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鹅绒委陵菜多糖对荷瘤小鼠细胞因子的影响



全 文 :鹅绒委陵菜多糖对荷瘤小鼠细胞因子的影响
成 英,宋九华,刘素君* (乐山师范学院天然产物研究所,四川乐山 614004)
摘要 [目的]研究鹅绒委陵菜多糖(PAP)对荷瘤小鼠外周血细胞因子白介素-2(TL-2)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的影响。[方法]建
立肉瘤 S180小鼠动物模型,灌胃给予 50、100和 200 mg /kg剂量的 PAP,以抑瘤率为指标,考察鹅绒委陵菜多糖的体内抗肿瘤活性,测定
其抑瘤率;ELISA法测定荷瘤小鼠血清中白细胞介素-2(IL-2)和肿瘤坏死因子-α(TN-α)的水平。[结果]低、中、高 3 个剂量的 PAP对
S180荷瘤小鼠的抑瘤率分别为 46. 41%、52. 29%和 59. 48%;其中 CY和低剂量的多糖组合抑瘤率与中、高剂量的多糖抑瘤率相当,并明
显高于单用环磷酰胺组的抑瘤率;低、中、高 3个剂量的 PAP能明显提高荷瘤小鼠血清中 IL-2、TNF-α的水平。[结论]鹅绒委陵菜多糖
具有提高荷瘤小鼠细胞免疫的作用。
关键词 鹅绒委陵菜多糖;抗肿瘤;细胞因子
中图分类号 S567;R284 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)09 -05177 -02
Effects of Polysaccharides from Potentilla anserina on the Levels of Cytokines in Tumor Mice
CHENG Ying et al (Natural Products Utilization Research Unit,Leshan Normal College,Leshan,Sichuan 614004)
Abstract [Objective]To study the effects of polysaccharides from Potentilla anserine(PAP)on the levels of interleukin-2 (IL-2)and tumor
necrosis factor-α (TNF-α)from peripheral blood.[Method]The mice models with tumor S180 were established and treated with 50,100 and
200 mg /kg PAP by gastric perfusion,respectively. The inhibition rate of S180 tumor was measured to investigate the antitumor activity in vivo
of PAP. The levels of IL-2 and TNF-a in mice peripheral blood were determined with ELISA.[Result] The tumor inhibition rates were
46. 41%,52. 29% and 59. 48% in different groups treated with 50,100 and 200 mg /kg PAP in vivo,respectively. Of these,the inhibition rate
of CY and low-dose PAP was equal to that of medium-and high-dose PAP,significantly higher than that of cyclophosphamide. Three dose
groups of PAP could significantly increase the content of IL-2 and TNF-α spleen index.[Conclusion]The compound PAP could improve the
antitumor activity and immunological function of S180 tumor-bearing mice.
Key words Potentilla anserine;Po1ysaccharides;Antitumor;Cytokines
基金项目 国家科技支撑项目(2007BAC18B04) ;四川省教育厅重点项
目(08ZA095)。
作者简介 成英(1974 - ) ,女,四川仁寿人,副教授,博士,从事植物化
学研究,E-mail:cying215@ hotmail. com。* 通讯作者,副教
授,博士,从事天然产物研究,E-mail:zouliurui@ 126. com。
收稿日期 2011-12-15
鹅绒委陵菜(Potentilla anserina L)属蔷薇科委陵菜属多
年生匍匐草本植物,俗称人参果,又称蕨麻,可食用[1]。其主
产于我国甘肃、四川、青海、西藏、宁夏等十多个省区。鹅绒
委陵菜全身都是宝,为藏民四季常用传统滋补品,使用历史
悠久,在当地常作为保健品和中草药使用。《月王药诊》、《图
鉴》、《藏医药选编》和《中药大辞典》等中记载鹅绒委陵菜性
平、味甘温,具有生津止渴、健脾益胃、益气补血、收敛止血、
止泻、止咳和利痰的功效,主治吐血、下血、崩中、疟疾痈疮、
脾虚腹泻和下痢等症[2]。在蒙药里鹅绒委陵菜味甘,性凉、
轻,用于止泻、抗身倦乏力、清热和强身等。现代药理学研究
显示,鹅绒委陵菜水提物具有提高机体免疫力、抗疲劳、耐缺
氧、止泻抑菌、抗氧化、抗应激、清除自由基和抗损伤等作
用[3 -4]。鹅绒委陵菜多糖是鹅绒委陵菜的主要活性成分之
一,从植物中提取分离多糖成分的技术已有研究报道[5]。
细胞因子是具有免疫调节作用的一类重要蛋白质物质。
许多中药可以通过激活单核巨噬细胞系统,诱生多种细胞因
子(如促进干扰素生成,促进白细胞介素生成,诱生肿瘤坏死
因子等)来增强动物免疫功能。白细胞介素(IL)能活化 B细
胞、巨噬细胞、NK细胞。近年来研究发现许多中药都有促进
细胞因子产生的作用[6]。试验探讨鹅绒委陵菜多糖抗肿瘤
及免疫调节等生物学活性,目的是要探明鹅绒委陵菜多糖对
肿瘤小鼠细胞分泌细胞因子的影响,以期为鹅绒委陵菜多糖
的进一步开发利用奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 研究对象。鹅绒委陵菜,购于四川省阿坝州若尔盖,
由四川大学杨志荣教授鉴定为 Potentilla anserine L.
