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硫酸酯化当归多糖制备及抗肿瘤活性的考察



全 文 :[基金项目]江西省教育厅科技计划项目(编号:GJJ09322);赣南医学院校级科研项目(编号:2008108) [作者简介]吴素珍,女,硕士学位,讲
师,研究方向:中药资源及活性成分研究,电话:18970786171,E-mail:jialinli2005@126.com
硫酸酯化当归多糖制备及抗肿瘤活性的考察
吴素珍1,李加林2,陈水亲1,朱秀志1 (1.赣南医学院基础医学院,江西 赣州341000;2.赣南医学院药学院,江西 赣州
341000)
[摘要] 目的:对当归多糖进行硫酸酯化修饰,考察修饰前后当归多糖抗肿瘤活性的变化。方法:采用氨基磺酸-甲酰胺法制
备硫酸酯化当归多糖,MTT法检测硫酸酯化前后当归多糖对乳腺癌细胞(MCF-7)、白血病细胞(K562)体外增殖的影响。结
果:当归多糖和硫酸酯化当归多糖在体外均能抑制乳腺癌细胞(MCF-7)、白血病细胞(K562)的增殖且与浓度呈正相关;对两
种肿瘤的抑制效果又以硫酸酯化当归多糖效果更明显。当质量浓度为2.0mg·mL-1时,当归多糖和硫酸酯化当归多糖对乳
腺癌(MCF-7)的抑制率分别为41.470 8%,85.926 9%。结论:当归多糖及硫酸酯化当归多糖对乳腺癌细胞(MCF-7)、白血病
细胞(K562)都具有明显的抑制作用,且硫酸酯化当归多糖的抑制肿瘤生长作用明显强于当归多糖。
[关键词] 抗肿瘤;MTT法;硫酸酯化当归多糖
[中图分类号]R28  [文献标识码]A  [文章编号]1001-5213(2013)22-1832-04
Study on sulfated modification and anti-tumor activity of polysaccharide fromAngelica sinensis
WU Su-zhen1,LI Jia-lin2,CHEN Shui-qin1,ZHU Xiu-zhi 1(1.Colege of Basic Medicine,Gannan Medical University,
Jiangxi Ganzhou 341000,China;2.Colege of Pharmacy,Gannan Medical University,Jiangxi Ganzhou 341000,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE To investigate the anti-tumor activity of polysaccharide fromAngelica sinensis before and after sul-
fated modification.METHODS Polysaccharide fromAngelica sinensis was extracted by hot water,then precipitated with alco-
hol.Amino sulfonic acid-formamide method was used to get sulfated Angelica polysaccharide.Inhibition of Angelica polysaccha-
ride on the proliferation of breast cancer cels(MCF-7),leukemia cels(K562)was detected by MTT in vitro.RESULTS Poly-
saccharides before/after sulfated modification could inhibit proliferation of breast cancer cels(MCF-7)and leukemia cels
(K562)in vitro,what's more,the inhibition was positively correlated with the concentration;the inhibitory action of sulfated
polysaccharide was more obvious than that of un-sulfated polysaccharide.CONCLUSION Sulfated modification could enhance
the anti-tumor activity of Angelica polysaccharide obviously.
