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竹节人参皂苷对乙醇致肝细胞L-O2损伤的保护作用



全 文 :竹节人参皂苷对乙醇致肝细胞 L-O2 损伤的保护作用
李有贵1,2,计东风2,钟 石2,郑贤林2,时连根1
(1. 浙江大学动物科学学院特种经济动物科学系,浙江 杭州 310029;2. 浙江省农业科学院
蚕桑研究所,浙江 杭州 310021)
摘要:目的 考察竹节人参皂苷对乙醇损伤肝细胞 L-O2 的保护作用,并探讨其作用机制。方法 高效
液相色谱-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)分离纯化竹节人参皂苷,MTT 法测定细胞存活率,分光光度法测
定肝细胞内液丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性。结果
经分离纯化鉴定获得了 6 个竹节人参皂苷单体 Rg1,Re,Rf,F3,Rg2 和 Rd;其中 Rg1 0. 16 g·L
-1,Re 1. 28
g·L -1和 Rf 0. 64 g·L -1可促进正常肝细胞 L-O2 增殖,增殖率分别为 22. 7%,34. 8%和 28. 5%(P < 0. 01) ;Rd
0. 16 g·L -1和 F3 1. 28 g·L
-1对正常肝细胞生长表现出明显的抑制作用,抑制率分别为 49. 7%和 43. 3%(P <
0. 01)。Rg1 0. 16 g·L
-1,Re 1. 28 g·L -1和 Rf 0. 64 g·L -1对乙醇 200 mmol·L -1损伤的肝细胞 L-O2 具有明显
的保护作用,对细胞生长的抑制率由乙醇损伤模型组的 50. 4%分别降低为 23. 3%,26. 9%和 26. 6%
(P < 0. 01) ;Rd 0. 16 g·L -1和 F3 1. 28 g·L
-1则加强乙醇对肝细胞的损伤,抑制率高达 83. 2%和64. 8%(P <
0. 01)。乙醇损伤模型组肝细胞 L-O2 乙醇代谢产生 MDA 含量升高、SOD 和 GSH-Px 降低;Rg1 0. 16 g·L
-1,
Re 1. 28 g·L -1和 Rf 0. 64 g·L -1可明显改善乙醇损伤导致的肝细胞 L-O2 内 MDA 含量升高,增强 SOD 和
GSH-Px活性(P < 0. 01)。结论 人参皂苷 Rg1,Re 和 Rf 对乙醇损伤肝细胞 L-O2 具有明显的保护作用,抗
氧化活性可能是其发挥保护作用的机制之一。
关键词:竹节人参;皂苷;乙醇;肝细胞;损伤
中图分类号:R285,R963 文献标志码:A 文章编号:1000-3002(2011)03-0289-07
DOI:10. 3867 / j. issn. 1000-3002. 2011. 03. 014
竹节人参(Panax japonicus C. A. Mey)系五加科
植物,为《中国药典》收载的名贵常用中药,其主要
化学成分为竹节人参皂苷[1 - 2],具有保护乙醇性胃
黏膜损伤和抗氧化等多方面的作用 [3 - 4]。近年来,
本课题组研究发现,人工栽培竹节人参总皂苷具有
显著的体外清除自由基的作用[5],可降低乙醇性肝
损伤小鼠血清和肝组织中丙二醛(malondialdehyde,
MDA)含量,提高谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione
peroxidase,GSH-Px)和超氧化物歧化酶(superoxide
dismutase,SOD)活性;细胞实验研究发现,其可通过
上调 GPX3,SOD1 和 SOD3 的 mRNA 水平,从而发
挥抗氧化作用[5]。但竹节人参皂苷单体对乙醇性
肝细胞损伤的作用尚未见报道。因此,本研究对通
过高效液相色谱-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD)
