全 文 :[收稿日期] 20150825(016)
[基金项目] 佳木斯大学科技创新团队项目(CXTD-2013-05)
[第一作者] 肖潮勇,在读硕士,从事天然药物有效成分提取研究,E-mail:huanggh2010@ 163. com
[通讯作者] * 张宇,教授,硕士生导师,从事天然药物有效成分的分离及结构研究,Tel:13845475665,E-mail:zhangyu_1964@ 163. com
蒲公英总多糖的提取、纯化及其体外抗炎活性分析
肖潮勇,张宇* ,王宇亮
(佳木斯大学 药学院,黑龙江 佳木斯 154007)
[摘要] 目的:研究蒲公英总多糖组分及其体外抗炎活性作用,筛选得到蒲公英总多糖的抗炎活性成分。方法:采用水
提醇沉法提取得到蒲公英总多糖,通过二乙氨基乙基纤维素 52(DEAE-52)柱层析进行纯化,得到蒲公英总多糖的 3 个洗脱部
位(水,0. 1 mol·L -1氯化钠和 0. 2 mol·L -1氯化钠洗脱部位分别记为 TMP-0,TMP-1,TMP-2)。在体外以脂多糖诱导的
RAW264. 7 细胞模型对蒲公英总多糖的体外抗炎活性进行研究。结果:蒲公英总多糖能够降低 RAW264. 7 细胞中炎症因子
(环氧合酶-2,肿瘤坏死因子-α,白细胞介素-6 和白细胞介素-1β)mRNA 的表达,且呈一定的剂量依赖性。TMP-0 和 TMP-1 能
够抑制上述炎症因子 mRNA的表达,具有较好的体外抗炎活性,而 TMP-2 在中、低剂量下抗炎作用不明显。结论:通过体外细
胞模型筛选,发现蒲公英总多糖具有较强的抗炎活性,其活性部位主要为 TMP-0 和 TMP-1,为获得具有抗炎活性的均一多糖
类成分提供参考。
[关键词] 蒲公英;总多糖;二乙基氨乙基;抗炎活性;RAW264. 7 细胞;洗脱部位
[中图分类号] R283. 6;R284. 2;R284. 1;R285. 5 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2016)11-0025-04
[doi] 10. 13422 / j. cnki. syfjx. 2016110025
Extraction and Purification of Total Polysaccharides in Taraxaci Herba and
Its Anti-inflammatory Activity
XIAO Chao-yong,ZHANG Yu* ,WANG Yu-liang
(College of Pharmacy,Jiamusi University,Jiamusi 154007,China)
[Abstract] Objective:To study on total polysaccharides in Taraxaci Herba and its in vitro anti-
inflammatory activity for screening active ingredient of anti-inflammatory. Method:Water extract-alcohol
precipitation method was adopted to gain total polysaccharides in Taraxaci Herba (TMP),and then it was purified
by DEAE cellulose column to get three parts of TMP (TMP-0,TMP-1,TMP-2). Anti-inflammatory activity of
TMP on RAW264. 7 cells induced by LPS was investigated. Result:TMP can significantly reduce the mRNA
expression of inflammatory factors [cyclooxygenase-2 (COX-2) ,tumor necrosis factor-α (TNF-α) ,interleukin-6
(IL-6)and interleukin-1β (IL-1β) ]in RAW264. 7 cells with a dose-dependent manner. The two fractions,TMP-0
and TMP-1,can significantly reduce the mRNA of these above inflammatory factors,they showed a good in vitro
anti-inflammatory activity,while the anti-inflammatory effect of TMP-2 at low and middle doses was not obvious.
Conclusion:TMP has a strong anti-inflammatory activity,and its main active fractions are TMP-0 and TMP-1.