1. 1. 2 试验动物。昆明种小鼠,雄性,体重(22 ± 2)g,清洁
级,由长征制药厂提供,合格证号:09-4123 。
1. 1. 3 主要仪器。二氧化碳培养箱,购自美国 NBS 公司;
DEAPHOTFx-35DX倒置显微镜,购自尼康仪器有限公司;
UV-2100分光光度计,购自尤尼柯上海仪器有限公司;Bio-
Rad,Model 3550酶标仪,购自济南光机医疗设备有限公司。
1. 1. 4 主要试剂。小鼠肉瘤细胞 S180 及人肝癌细胞
SMMC-7721,由四川中药研究所提供;注射用环磷酰胺(cy-
clophosphamide,CY,购自江苏恒瑞医药股份有限公司,批号:
090221;5-氟尿嘧啶(5-FU) ,购自上海旭东海普,批号:
090311;小鼠 IL-2 2(ELISA)、TNF-α(ELISA)试剂盒,均购自
武汉博士德生物工程有限公司。
1. 2 方法
1. 2. 1 鹅绒委陵菜多糖(PAP)的制备。取鹅绒委陵菜根,
在温度为 65 ℃下烘干后,粉碎,称取 500. 00 g 粗粉,按料液
比 1∶5(g /ml)加入蒸馏水溶解,浸提温度为 75 ℃,浸提时间 3
~5 h,共提取 4次,合并 4次浸提液。减压抽滤,浓缩至 800
ml。对鹅绒委陵菜多糖提取液进行脱色处理,搅拌均匀加热
煮沸15 min后,以5 000 r /min离心15 min,收集上层清液,弃
沉淀。在上清液中加入 3 倍体积的浓度 95%乙醇,搅拌均
匀,有白色略带黄色絮状沉淀,沉淀为多糖和蛋白质的混合
物,此为粗多糖。放置冰箱过夜,经抽滤,收集沉淀物(滤液
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(9):5177 - 5178,5180 责任编辑 石金友 责任校对 李岩
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.09.119
减压抽滤回收乙醇)。加适量的蒸馏水搅拌使沉淀溶解,以
每 100 ml溶液加 20 mlsevag试剂(氯仿正丁醇 4∶1 液) ,置恒
温振荡器中振荡 60 min后,以 5 000 r /min离心 15 min,去除
下层氯仿及中层变性蛋白,取上部水层再重复去蛋白操作,
至无明显中层为止。收集去蛋白后的上部水层,加入 3倍量
浓度 95%乙醇,搅拌均匀,有白色略带黄色絮状沉淀。放置
冰箱过夜,经抽滤,收集沉淀物(滤液减压抽滤回收乙醇)[7]。
再依次分别用无水乙醇、丙酮、乙醚充分洗涤沉淀物后,离心
(5 000 r /min,15 min),弃上清,将沉淀物(即多糖)于30 ℃下真
空干燥至恒重,即得多糖。采用苯酚 -硫酸法测定多糖含量。
1. 2. 2 鹅绒委陵菜多糖对荷瘤小鼠肉瘤 S180 的影响[8]。
抽取小鼠 S180腹水,用生理盐水稀释至细胞浓度为 2 × 1010
个 /L。取 72只小鼠,于右侧腋下接种 0. 2 ml肿瘤细胞悬液,
制备局灶性实体瘤模型。接种 24 h后,随机分为 6 组,即阴
性对照组、CY 组、PAP 50 mg /kg 组、PAP 100 mg /kg 组、PAP
200 mg /kg 组和 CY + PAP(20 + 50)mg /kg 组。PAP 腹腔注
射,每天 1次,连续给药 8 d;CY 腹腔注射 20 mg /kg,隔日给
药,给药 4次。末次给药 24 h后称重;然后摘眼球取血,收集
血液,放置 4 h后离心,取血清放于 -20 ℃备用;并颈椎脱臼
处死小鼠,剥取瘤块称重。肿瘤抑制率的计算方法:
肿瘤抑制率 =抑瘤率(%)=(模型组平均瘤重 -给药
组平均瘤重)/模型组平均瘤重 ×100。
1. 2. 3 细胞因子(ELISA法)检测[9]。严格按照 ELISA试剂
盒说明书进行操作,测定细胞因子 IL-2、TNF-α水平。
1. 2. 4 PAP 含量测定。称取 20. 0 mg 纯化后的 PAP,溶于