分离纯化得到的纯度大于98%的竹节人参皂苷
基金项目:浙江省科技厅基金资助项目(2004C32077)
作者简介:李有贵(1980 -) ,男,助理研究员,主要从事
天然药物药理学研究。
通讯作者:时连根,E-mail:slgsilk@ zju. edu. cn,Tel:
(0571)86971723
单体,观察其对人源性肝细胞 L-O2 的生长、细胞内
MDA含量及 GSH-Px 和 SOD活性的影响,探讨竹节
人参皂苷对乙醇损伤肝细胞的保护作用及可能的作
用机制,为竹节人参的开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 细胞株、试剂和仪器
人胚肝细胞 L-O2,中国科学院上海生物化学
与细胞生物学研究所。噻唑蓝(MTT)和二甲亚砜
(DMSO) ,美国 Sigma公司;RPMI 1640 培养基,美国
Gibco BRL 公司;胎牛血清(fetal bovine serum,
FBS) ,杭州四季青生物材料研究所;胰蛋白酶和磷
酸盐缓冲液,美国 Amresco 公司;MDA 含量、SOD 和
GSH-Px活性测定试剂盒,南京建成生物工程研究
所(批号 20100520)。CO2 培养箱,美国 Thermo 公
司;Leica-DM2500 正置显微镜,德国 Leica 公司;
Nikon-TS100 型倒置光学显微镜,日本 Nikon 公司;
Infinite M200 酶标仪,瑞士 TECAN 公司;超低温冰
箱,日本 Sanyo公司;96 和 6 孔培养板,美国 Corning
公司;Agilent 1200 液相系统,包括四元泵,自动进样
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器,自动收集器,真空脱气机,蒸发光散射检测器
(Sedex 85) ,法国 Sedere 公司;操作软件为 Agilent
chemstation,美国 Agilent 公司;micrOTOF QⅡ型质
谱仪,德国 Bruker Daltonics 公司。针式过滤器,美
国 Pall公司。
1. 2 竹节人参总皂苷的提取
竹节人参采自浙江临安青凉峰自然保护区人工
种植的 3 年生根茎,由浙江省农业科学院农信所洪
林副研究员鉴定,65℃干燥,常温粉碎过 120 目筛备
用。准确称取竹节人参粉末 10 g,加入乙醚(料液
比 1 g∶ 40 ml) ,超声波提取4 h,弃去乙醚液,取残渣
挥发乙醚,加甲醇(料液比 1 g∶ 40 ml)超声波提取
4 h,取甲醇提取液,挥发干燥。提取物加去离子水
50 ml溶解后置分液漏斗中,用水饱和的正丁醇萃取
5 次,每次 30 ml,合并正丁醇萃取液。正丁醇萃取
液先用 1%氢氧化钠溶液洗涤 3 次,每次 50 ml,弃
去碱液,再用正丁醇洗涤 3 次,每次 50 ml,弃去水
液。取正丁醇萃取液,蒸干,加甲醇溶解,即得竹节
人参总皂苷粗提液[6]。
1. 3 竹节人参皂苷的纯化及质谱分析
竹节人参总皂苷粗提液过0. 45 μm过滤器,滤过
液上机进行 HPLC 分离。色谱柱:ZORBAX SB-C18
(150 mm ×2. 1 mm,5 μm) ;柱温:35℃;流动相:0. 1%
醋酸水溶液 (A)和乙腈(B) ,梯度洗脱〔(0 ~ 20 min,
(17% ~20%)B;20 ~21 min,(20% ~24%)B;21 ~30
min,(24% ~ 29%)B;30 ~ 40 min,(29% ~ 33%)B;
40 ~45 min,(33% ~ 41%)B;45 ~ 57 min,(41% ~
55%)B;57 ~ 58 min,(55% ~ 90%)B;58 ~ 63 min,
95% B;63 ~ 64 min,(95% ~ 17%)B;64 ~ 70 min,
17% B〕,流速 0. 6 ml·min -1,蒸发光散射检测器,蒸
发温度 40℃,载气为压缩空气,压力 0. 34 MPa,增益