[Key words] Taraxaci Herba; total polysaccharides;DEAE; anti-inflammatory;RAW264. 7 cell;
elution fraction
蒲公英别名蒲公草、尿床草、地丁、婆婆丁等,是
药食两用的天然绿色植物[1],功效清热解毒、利尿
通淋和消肿散结。现代药理研究表明蒲公英具有抗
病原微生物、抗炎、抗肿瘤、抗氧化等药理活性[2-3],
·52·
第 22 卷第 11 期
2016 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 22,No. 11
Jun.,2016
其主要有效成分为多糖类、木质素类、有机酸类、黄
酮类和甾醇类等[4-5]。总多糖是蒲公英中非常重要
的一类活性成分,目前蒲公英总多糖的提取方法有
热水浸提法[6]、超声波提取法[7]、微波提取法[8]等,
这类成分具有广泛的药理作用,如抗肿瘤、抗突变、
抗氧化、抗疲劳和提高免疫等[9-11]。关于植物多糖
的抗炎活性研究已有文献报道,而有关蒲公英总多
糖的抗炎活性却未见报道。本实验拟通过以内毒素
或细菌脂多糖诱导的 RAW264. 7 炎症模型来考察
蒲公英总多糖的抗炎活性,利用活性进行导向分离,
从蒲公英中提取得到总多糖并进一步分离纯化,对
总多糖洗脱部位进行体外抗炎活性筛选,为该有效
部分的合理开发和利用提供参考。
1 材料
LXJ-II型低速多管离心机(上海安亭科学仪器
厂),UV-5500PC 型紫外-可见分光光度计(上海第
三分析仪器厂),FA1004 型电子分析天平(上海精
天电子仪器厂),BSZ-100 型自动部分收集器(上海
沪西分析仪器厂有限公司)。
蒲公英采于黑龙江省佳木斯市,经第二军医大
学秦 路 平 教 授 鉴 定 为 菊 科 植 物 Taraxacum
mongolicum的干燥地上部分;葡萄糖对照品[生工
生物工程(上海)股份有限公司,批号 3342C086],
二乙氨基乙基纤维素 52(DEAE-52,英国 Whatman
公司),DMEM高糖培养基和胎牛血清[赛默尔飞世
尔生物化学制品(北京)有限公司],脂多糖(LPS,美
国 Sigma公司),小鼠巨噬细胞系 RAW264. 7 细胞和
相关基因引物均从中国科学院上海细胞库获得,试
剂均为分析纯。
2 方法
2. 1 蒲公英总多糖的提取[6] 称取蒲公英样品
1 kg,粉碎,加 12 倍量水加热回流提取 2 次,每次
3 h,合并滤液,浓缩至 1 L,按三氯乙酸法去蛋白,用
终体积分数 80%的乙醇沉淀 2 次,取沉淀部位干
燥,得蒲公英总多糖(TMP)210 g,按照苯酚-硫酸
法[2]测得其总多糖质量分数 31. 9%。
2. 2 总多糖的含量测定
2. 2. 1 对照品溶液的制备 精密称取适量葡萄糖
对照品置于量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,充分混
匀,得 9. 58 g·L -1葡萄糖对照品溶液。
2. 2. 2 最大吸收波长的确定 取适量葡萄糖对照
品溶液,加入 6%苯酚溶液 1. 0 mL,摇匀后迅速垂直
滴加浓硫酸 5. 0 mL,充分混匀,60 ℃水浴加热显色
15 min,冷却至室温,以水作空白对照,于 200 ~ 600
nm扫描,结果显示对照品溶液在 490 nm 处有最大
吸收。
2. 2. 3 标准曲线的制备 分别精密移取葡萄糖对
照品溶液适量,加水补足至 2. 0 mL,以 2. 0 mL水作
空白对照,分别精密加入 6%苯酚 1. 0 mL,摇匀后立
即加入浓硫酸 5. 0 mL,摇匀,70 ℃ 水浴中加热
20 min,置于冷水中冷却 10 min,在 1 cm 石英吸收
池中于 490 nm处检测吸光度 A。以 A为纵坐标,葡
萄糖质量浓度为横坐标,得回归方程 Y = 15. 309X -
0. 082(r = 0. 998),线性范围 9. 58 ~ 57. 48 mg·L -1。
2. 2. 4 精密度试验 取同一 TMP 溶液 6 份,按