KEY WORDS:anti-tumor;MTT;sulfated Angelica polysaccharide
  当归是临床使用最多的中药之一,素有“十方九
归”之称。当归多糖是其发挥药效的主要成分之一,
是一类重要的生物大分子物质,能提高机体的免疫
功能,具有防衰老,抗氧化、抗癌、抗病毒等作用[1]。
研究发现硫酸多糖具有抗肿瘤、抗凝血、抗氧
化、增强免疫等作用[2]。其抗病毒和抗肿瘤活性引
起了人们的极大重视。除了天然的硫酸酯化多糖,
许多原本不具有或仅有微弱抗病毒或抗肿瘤活性的
多糖,经过硫酸酯化修饰后其抗病毒或抗肿瘤活性
得到了显著提高,而且由于其抗病毒或抗肿瘤的同
时还能提高机体的免疫功能,成为具有良好开发前
景的药物[3]。本实验采用氨基磺酸-甲酰胺法制备
硫酸酯化当归多糖,比较研究了硫酸酯化前后当归
多糖抗肿瘤活性的变化,为当归多糖的抗肿瘤研究
提供实验依据。
1 材料
1.1 仪器与试剂 RPMI-1640培养基(北京赛默
飞世尔生物化学制品有限公司,批号NYA0784);胎
牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司,批号
070611);噻唑蓝(MTT,Sigma公司)、二甲基亚砜(
DMSO,Sigma公司);透析袋 (截留分子量7 000);
CO2培养箱、MK3酶标仪(美国Thermo公司);WF-
4000微波快速反应系统(上海屹尧微波化学技术有
限公司);傅立叶红外光谱仪(美国nicolet 380);当
归多糖(多糖含量92.3%,分子量为1.4×104 Da,本
实验室制备);其他化学试剂为国产分析纯。
1.2 细胞株 K562细胞株由赣南医学院范启兰教
授惠赠,MCF-7细胞株由赣南医学院向明钧副教授
惠赠。
1.3 药材 当归药材购自赣州市鑫龙欣大药房,经
赣南医学院生药学教研室李加林副教授鉴定为伞形
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DOI:10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2013.22.003
科当归属植物当归(Angelica sinesis(Oliv.)Dieis)
的干燥根。
2 方法
2.1 当归多糖的制备 称取一定量的干燥当归粉
末,加入适量纯化水在热水浴中浸提,其间不断搅
拌,静置冷却后离心,收集上清液,减压浓缩,在冷却
后的上清液中加入4倍体积无水乙醇,4℃静置过
夜,离心,收集沉淀,Sevag法除蛋白,冷冻干燥,得
当归粗多糖,取一定量的粗多糖溶于0.1 mol·L-1氯
化钠溶液,过 DEAE-Sephadex A-25(80 cm×3.5
cm)凝胶柱,用不同浓度氯化钠梯度洗脱合并相同
组分,透析,减压浓缩,冷冻干燥,得到均一性当归多
糖[4]。
2.2 硫酸酯化当归多糖的制备 将当归多糖和氨
基磺酸按物质的量浓度比(1∶2)混悬于10 mL甲酰
胺中,置于微波反应釜中,温度控制在50℃,功率
800 W,反应5 min。冷却至室温后加入50 mL左右
冰水,用2.5 mol·L-1氢氧化钠调至中性,加入3倍
体积无水乙醇,4℃冰箱中放置过夜,析出沉淀。离
心收集沉淀,并将沉淀溶于适量水,流水透析1 d,纯
化水透析2 d,浓缩后真空干燥得硫酸酯化当归多
糖[5]。
2.3 硫酸基含量测定
2.3.1  标准曲线的制备   精密称取硫酸钾
0.181 g,加去离子水定容,充分摇匀。分别吸取
2.0,4.0,6.0,8.0,10.0mL溶液。转入100 mL量
瓶中,加去离子水定容。充分摇匀,分别吸取5 mL
置50 mL比色管中,加5 mL25%二氯化钡,摇匀,
放置10 min,用紫外分光光度计测定400 nm处的
吸光度值。以S含量(X)和吸光度(Y)绘制曲线。
得回 归 方 程:Y =2.583 51 X -0.002 39(R=
0.999 1)。
2.3.2 样品制备和测定 精密称取各硫酸酯化多
糖20 mg,加入20% 盐酸20 mL,煮沸至溶液澄清,
稍冷。转入100 mL量瓶中,去离子水定容。吸取5
mL置50 mL比色管中,加入5 mL25%二氯化钡
摇匀,放置10 min,于422 nm处测定吸光度,根据
标准曲线回归方程,计算硫酸基取代度。
DS=(1.62×S%)/(32-1.02×S%),其中DS