系数为 1。对每一个皂苷组分进行自动收集,同时进
行质谱分析。
质谱分析条件:micrOTOF QⅡ型质谱仪采用
ESI离子源;扫描方式:负离子;流速 0. 3 ml·min -1;
喷雾气体 60 kPa及干燥气体(6. 0 L·min -1)均为氮
气(N2) ;干燥温度 220℃;毛细管电压 3500 V,毛细
管出口电压 - 170. 0 V;以氩气作为碰撞气体对各个
物质进行碰撞诱导解离电压在 30 ~ 50 eV 间变化,
扫描质荷比(mass-to-charge ratio,m/z)范围为 50 ~
3000。
1. 4 竹节人参皂苷样品溶液的制备
精密称取纯化的竹节人参皂苷 Rg1,Re,Rf,
F3,Rg2 和 Rd,用无血清培养液(含 0. 1% DMSO)
溶解后,依次稀释配制成 0. 32,0. 64,1. 28,2. 56 和
5. 12 g·L -1梯度的样品溶液,针式过滤器除菌后使
用,现配现用。
1. 5 细胞培养
人胚肝细胞 L-O2 采用 RPMI 1640 培养基(加
10%灭活 FBS,不含抗生素)置于 37℃,5% CO2 培
养箱中饱和湿度培养,2 d 换液 1 次。实验中所用
细胞均处于对数生长期,活细胞数大于 95%。
1. 6 MTT法检测 L-O2 细胞存活率
取对数生长期细胞 L-O2 经胰酶消化后,用
RPMI 1640 培养液吹打配成细胞 1 × 108 L -1悬液,
加入 96 孔培养板,每孔 100 μl,在 5% CO2,37℃培
养箱中培养 24 h。待细胞完全贴壁后,分别加入 6
种人参皂苷 100 μl,终浓度分别为 0. 16,0. 32,0. 64
和 1. 28 g·L -1,每组 8 孔;正常对照孔(含细胞 100
μl)加入含 0. 1% DMSO 的无血清培养液 100 μl;空
白对照孔(不含细胞)加入等量的含人参皂苷无血
清培养液,用于 MTT测定调零。培养箱中孵育 48 h
后,加入 20 μl MTT 5 g·L -1,继续培养 4 h,去上清
液,加入 DMSO 150 μl,在摇床上振动摇匀,在酶标
仪 570 nm波长下测得各孔吸光度(absorbance,A)
值。实验重复 3 次。按下式计算肝细胞的存活率。
存活率(%) = (实验组 A570 nm -正常对照组 A570 nm)/
正常对照组 A570 nm × 100%。
1. 7 选择损伤人胚肝细胞 L-O2 乙醇浓度
在 96 孔培养板中加入 1 × 108 L -1 L-O2 细胞悬
液,每孔 100 μl。待细胞完全贴壁后,实验孔分别加
入 100 μl 乙醇溶液,终浓度分别为 25,50,75,
100,200,400 和 800 mmol·L -1,正常对照孔加入
含 0. 1%DMSO的无血清培养液 100 μl,空白对照孔
加入等量的含人参皂苷无血清培养液。每组 8 孔。
培养箱中孵育48 h后,按 1. 6 方法测定各孔 A 值。
按下式计算对肝细胞的抑制率。抑制率(%) =
(正常对照组 A570 nm -实验组 A570 nm)/ 正常对照组
A570 nm × 100%,以确定损伤 L-O2 细胞的乙醇浓度。
1. 8 乙醇损伤的人胚肝细胞 L-O2 存活的测定
在 96 孔培养板中加入 L-O2 细胞 1 × 108 L -1悬
液 100 μl。待细胞完全贴壁后,实验孔加入 50 μl
乙醇溶液,终浓度为 200 mmol·L -1,同时加入 50 μl
竹节人参皂苷样品液,终浓度分别为 0. 16,0. 32,
0. 64 和 1. 28 g·L -1,每个浓度设 8 个复孔,并设正
常对照组(细胞,未加乙醇)、乙醇损伤模型组(细
胞,加乙醇,不加药物)和空白对照孔(不含细胞,用
于 MTT测定调零)。培养箱孵育 48 h,按 1. 6 方法
测定各孔 A 值。按 1. 7 方法计算对肝细胞的抑制
率。
