。由于 MTT法是目前
检测细胞增殖与活性的常用方法,其结果的准确性
已获得广泛认同[6],因此认为湖州铁线莲多糖具有
较好的抑制肿瘤细胞生长的作用,为下一步对其抗
肿瘤作用机制研究奠定了基础。
参考文献:
[1] 全国中草药汇编编委.全国中草药汇编(下册)[M].北
京:人民卫生出版社,1978:403.
[2] 顾伟民,王建中,徐惠平.金剪刀外用临证举隅[J].中医
药学刊,2004,22(4):628.
[3] 刘吉成,牛英才.多糖药物学[M].北京:人民卫生出版
社,2008:64-65.
[4] 李宜明,沈业寿,季俊虬,等.桑黄菌质多糖体外抑瘤及
抗环磷酰胺致突变的作用[J].中国科学技术大学学报,
2006,36(7):700-703.
[5] 司徒镇强,吴军正.细胞培养[M].西安:世界图书出版
公司,2004:250-251.
[6] 卜书红,李方,田怀平.MTT比色法进行体外肿瘤药敏
实验的影响因素[J].北京医学,2002,24(5):323-325.
(收稿日期 2010-03-05)
(上接第239页) 而药物左旋咪唑可以抑制血清
IL-10的产生水平,提高血清IL-12的分泌水平,从而
增强了细胞免疫,提高了机体的抵抗力,并且在一定
程度上减少了口腔溃疡的发生,为寻找更好的治疗
复发性口腔溃疡的药物提供了一个可靠的思路。
参考文献:
[1] 陶学金,李明,逢爱慧,等.免疫方法建立复发性口腔溃
疡动物模型[J].临床口腔医学杂志,2004,20(1):
53-54.
[2] Donatsky O.A leucocyte migration study on the cel-
mediated immunity against adult human oral mucosa and
streptococcal antigens in patients with recurrent aph-
thous stomatitis[J].Acta pach Microbiol,sect.c,1976,
84:227.
[3] Honma T,Saito T,Fujioka Y,et al.Possible role of aph-
thous ulceration[J].Oral Surg,1985,59:379.
[4] 刘书翰,赵振怀,傅清川,等.复发性口疮患者抗体测定
[J].中华口腔科杂志,1986,21:300.
[5] 陈慰峰.医学免疫学[M].第3版,北京:人民卫生出版
社,2001:94.
[6] 宋文刚,秦德川,杨志孝,等.复发性口腔溃疡患者血清
中微量元素含量及细胞免疫功能的研究[J].微量元素
与健康研究,2002,19(3):16-18.
[7] Chan SH,Perussia B,Gupta JW,et al.Induction of in-
terferon gamma production by natural kiler cels timu-
latory factor:characterization of the responder cels and
the synergy with other induces[J].ExpMed,1991,
173:869.
[8] WuCY,Demeure C,Kiniwa M,et al.IL-12induces the
production of IFN-by neonatal human CD4Tcels[J].
Immunol,1993,151:1938-1949.
[9] Scott P.IL-12:Initiation cytokine for cel-mediated im-
munity[J].Science,1993,260:396-497.
(收稿日期 2010-03-19)
342
 浙江中医药大学学报2011年3月第35卷第2期