2. 2. 3 项下方法进行样品分析,结果 A 的 RSD
2. 2%,表明该方法精密度良好。
2. 2. 5 稳定性试验 精密移取样品溶液 1. 0 mL,
按 2. 2. 3 项下方法处理,分别于制备后 30,45,60,
75,90,105,120 min测定 A,结果 RSD 0. 2%,表明同
一样品溶液在 2 h内 A基本稳定。
2. 2. 6 重复性试验 取同批次蒲公英药材 6 份,每
份 10. 0 g,按 2. 1 项下条件提取,合并滤液,浓缩至
100 mL,精密移取 2. 0 mL至 100 mL量瓶中,加水稀
释至刻度。摇匀,精密移取 1. 0 mL,按 2. 2. 3 项下
方法处理,计算 A的 RSD 0. 5%。
2. 2. 7 加样回收率试验 精密移取 21. 74 mg·L -1
TMP溶液,在规定的葡萄糖标准曲线范围内,分别
80%,100%,120%按精密加入已知含量的不同质量
浓度的葡萄糖对照品溶液,按 2. 2. 3 项下方法处理,
计算平均回收率 99. 46%,RSD 2. 6%。
2. 3 蒲公英总多糖的分离 取 TMP 2. 0 g,加水溶
解,经 DEAE柱层析,分别用水,0. 1 mol·L -1氯化钠
和 0. 2 mol·L -1氯化钠洗脱,流速 10 mL·h -1,分部
收集洗脱液,以苯酚-硫酸法检测总多糖含量,共分
成 3 个部位,0. 1 mol·L -1氯化钠和 0. 2 mol·L -1氯
化钠洗脱部位经透析膜处理后去除其 NaCl,分别记
为 TMP-0,TMP-1,TMP-2。
2. 4 细胞培养与分组 细胞放入含 10%胎牛血清
的 DMEM培养基,放置在 37 ℃,5% CO2 的培养箱中
培养,实验分为正常组,模型组(10 mg·L -1 LPS),2. 3
项下 3个总多糖洗脱部位(TMP-0,TMP-1,TMP-2)分
别给予 10 mg·L -1 LPS 刺激,每个洗脱部位分成 3
个不同剂量组(25,50,100 mg·L -1)。
2. 5 体外抗炎活性考察 药物干预巨噬细胞 3 h
后,用 Trizol 收集细胞,提取总 RNA,用逆转录酶
M-MLV进行逆转录合成 cDNA,按照 cDNA 合成试
剂盒逆转录,将 mRNA 逆转录为 cDNA,以 cDNA 为
·62·
第 22 卷第 11 期
2016 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 22,No. 11
Jun.,2016
模板进行环氧合酶-2(COX-2),肿瘤坏死因子-α
(TNF-α),白细胞介素-6(IL-6)和 IL-1β mRNA 的基
因编码片段。引物基因引物序列为 β-肌动蛋白
(β-actin)基 因 引 物 上 游 序 列 5-CCTAAGGCC
AACCGTGAAAAGATG-3,下游序列 5-GTCCCGGCCA
GCCAGGTCCAG-3;TNF-α 基因引物上游序列 5-
GGGGCCACCACGCTCTTCTGTCTA-3,下游序列 5-
CCTCCGCTTGGTGGTTTGCTACG-3;IL-6 基因引物
上游序列 5-AGCCACTGCCTTCCCTACTT-3,下游序
列 5-GCCATTGCACAACTCTTTTCTC-3;IL-1β 基因引
物上游序列 5-CCTCTGTGACTCGTGGGATGATG-3,
下 游 序 列 5-CAGGGATTTTGTCGTTGCTTGTCT-3;
COX-2 基因引物上游序列 5-CTGGTGCCGGGTCT
GATGATGTA-3,下游序列 5-AGCAGGTGTGGGTCG
AACTTGAG-3;IL-6 基因引物上游序列 5-AGCCA
CTGCCTTCCCTACTT-3,下游序列 5-GCCATTGCAC
AACTCTTTTCTC-3。
采用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time-
PCR)检测细胞炎症因子 IL-6,TNF-α,COX-2 和 IL-
1β mRNA的相对表达量。按照扩增试剂盒的程序