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1. 9 肝细胞 L-O2 MDA 含量、SOD 活性和
GSH-Px活性的测定
取对数生长期的细胞经胰酶消化后,分别用
RPMI 1640 培养液吹打制成细胞 1 × 109 L -1悬液,
分别加入 24 孔培养板,在 5% CO2,37℃培养箱培养
24 h,待细胞完全贴壁后,按 1. 8 方法加入乙醇终浓
度 200 mmol·L -1和 Rg1 0. 16,Rf 0. 64 和 Re 1. 28
g·L -1,每个浓度设 4 个复孔,并设正常对照组(细
胞未加乙醇)和乙醇损伤模型组(细胞加乙醇,不加
药物)。培养箱孵育 48 h 后收集细胞,用生理盐水
配置成相同细胞浓度,超声波破碎后,按 MDA,SOD
和 GSH-Px测定试剂盒方法测定 MDA含量、SOD 活
性和 GSH-Px活性。
1. 10 统计学分析
实验结果数据以 珋x ± s 表示,采用 SPSS 12. 0 软
件多重方差分析进行组间比较。
2 结果
2. 1 竹节人参皂苷的组成和结构鉴定
由图 1 所示,从人工种植的竹节人参中分离获
得 6 个皂苷组分,通过标准品比对,结合高效液相色
谱-电喷雾电离-质谱(high performance liquid chro-
matography-electrospray ionization-mass spectroscope,
HPLC-ESI-MS)分析,认为分别是 Rg1,Re,Rf,F3,
Rg2 和 Rd,其分子结构图及基团见图 2 和表 1,
ESI-MS和相应的碰撞诱导解离(collision induced
dissociation,CID)数据见表 2,其中 ESI-MS-CID图谱
以 Re为例(图 3)。
利用四级杆飞行时间质谱分析(以人参皂苷
Re为例) ,在ESI / MS一级质谱检测中,加合离子
图 1 高效液相色谱-电喷雾电离-质谱分析竹节人参皂苷粗
提物. 峰 1:Rg1;峰 2:Re;峰 3:Rf ;峰 4:F3;峰 5:Rg2;峰 6:Rd.
Fig. 1 High performance liquid chromatography-electros-
pray ionization-mass spectroscope profile of saponins from
P. japonicus.
图 2 竹节人参皂苷的化学结构式. R1,R2 和 R3 见表 1.
Fig. 2 Chemical structures of saponins from P. japonicus.
[M-H]-为人参皂苷-氢离子、[M + AcO]-为人参皂
苷 +醋酸根,即 m/z 945,1005. 5 分别代表 Re的 945
[M-H]-和 1005. 5[M + AcO]-;在(-)-ESI /MS 二
级质谱检测中,负离子 CID 产生系列脱糖碎片离
子,m/z 945,799,783,637 和 475 分别代表 Re 的
945[M-H]-,799[M-Rha-H]-,783[M-Glc-H]-,
637[M-Glc-Rha-H]-和 475[M-2Glc-Rha-H]。
表 1 竹节人参皂苷结构式基团
Tab. 1 Structural information on saponins from P. japonicus
人参皂苷 R1 R2 R3 相对分子质量 分子式
Rg1 H Glc-O- Glc- 800 C42H72O14
Re H Rha-Glc-O- Glc- 946 C48H82O18
Rf H Glc-Glc-O- H 800 C42H72O14
F3 H HO- Ara-Glc- 770 C41H70O13
Rg2 H Rha-Glc-O- H 784 C42H72O13
Rd Glc-Glc- H Glc- 946 C48H82O18
Glc:β-D-葡萄糖;Ara:阿拉伯糖;Rha:鼠李糖.