为取代度,S%为硫酸基的含量。
2.4 红外光谱分析 称取适量当归多糖、硫酸酯化
当归多糖分别与干燥的溴化钾粉末混匀,置玛瑙研
钵中充分研磨使其混匀,压片机压成均匀透明、无明
显颗粒的片。用同法制成只有溴化钾的供试片作为
空白背景,用红外光谱仪测定样品4 000~400 cm-1
的红外光谱。
2.5 MTT法检测硫酸酯化当归多糖的体外抗肿
瘤作用 肿瘤细胞培养,并收集对数生长期的乳腺
癌细胞(MCF-7)、白血病细胞(K562),配成浓度为
1.0×105/mL的细胞悬液,以每孔接种细胞悬液
180μL接种于96孔培养板,在37℃、5%二氧化碳
条件下培养24 h后,实验组分别加入当归多糖和硫
酸酯化当归多糖溶液20μL,使当归多糖和硫酸酯
化当归多糖的终浓度分别为0.1,0.2,0.4,0.8,1.0,
2.0mg·mL-1,对照组加相同体积的RPMI1640溶
液,每组设3个平行孔,继续培养48 h后,每孔加20
μL MTT(5 mg·mL
-1)溶液,再培养4 h。小心弃去
培养液,每孔加入150μL DMSO溶液,待完全溶解
后,于570 nm波长处测定各孔吸光度。根据下面
的公式计算出抑制率,绘制浓度-抑制率曲线。
抑制率(%)=(1-处理组吸光度/对照组吸光
度)×100%
2.6 统计学处理[4] 所有数据用珚x±s表示,经
SPSS统计软件进行方差分析。多个样本均数与对
照组样本均数之间的比较采用单因素方差分析。
3 结果
3.1 当归多糖硫酸酯硫酸基含量测定 根据硫酸
基标 准 曲 线 线 性 回 归 方 程 Y =2.583 51 X -
0.002 39(R=0.999 1),测得当归多糖硫酸酯的硫
酸基含量为13.69%,硫酸基取代度为1.23。
3.2 当归多糖及硫酸酯化当归多糖红外光谱分
析 当归多糖红外光谱图中,在3 400 cm-1处有强
峰,显示有-OH 基团;当归多糖在1 600,1 400,
1 040 cm-1附近有多糖母体特征吸收峰,说明是多
糖。
图1 当归多糖红外光谱
Fig 1 IR spectrum of Angelica polysaccharide
  硫酸酯化多糖不仅在1 600,1 400,1 040 cm-1
附近有多糖母体特征吸收峰,同时还可以看出,硫酸
酯化多糖在3 400 cm-1附近的羟基吸收峰有所降
低,表示部分羟基已被酯化,在1 240 cm-1左右为
S=O伸缩振动,620 cm-1处有硫酸酯键的特征吸收
峰,证明硫酸基与当归多糖结合成酯。
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图2 硫酸酯化当归多糖红外光谱
Fig 2 IR spectrum of sulfated Angelica polysaccharide
3.3 当归多糖和硫酸酯化当归多糖对 MCF-7增殖
的影响 用不同浓度的当归多糖和硫酸酯化当归多
糖处理乳腺癌细胞(MCF-7)后,可见抑制率均随着
多糖和硫酸酯化多糖浓度的增加而增加;当质量浓
度为2.0mg·mL-1时,当归多糖和硫酸酯化当归多
糖对 MCF-7的抑制率分别为41.47%,85.93%,与
对照组相比差异有显著性;对 MCF-7抑制效果硫酸
酯化当归多糖明显优于当归多糖对其的抑制。结果
见表1,图3。
表1 当归多糖和硫酸酯化当归多糖对 MCF-7生长的影响
(珚x±s,n=3)
Tab 1 Inhibitory rate of Angelica polysaccharide and sulfat-
ed Angelica polysaccharide on MCF-7 cels(珚x±s,n=3)
组别
质量浓度
/mg·mL-1
当归多糖 硫酸酯化当归多糖
吸光度 抑制率/% 吸光度 抑制率/%
对照 0.0 0.482 3±0.084 9 - 0.482 3±0.084 9 -
多糖 0.1  0.456 4±0.018 7  5.37  0.467 5±0.021 4  3.06
0.2  0.449 8±0.013 2  6.73  0.447 6±0.013 8  7.19
0.4  0.440 3±0.007 8  8.70  0.370 5±0.020 5a 23.17
0.8  0.423 0±0.035 8 12.29  0.185 1±0.035 3a 61.63