95 ℃欲变性 10 min,95 ℃变性 15 s,60 ℃退火 20 s,
共进行 40 个循环。以 β-actin 为内参,采用 2ΔΔCt法
计算相对基因的表达量。使用 GraphPad Prism 5 软
件进行炎性因子释放数据的分析,数据以 珋x ± s 表
示,组间采用单因素方差分析,P < 0. 05 为差异具有
统计学意义。
3 结果
3. 1 DEAE对蒲公英多糖洗脱的影响 采用离子
强度逐渐增强的阶段梯度洗脱方式,利用苯酚-浓硫
酸法追踪检测多糖分,至无糖时更换下一梯度溶液洗
脱。蛋白质的去除方法有多种,其中 Sevag 法中使用
了正丁醇和三氯甲烷,毒性较大,每次除蛋白效率较
低,要重复除蛋白 7 次左右,消耗较大。三氯乙酸法
(TCA)法操作方便简单、除蛋白效果显著。三氯乙酸
在总多糖溶液中的质量分数 15%,搅拌 15 min 后离
心(5 000 r·min -1,20 min,下同)除去沉淀,加入氢氧
化钠中和,离心以除去不溶物,透析除去小分子盐。
结果 TMP-0,TMP-1,TMP-2中总多糖质量分数分别为
52. 63%,27. 96%,21. 62%。
3. 2 蒲公英总多糖及其各洗脱部位对 RAW264. 7
细胞模型的影响 为了考察 4 组多糖的安全剂量,
每组设计了 4 个不同质量浓度(0,50,100,200
mg·L -1),用细胞计数台式试剂盒(CCK-8)法检测
细胞经蒲公英总多糖及其各洗脱部位处理后活力。
结果显示当样品 TMP,TMP-0,TMP-1,TMP-2 的质量
浓度为 100 mg·L -1时,与正常组比较,细胞活力有
所下降但并无统计学差异;当 TMP,TMP-0,TMP-1,
TMP-2 的质量浓度均为 200 mg·L -1时,与正常组比
较,细胞活力显著减低(P < 0. 05),见表 1,因此蒲公
英多糖 TMP,TMP-0,TMP-1,TMP-2 的安全剂量要低
于 200 mg·L -1。
表 1 不同质量浓度的蒲公英总多糖及其各洗脱部位对 RAW264. 7
细胞活力的影响 (珋x ± s,n = 3)
Table 1 Effects of total polysaccharides in Taraxaci Herba on
normal RAW264. 7 cells (珋x ± s,n = 3) %
质量浓度
/mg·L -1
TMP TMP-0 TMP-1 TMP-2
0 100. 0 ±0. 2 100. 0 ±0. 2 100. 0 ±0. 2 100. 0 ±0. 2
50 95. 2 ±9. 5 94. 3 ±8. 7 92. 1 ±3. 2 93. 7 ±9. 7
100 90. 3 ±5. 1 89. 1 ±10. 1 91. 2 ±9. 4 91. 7 ±11. 6
200 82. 7 ±8. 51) 81. 2 ±12. 11) 80. 7 ±13. 11) 81. 9 ±12. 81)
注:与正常组比较1)P < 0. 05。
3. 3 Real-time PCR 检测细胞 COX-2,TNF-α,IL-6
和 IL-1β mRNA 的表达 与正常组比较,经过 LPS
处理后,炎症因子 NO,TNF-α 和 IL-1β mRNA 的表
达量明显提高(P < 0. 01);和 LPS组比较,TMP能抑
制炎症因子 TNF-α,COX-2,IL-6 和 IL-1β mRNA 的
表达,且呈一定的剂量依赖性;在经过 DEAE 纯化
后,TMP-0 和 TMP-1 均能够抑制炎症因子 TNF-α,
COX-2,IL-6 和 IL-1β mRNA 的表达,且二者在相同
剂量下作用要优于 TMP;但对于 TMP-2 在高剂量时
能够显著抑制 COX-2 和 IL-1β mRNA的表达,在中、
低剂量时,其抗炎效果不明显,见表 2。
4 讨论
多糖是普遍存在于生物体内且具有重要生物活
性的一类生物大分子,是很多内源性生物活性分子
的组成成分[12]。近年来,大量具有生物活性的多糖
类成分从不同生物体内提取出来,如增强机体免疫
力活性、抗菌活性、抗病毒活性、抗寄生虫活性、抗肿