·192·中国药理学与毒理学杂志 2011 年 6 月第 25 卷第 3 期 Chin J Pharmacol Toxicol,Vol 25,No 3,Jun 2011
表 2 电喷雾电离-质谱(ESI-MS)和碰撞诱导解离(CID)竹节人参皂苷分析结构
Tab. 2 Electrospray ionization-mass spectroscope (ESI-MS)and corresponding collision induced dissociation (CID)data in
the negative ion mode of saponins from P. japonicus
人参皂苷
保留时间 /
min
[M + AcO]-
(m/z)
[M-H]-
(m/z)
CID
(m/z)
Rg1 16. 679 859 799 637[M-Glc-H]-,475[M-2Glc-H]-
Re 17. 631 1005 945 799[M-Rha-H]
-,783[M-Glc-H]-,637[M-Glc-Rha-H]-,475
[M-2Glc-Rha-H]-
Rf 28. 663 859 799 637[M-Glc-H]-,475[M-2Glc-H]-
F3 30. 259 829 769 637[M-Ara-H]-,475[M-Glc-Ara-H]-
Rg2 32. 087 843 783 637[M-Rha-H]-,475[M-Glc-Rha-H]-
Rd 40. 512 1005 945 783[M-Glc-H]-,621[M-2Glc-H]-,459[M-3Glc-H]-
图 3 人参皂苷 Re ESI-MS 图谱(A)和 CID 图谱(B).
Fig. 3 ESI-MS spectrum (A)and CID spectrum (B)of
saponin Re from P. japonicus obtained in the negative ion
mode.
2. 2 竹节人参皂苷对正常人胚肝细胞 L-O2 增殖
的影响
由图 4可知,不同竹节人参皂苷单体与细胞 L-O2
共孵育 48 h,其对正常 L-O2 细胞增殖的影响明显不
同,其中 Rg1 和 Re 表现出明显的促肝细胞 L-O2 增
殖的作用 (P < 0. 05,P < 0. 01) ;Rf 浓度在
0. 16 ~ 0. 64 g·L -1时具有促肝细胞 L-O2 增殖的作
用,其中 Rf 0. 64 g·L -1组细胞增殖率达 28. 5%
(P < 0. 01) ,但随着浓度的升高则表现出一定的抑
制作用(P < 0. 05) ;Rd在浓度高于0. 16 g·L -1时,
图 4 竹节人参皂苷对正常人胚肝细胞 L-O2 增殖的影响.
于对数生长期的人胚肝细胞分别加入不同浓度的人参皂苷,正常对
照孔加入等量含 0. 1%DMSO的无血清培养液,培养 48 h 后用 MTT
法测定 A570 nm . 珋x ± s,n = 8. * P < 0. 05,**P < 0. 01,与正常对照组
(0)比较.
Fig. 4 Effect of saponins from P. japonicus on normal
L-O2 cells.
具有明显的抑制肝细胞 L-O2 增殖的作用,Rd 0. 16
g·L -1时抑制率高达 49. 7%(P < 0. 01) ;F3 > 0. 64
g·L -1时则显著抑制细胞 L-O2 生长(P < 0. 01) ,F3
0. 64 g·L -1时抑制率达 31. 1%;Rg2 0. 16 ~ 1. 28
g·L -1对肝细胞 L-O2 则无明显作用。
2. 3 竹节人参皂苷对乙醇损伤肝细胞的保护作用
当乙醇浓度较低时(< 50 mmol·L -1) ,其对肝
细胞 L-O2 并不表现出抑制作用,相反可以促进细
胞增殖,可能是由于细胞 L-O2 以乙醇作为能量从
而加速了细胞增殖;随着浓度的不断升高,乙醇对细
胞 L-O2 表现出明显的抑制作用,其 IC50约为 200
mmol·L -1 (图 5)。因此,本研究采用乙醇 200
mmol·L -1制备乙醇损伤细胞模型。
·292· 中国药理学与毒理学杂志 2011 年 6 月第 25 卷第 3 期 Chin J Pharmacol Toxicol,Vol 25,No 3,Jun 2011
图 5 乙醇对人胚肝细胞 L-O2 的损伤. 于对数生长期的人胚
肝细胞分别加入乙醇 50 ~ 1600 mmol·L -1,培养 48 h. 珋x ± s,n = 8.
Fig. 5 Injury to L-O2 cells induced by ethanol.
由图 6 可知,不同竹节人参皂苷单体对乙醇损
伤肝细胞 L-O2 的作用不同,其中在 Rg1 和 F30. 16
g·L -1时可显著降低乙醇对细胞 L-O2 的损伤(P <
0. 01) ,但随浓度的增加其保护作用逐渐降低;
Rf < 0. 64 g·L -1时对乙醇损伤肝细胞L-O2的保护
图 6 竹节人参皂苷对乙醇损伤肝细胞 L-O2 的保护作用.