1.0 0.397 4±0.011 7a17.60  0.161 0±0.009 0a 66.62
2.0 0.282 3 0.018 8a 41.47  0.067 9±0.008 1a 85.93
注:与对照组比较,aP<0.05
图3 当归多糖和硫酸酯化当归多糖对 MCF-7作用的浓度-抑制率
曲线
—◆—当归多糖;—▲—硫酸酯化当归多糖
Fig 3 Concentration/inhibition curve for the effect of Angelica pol-
ysaccharide and sulfated Angelica polysaccharide on MCF-7cels
—◆—Angelica polysaccharide;—▲—sulfated Angelica polysaccha-
ride
3.4 当归多糖和硫酸酯化当归多糖对白血病细胞
(K562)增殖的影响 用不同浓度的当归多糖和硫
酸酯化当归多糖处理 K562后,可见抑制率均随着
多糖和硫酸酯化多糖浓度的增加而增加;当质量浓
度为2.0mg·mL-1时,当归多糖和硫酸酯化当归多
糖对K562的抑制率分别为66.62%,77.22%,与对
照组相比差异有显著性;对 K562抑制效果硫酸酯
化当归多糖更为明显。结果见表2,图4。
表2 当归多糖和硫酸酯化当归多糖对白血病(K562)生长
的影响(珚x±s,n=3)
Tab 2 Inhibitory rate of Angelica polysaccharide and sulfat-
ed Angelica polysaccharide on K562 cels(珚x±s,n=3)
组别
质量浓度
/mg·mL-1
当归多糖 硫酸酯化当归多糖
吸光度 抑制率/% 吸光度 抑制率/%
对照 0.0 0.943 7±0.038 2 - 0.943 7±0.038 2 -
多糖 0.1  0.516 3±0.014 5a45.28 0.455 3±0.029 2a 51.75
0.2  0.512 0±0.020 7a45.74 0.316 7±0.038 3a 66.44
0.4  0.457 0±0.050 3a51.57 0.309 3±0.024 1a 67.22
0.8  0.402 7±0.026 3a57.33 0.304 0±0.020 8a 67.79
1.0 0.335 3±0.012 9a64.46 0.256 3±0.029 2a 72.84
2.0 0.315 0±0.034 0a66.62 0.215 0±0.022 4a 77.22
注:与对照组比较,aP<0.05
图4 当归多糖和硫酸酯化当归多糖对K562作用的浓度-抑制率曲
线
—◆—当归多糖;—▲—硫酸酯化当归多糖
Fig 4 Concentration/inhibition curve for the effect of Angelica pol-
ysaccharide and sulfated Angelica polysaccharide on K562 cels
—◆—Angelica polysaccharide;—▲—sulfated Angelica polysaccha-
ride
4 讨论
癌症对人类健康威胁很大,目前的治疗方法主
要有外科手术、放射治疗和化学治疗。放疗缺乏特
异性,在杀死肿瘤细胞的同时,也损伤正常细胞,化
学治疗又有很强的不良反应,因此,寻找天然的低毒
高效的抗癌辅助药越来越重要。
硫酸酯化多糖是多糖的硫酸酯化衍生物,近几
年相继发现一些多糖硫酸酯化修饰后抗肿瘤活性显
著增强,如茯苓多糖、螺旋藻多糖、牛膝多糖等[7-9]经
硫酸酯化修饰后体内和体外抗肿瘤效果显著提高。
近些年对多糖硫酸酯的抗肿瘤活性做了不少研
究,结果表明,无论是在抑制肿瘤细胞增殖、增强免
疫功能、抗癌转移方面都显示出很强的抗肿瘤活性,
海藻硫酸多糖和海带硫酸多糖等天然的硫酸多糖均
具有一定的抗肿瘤活性[10]。先宏等[11]发现,海藻硫
酸多糖可以调节巨噬细胞分泌NO和TNF,增强免
疫功能,促进肿瘤细胞凋亡。
前期动物体内研究表明,硫酸酯化当归多糖能
显著抑制小鼠实验性肿瘤的生长,虽然硫酸酯化当
归多糖对肿瘤生长的抑制作用不及环磷酰胺,但能
显著增加荷瘤小鼠胸腺指数和脾脏指数,改善荷瘤
小鼠的非特异性免疫功能,能明显延长S180腹水
瘤小鼠生命存活期。本实验所用的 MTT法具有经