瘤及抗衰老等[13-18]。研究发现糖类在蒲公英植物
中含量很高[19],在该植物中已发现的中性糖有葡萄
糖、蔗糖、菊糖和果糖等,占该植物干重 30% ~
50%[20]。采用 DEAE-纤维素柱层析法用不同的洗
脱溶液可将粗多糖分为中性多糖和酸性多糖。研究
结果发现蒲公英总多糖及其各洗脱部位均能够在一
定程度上抑制炎症因子 TNF-α,COX-2,IL-6 和 IL-1β
mRNA的表达,具有较好的抗炎活性。其中 TMP-0
和 TMP-1 活性最好,提示蒲公英总多糖的抗炎部位
可能集中于这 2 个部位,为下一步从这 2 个活性部
·72·
第 22 卷第 11 期
2016 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 22,No. 11
Jun.,2016
表 2 蒲公英总多糖及其各洗脱部位对 TNF-α,IL-6,COX-2,IL-1β mRNA表达的影响 (珋x ± s,n = 3)
Table 2 Effects of total polysaccharides in Taraxaci Herba on levels of mRNA production of TNF-α,IL-6,COX-2 and IL-1β (珋x ± s,n = 3)
组别 质量浓度 /mg·L -1 TNF-α /β-actin IL-6 /β-actin COX-2 /β-actin IL-1β /β-actin
正常 - 4. 13 ± 0. 78 1. 41 ± 0. 57 1. 58 ± 0. 62 1. 51 ± 0. 77
模型 - 61. 32 ± 5. 73 37. 66 ± 5. 12 68. 19 ± 3. 89 48. 15 ± 6. 18
TMP 25 58. 27 ± 4. 17 32. 69 ± 3. 81 63. 14 ± 1. 87 42. 76 ± 2. 78
50 47. 61 ± 7. 391) 21. 86 ± 4. 391) 58. 41 ± 3. 12 38. 61 ± 4. 17
100 31. 28 ± 8. 832) 12. 74 ± 5. 932) 47. 93 ± 10. 131) 28. 57 ± 8. 121)
TMP-0 25 47. 93 ± 6. 131) 21. 54 ± 4. 141) 48. 13 ± 4. 151) 39. 41 ± 3. 17
50 37. 62 ± 3. 882) 15. 17 ± 3. 122) 37. 16 ± 5. 162) 25. 89 ± 6. 011)
100 21. 89 ± 7. 142) 8. 32 ± 2. 782) 22. 17 ± 4. 762) 23. 16 ± 4. 181)
TMP-1 25 48. 66 ± 7. 111) 23. 16 ± 3. 841) 49. 13 ± 3. 731) 27. 73 ± 5. 281)
50 36. 84 ± 5. 832) 14. 38 ± 4. 162) 35. 36 ± 5. 122) 18. 38 ± 3. 212)
100 31. 69 ± 6. 152) 12. 32 ± 1. 692) 31. 74 ± 3. 872) 15. 17 ± 2. 822)
TMP-2 25 62. 78 ± 9. 79 38. 17 ± 3. 79 62. 43 ± 6. 56 45. 97 ± 3. 87
50 58. 47 ± 7. 19 31. 79 ± 4. 99 52. 37 ± 5. 99 35. 17 ± 6. 08
100 53. 86 ± 6. 47 28. 73 ± 2. 97 47. 62 ± 6. 111) 23. 51 ± 3. 191)
注:与模型组比较1)P < 0. 05,2)P < 0. 01。
位中分离纯化得到具有抗炎活性的均一多糖类成分
提供相关的理论基础。
[参考文献]
[1] 杨晓杰,付学鹏,刘泽东. 蒲公英多糖抗疲劳作用研
究[J].时珍国医国药,2008,19(11):26-86.