于对数生长期的人胚肝细胞分别加入乙醇溶液终浓度为 200 mmol·L -1,
同时分别加入终浓度为0. 16 ~1. 28 g·L -1竹节人参皂苷,培养 48 h后用
MTT法测定 A570 nm. 珋x ± s,n = 8. ** P < 0. 01,与正常对照组比较;
#P <0.05,##P <0. 01,与乙醇损伤模型组(0)比较.
Fig. 6 Protective effect of saponins from P. japonicus
against ethanol-induced cytotoxicity on L-O2 cells.
作用逐渐增大,但 Rf > 0. 64 g·L -1时则表现出明显
的毒性作用(P < 0. 01) ;Re 0. 16 ~ 1. 28 g·L -1可减
轻乙醇对肝细胞 L-O2 的抑制,对乙醇损伤肝细胞
L-O2 具有明显的保护作用(P < 0. 01) ;Rg2 对乙醇
损伤肝细胞 L-O2 无明显影响;Rd 则可增强乙醇对
肝细胞 L-O2 的损伤(P < 0. 01) ,Rd 浓度 > 0. 32
g·L -1时,可使细胞 L-O2 几乎全部死亡。
2. 4 竹节人参皂苷 Rg1,Rf 和 Re 对肝细胞 L-O2
内液MDA含量、SOD和 GSH-Px活性的影响
根据上述结果筛选出对乙醇损伤肝细胞具有一
定保护作用的竹节人参皂苷 Rg1,Rf 和 Re,进一步
测定其对肝细胞 L-O2 MDA 含量、SOD 和 GSH-Px
活性的影响,发现 Rg1 0. 16 g·L
-1,Re 1. 28 g·L -1
和 Rf 0. 64 g·L -1具有明显的抗氧化作用,能够清除
肝细胞内乙醇代谢产生的 MDA,增加 SOD 和
GSH-Px的活性(表 5)。
3 讨论
肝脏作为体内乙醇代谢的最主要器官,主要通
过乙醇脱氢酶和微粒体乙醇氧化酶系统进行氧化代
谢。乙醇在肝细胞内通过细胞色素 P450CYP2E1 在
铁离子参与下氧化成为乙醛,同时产生大量的氧应
激产物如 OH -,O2
÷和 H2O2 等自由基,这些自由基
可激活磷脂酶及脂质过氧化反应来降低膜磷脂,改
变其通透性和流动性,从而改变与膜结合的酶、受体
和离子通道的微环境,影响其功能[7 - 9]。本研究发
现,乙醇与人胚肝细胞 L-O2 共孵育,当乙醇的浓度
较低时(< 50 mmol·L -1) ,其对 L-O2 细胞存活并不
表现出抑制作用,相反可以促进细胞增殖,这可能是
由于 L-O2 细胞以乙醇作为能量从而加速了细胞增
殖;随着乙醇浓度的不断升高,乙醇对 L-O2 细胞
存活表现出明显的抑制作用,推测乙醇可能在代谢
表 5 竹节人参皂苷 Rg1,Rf和 Re对肝细胞 L-O2 内丙二醛(MDA)水平和超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶
(GSH-Px)活性的影响
Tab. 5 Effect of saponins Rg1,Rf and Re from P. japonicus on the malondialdehyde (MDA)level,superoxide dismutase
(SOD)and glutathione peroxidase (GSH-Px)activities in ethanol-induced hepatic cells L-O2
组别 MDA/mmol·L -1 SOD /kU·L -1 GSH-Px /kU·L -1
正常对照 0. 98 ± 0. 05 51. 1 ± 4. 0 158. 3 ± 7. 5
乙醇模型 1. 35 ± 0. 05** 26. 4 ± 2. 8** 67. 0 ± 4. 3**
乙醇 + Rg1 0. 16 1. 17 ± 0. 04**## 38. 3 ± 4. 8**## 86. 3 ± 5. 7**##
乙醇 + Rf 0. 64 1. 21 ± 0. 03**## 35. 6 ± 4. 4**## 78. 4 ± 3. 5**##
乙醇 + Re 1. 28 1. 21 ± 0. 05**## 39. 0 ± 3. 3**## 84. 2 ± 4. 4**##
细胞处理见图 6. 珋x ± s,n = 4. **P < 0. 01,与正常对照组比较;##P < 0. 01,与模型组比较.