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济、快速、高效的优点,是目前最常用的体外抗肿瘤
药物筛选方法,选用乳腺癌细胞株 MCF-7和白血病
细胞株K562,用当归多糖和硫酸酯化当归多糖进行
体外抗肿瘤活性的实验研究。结果表明硫酸酯化后
的当归多糖对乳腺癌细胞株 MCF-7抑制作用明显
强于未酯化的当归多糖对其的抑制作用。当浓度为
2.0mg·mL-1时,当归多糖和硫酸酯化当归多糖对
MCF-7的抑制率分别为41.47%,85.93%。硫酸酯
化当归多糖的浓度小于0.2 mg·mL-1时,对 MCF-7
的抑制作用与对照组相比没有显著性差异,可能是
因为硫酸酯化当归多糖的浓度太低,而对 MCF-7的
抑制不明显。当归多糖的浓度要达到1 mg·mL-1
左右才对 MCF-7的抑制作用有显著性。硫酸酯化
当归多糖对 MCF-7的抑制作用明显优于当归多糖
对其的抑制作用。当归多糖和硫酸酯化当归多糖在
低浓度对K562就有显著的抑制作用。酯化后的当
归多糖对K562的抑制作用更加明显,但其作用机
制和构效关系还有待进一步深入研究。
参考文献:
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[收稿日期]2013-01-16
[基金项目]贵州省科技计划项目(编号:黔科合工字[2009]4001);贵州省中药现代化科技产业研究开发专项项目(编号:黔科合中药字[2011]
5081号) [作者简介]刘丽君,女,在读硕士,中药师,研究方向:新剂型新技术及新药开发 [通讯作者]黄勇,男,副教授,研究方向:制剂新
剂型新技术及新药开发,电话:0851-6908468,E-mail:mailofhy@126.com
局部注射用右旋酮洛芬氨丁三醇温敏凝胶的制备及其体外释药的考察
刘丽君1,张洁1,唐丽2,刘跃2,黄勇1,2 (1.贵阳医学院药学院,民族药与中药开发应用教育部工程研究中心,贵州 贵阳
550004;2.贵州省药物制剂重点实验室,贵州 贵阳550004)
[摘要] 目的:制备右旋酮洛芬氨丁三醇温敏凝胶,并研究其体外释药行为特性。方法:采用正交设计法,以药物水溶液浓
度、壳聚糖(CS)用量、β-甘油磷酸钠(β-GP)/壳聚糖(CS)溶液配比为三因素,将优化后的处方利用药物释放模型方程进行评
价。结果:右旋酮洛芬氨丁三醇温敏凝胶的最佳处方为:药物水溶液浓度0.002 5 g·mL、CS用量0.04 g、β-GP/CS配比1∶2,在
体外释药持续12 d以上,释放特性符合Ritger-Peppas方程的药物扩散动力学特点。结论:本凝胶制备简单,胶凝温度适宜具
有温敏特性及明显的缓释作用。
[关键词] 右旋酮洛芬氨丁三醇;温度敏感性;水凝胶;体外释药
[中图分类号]R944  [文献标识码]A  [文章编号]1001-5213(2013)22-1835-05
Preparation of injection of dexketoprofen tromethamine thermosensitive hydrogel and study on
its in vitro release
LIU Li-jun2,ZHANG Jie1,TANG Li 2,LIU Yue2,HUANG Yong1,2(1.School of Pharmacy,Guiyang Medical Col-
lege,Engineering Research Center for the Development and Application of ethnic Medicines and TCM ,Ministry of Education,
Guizhou Guiyang 550004,China;2.Provincial Key Laboratory of Pharmaceutics in Guizhou Province,Guizhou Guiyang 550004,
China)
ABSTRACT:OBJECTIVE To prepare dexketoprofen tromethamine thermosensitive hydrogel and study the characteristics of
·5381·中国医院药学杂志2013年第33卷第22期Chin Hosp Pharm J,2013 Nov,Vol 33,No.22