[2] Shi S Y,Zhang Y P,Huang K L,et al. Application of
preparative high-speed counter-current chromatography
for separation and purification of lignans from Taraxacum
mongolicum[J]. Food Chem,2008,108(1) :402-405.
[3] 姚巍,林文艳,周长,等. 蒙古蒲公英化学成分研究
[J].中国中药杂志,2007,32 (10):923-926.
[4] 吴小丽,蔡云清,赵岩,等.蒲公英提取物对小鼠免疫
功能的调节作用[J]. 南京医科大学学报:自然科学
版,2005,25(3):163-165.
[5] 付学鹏,杨晓杰,李本丽,等.蒲公英不同器官多糖含
量测定及抗氧化性研究[J].食品研究与开发,2008,
29(3):39-42.
[6] 赵京霞,郑玉玺.蒲公英多糖提取工艺的研究[J].广
州城市职业学院学报,2011,152(2):60-62.
[7] 宋晓勇,刘强,杨磊,等.蒲公英多糖提取工艺及其抗
菌活性研究[J].中国药房,2010,21(47):4453-4455.
[8] 郝艳霜,耿梅英,冯志华,等.蒲公英多糖微波提取工
艺试验[J].中国兽医杂志,2009,45(9):62-63.
[9] Shi S Y,Zhao Y,Zhou H H,et al. Identification of
antioxidants from Taraxacum mongolicum by high-
performance liquid chromatography-diode array detection
radical-scavenging detection-electrospray ionization mass
spectrometry and nuclear magnetic resonance
experiments[J]. J Chromatogr A,2008,l209(1 /2) :145-
152.
[10] 陈福星,陈文英,郝艳霜. 蒲公英多糖对小鼠免疫器
官的影响[J].动物医学进展,2008,29(4):10-12.
[11] 杨晓杰,付学鹏,刘泽东. 蒲公英多糖抗疲劳作用研
究[J].时珍国医国药,2008,19(11):1686-1687.
[12] 黄芳,蒙义文.活性多糖的研究进展[J].天然产物研
究与开发,1999(11):90-98.
[13] 马河,程艳琳,张金杰,等.白花蛇舌草总多糖的分离
纯化、结构鉴定及初步免疫活性分析[J]. 中国实验
方剂学杂志,2014,20(22):37-40.
[14] Chen H L,Li D F,Chang B Y,et al. Effects of Chinese
herbal polysaccharides on the immunity and growth
performance of young broilers[J]. Pouh Sci,2003,82
(3) :364-370.
[15] Bagni M,Archeui L,Amadori M,et al. Effect of long-
term oral administration of an immunostimulant diet on
innate immunity in sea bass (Dicentrarchus labrax) [J].
J Vet Med B,2000,47(10) :745-751.
[16] Tokunaka K, Ohno N, Adachi Y, el al.
Immunopharmacological and immunotoxicological
activities of a water-soluble(1→3)-β-D-glucan,CSBG
from Candida spp[J]. Int J Immunopharmacal,2000,22
(5) :383-394.
[17] 张耀雷,黄立新,张彩虹,等. 红枣多糖的研究进展
[J].食品工业科技,2013,34(23):349-353.
[18] 蒋俊,杨焱,乔彦茹,等.猴头菌多糖脱色前后理化性
质及生物活性的研究[J]. 菌物学报,2014,33(1):
78-86.
[19] Mina T. Inulin in medicinal planta[J]. Shoyakugaku
Zaaahi,1985,39(2) :154-155.
[20] 栗平.蒲公英现代药理配伍规律及临床新用[J]. 新
中医,2011,43(11):135-136.
[责任编辑 刘德文]
·82·
第 22 卷第 11 期
2016 年 6 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 22,No. 11
Jun.,2016