·392·中国药理学与毒理学杂志 2011 年 6 月第 25 卷第 3 期 Chin J Pharmacol Toxicol,Vol 25,No 3,Jun 2011
过程中产生了大量的氧应激产物,从而影响了细胞
的生长和增殖。
有研究表明,一定剂量的竹节参总皂苷可显著
提高运动后小鼠肝脏和脑组织中 SOD 和 GSH 活
性,降低 MDA 含量,能直接清除自由基,并抑制脂
质过氧化作用,表明竹节人参总皂苷能促进机体内
源性抗氧化物质的产生,抑制 MDA 生成,是具有开
发价值的天然抗氧化产物[10]。刘红等[11 - 13]通过脂
质过氧化产物含量、MDA 含量、前列腺素 E2 含量、
SOD活性、GSH-Px活性和乳酸脱氢酶活性等指标测
定,发现竹节人参提取物能通过消除和抑制大、小鼠
体内氧自由基的产生,提高组织的抗氧化能力,对
胃、脑和心肌等组织器官缺血再灌注损伤起到保护
作用。
本研究应用 HPLC-ELSD 从竹节人参总皂苷分
离纯化获得了 6 个人参皂苷单体,应用 ESI-MS鉴定
其为 Rg1,Re,Rf,F3,Rg2 和 Rd;通过不同竹节人
参皂苷单体与正常肝细胞 L-O2 共孵育 48 h,测定发
现竹节人参皂苷单体 Rg1 和 Re 表现出明显的促进
L-O2 细胞增殖的作用;Rf < 0. 64 g·L -1时具有促进
肝细胞 L-O2 增殖的作用,随着浓度的增加表现出
一定的毒性作用;在浓度 > 0. 16 g·L -1时,Rd 具有
显著的抑制 L-O2 细胞增殖的作用,且 Rd 0. 16
g·L -1时抑制率高达49. 7%;F3 在浓度高于 0. 64
g·L -1时则显著抑制L-O2生长,抑制率达 43. 3%;
Rg2 0. 16 ~ 1. 28 g·L
-1对肝细胞 L-O2 则无明显作
用。同时研究发现,Re对乙醇损伤的L-O2细胞具有
明显的保护作用;Rf < 0. 64 g·L -1时对乙醇损伤的
L-O2 细胞具有明显的保护作用,但 Rf > 0. 64 g·L -1
时则表现出明显的毒性作用;在 Rg1 和 F3 0. 16
g·L -1时可降低乙醇对肝细胞 L-O2 损伤,但随着剂
量增加则表现出一定的毒性;Rg2 对乙醇损伤的肝
细胞 L-O2 无明显保护作用,但亦未表现出明显的
毒性作用;Rd则可加强乙醇对 L-O2 细胞的损伤,在
浓度大于 0. 32 g·L -1时,可使 L-O2 细胞几乎全部死
亡。分析肝细胞内液相关生化指标 MDA,SOD 和
GSH-Px发现,Rg1,Rf 和 Re 具有明显的抗氧化性
能,能够清除肝细胞内乙醇代谢产生的 MDA,提高
抗氧化酶 SOD 和 GSH-Px 的活性,这可能是其保护
乙醇性L-O2细胞损伤的一个重要原因。不同人参
皂苷单体对乙醇损伤肝细胞的保护作用有待进一步
研究。
志谢:本课题中竹节人参皂苷分离和质谱分析得到华东师
范大学脑功能基因组学教育部重点实验室胡金锋和赵芸老
师的帮助。
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·492· 中国药理学与毒理学杂志 2011 年 6 月第 25 卷第 3 期 Chin J Pharmacol Toxicol,Vol 25,No 3,Jun 2011
Protective effect of saponins extracted from Panax japonicus
on ethanol-induced hepatic cells L-O2 injury
LI You-gui1,2,JI Dong-feng2,ZHONG Shi2,ZHENG Xian-lin2,SHI Lian-gen1
(1. Department of Special Animal Science,College of Animal Science,Zhejiang University,
Hangzhou 310029,China;2. Sericultural Research Institute,Zhejiang Academy of
Agricultural Sciences,Hangzhou 310021,China)
Abstract:OBJECTIVE To study the protective effect of saponins from Panax japonicus
against ethanol-induced hepatic cells L-O2 injury and their possible mechanisms. METHODS
Saponins from P. japonicus was purified by HPLC-evaporation light scattering detection (ELSD).
The survival rate of hepatic cells was determined by MTT assay. The level of malondialdehyde
(MDA) ,the activities of superoxide dismutase (SOD)and glutathione peroxidase (GSH-Px)in
L-O2 cells were measured by spectrophotometer. RESULTS Six major saponins from P. japonicus
were identified by HPLC-ESI-MS:ginsenosides Rg1,Re,Rf,F3,Rg2 and Rd. Rg1 0. 16 g·L
-1,
Re 1. 28 g·L -1 and Rf 0. 64 g·L -1 could promote normal cells L-O2 proliferation(P <0. 01) ,at the
rate of 22. 7%,34. 8% and 28. 5%,respectively. Rd 0. 16 g·L -1 and F3 1. 28 g·L
-1 showed
evident inhibition to normal cells L-O2(P < 0. 01) ,at the rate of 49. 7% and 43. 3% . Rg1 0. 16
g·L -1,Re 1. 28 g·L -1 and Rf 0. 64 g·L -1 also showed significantly protection against ethanol-in-
duced hepatic cells L-O2 injury(P < 0. 01). The rate of inhibition decreased to 23. 3%,26. 9%
and 26. 6% compared with the ethanol-induced model control,the inhibition rate of which was
50. 4% . Rd 0. 16 g·L -1 and F3 1. 28 g·L
-1 showed more evident toxicity to ethanol-induced hepatic
cells L-O2. The inhibition rate was 83. 2% and 64. 8% (P <0. 01) ,respectively. Meanwhile,the
content of MDA and the activity of SOD and GSH-Px in ethanol-induced L-O2 cells were (1. 35 ±
0. 05)mmol·L -1,(26. 4 ± 2. 8)kU·L -1 and (67. 0 ± 4. 3)kU·L -1,respectively. Rg1 0. 16 g·L
-1,
Re 1. 28 g·L -1 and Rf 0. 64 g·L -1 could decrease the level of intracellular MDA to (1. 17 ± 0. 04) ,
(1. 21 ± 0. 03)and (1. 21 ± 0. 05)mmol·L -1(P <0. 01) ,increase the activity of intracellular SOD
and GSH-Px activity to 38. 3 ± 4. 8,35. 6 ± 4. 4 and (39. 0 ± 3. 3)kU·L -1(P < 0. 01) ,and
86. 3 ± 5. 7,78. 4 ± 3. 5 and (84. 2 ± 4. 4)kU·L -1(P < 0. 01) ,respectively. CONCLUSION
Rg1,Re and Rf have evidently protective effect against ethanol-induced hepatic cells L-O2 injury.
The possible mechanism may be related to the decline of MDA content and increase in antioxidant
enzymes such as SOD and GSH-Px activities.
Key words:Panax japonicus;saponins;ethanol;hepatocytes;injuries
Foundation item:The project supported by Science and Technology Bureau Foundation of Zhejiang Province (2004C32077)
Corresponding author:SHI Lian-gen,E-mail:liangen_shi@ 126. com,Tel: (0571)86971723
(收稿日期:2011-01-04 接受日期:2011-03-07)
(本文编辑:齐春会)
·592·中国药理学与毒理学杂志 2011 年 6 月第 25 卷第 3 期 Chin J Pharmacol Toxicol,Vol 25,No 3,Jun 2011