100 ml蒸馏水中,作为多糖储备液。精确吸取 1. 0 ml样品溶
液,加蒸馏水至 2. 0 ml,再加入 1. 0 ml 浓度 5%苯酚溶液,摇
匀,迅速加入浓硫酸 5. 0 ml 摇匀,放置 10 min,置 40 ℃水浴
保温15 min,迅速冷却至室温,在490 nm波长处测定吸光度,
多糖含量计算公式为:多糖含量(%)= C·D·F /W × 100
(W为供试品的重量,mg;C为供试液中葡萄糖的浓度mg /ml;
D为样品的稀释因素)。
1. 2. 5 数据分析。所有结果经 SPSS1 1进行统计学分析。
2 结果与分析
2. 1 PAP 含量测定 计算样品溶液中多糖的含量为
49. 38%。
2. 2 PAP对 S180荷瘤小鼠的作用 由表 1可知,在试验剂
量下,高低剂量的 PAP均能明显抑制肿瘤的生长,与阴性对
照组比较均有极显著性差异(P < 0. 01) ,并随 PAP作用浓度
升高抑瘤效率增加。浓度为 50 mg /kg的 PAP抑瘤效果与浓
度 20 mg /kg的 CY试验组相似,而中剂量和高剂量 PAP抑瘤
效果较之 CY组分别提高了 8. 49%和 15. 68%。PAP低剂量
组和 CY联用,与对照组相比有显著性差异(P < 0. 01) ,并能
明显增强 CY的抗肿瘤作用,与对照组相比提高了 13. 06%。
2. 3 鹅绒委陵菜多糖对荷瘤小鼠血清细胞因子水平的影
响 由表 2可知,与正常组比较,模型组及阳性对照药物的
IL-2和 TNF-α水平明显降低。鹅绒委陵菜多糖 3 个剂量,可
明显升高 IL-2和 TN F-α 水平,其中以 200 mg /kg·d 最佳,
同时鹅绒委陵菜多糖与 CY 联合用药也能明显提高肿瘤小
鼠的 IL-2 和 TN F-α水平,与模型组比较差异有统计学意义
(P <0. 01)。
表 1 PAP对 S180荷肿瘤小鼠的抑制作用(珔x ± SD,n =12)
组别
剂量
mg /kg·d
n
试验前 试验后
瘤重
g
抑瘤率
%
模型组 - 12 11 1. 53 ±0. 46 0
PAP 50 12 12 0. 82 ±0. 44* 46. 41*
PAP 100 12 11 0. 73 ±0. 49* 52. 29*
PAP 200 12 12 0. 62 ±0. 41* 59. 48*
CY 20 12 12 0. 86 ±0. 37* 43. 80*
PAP + CY 50 +20 12 12 0. 66 ±0. 38* 56. 86*
注:与模型组比较* P <0. 01。
表 2 PAP对肿瘤小鼠血清细胞因子水平影响(X ± S,n =12)
组别
剂量
mg /kg·d
白细胞介素-2
pg /ml
肿瘤坏死因
子 - α∥pg /ml
空白组 42. 38 ±0. 25 70. 32 ±1. 05
模型组 28. 56 ±0. 56 56. 29 ±0. 98
CY 20 18. 78 ±0. 34 40. 72 ±1. 12
PAP 100 115. 27 ±0. 43** 166. 82 ±1. 17**
50 98. 78 ±0. 36* 135. 66 ±1. 05*
25 86. 64 ±0. 52 115. 28 ±1. 25
PAP + CY 50 +20 100. 46 ±0. 41** 142. 56 ±1. 21**
注:* 与空白组比较,P <0. 05;**与模型组比较,P <0. 01。
3 结论与讨论
癌症是一类细胞周期性疾病,其发生和发展与细胞周期
正负调控因子失衡所致的细胞周期运转速率加快和凋亡减
少密切相关。IL-2和 TNF-α都是抗肿瘤免疫细胞因子,其中
IL-2是最重要的细胞因子之一[10],能直接或间接促使 T 细
胞的增殖,诱导杀伤性 T细胞活化,发挥对肿瘤的直接杀伤
作用。恶性肿瘤患者随着病程的发展和病情的恶化,往往伴
有免疫功能的下降。这种免疫功能的降低在接受放疗、化疗
的患者身上表现得更为明显。TNF-α 是由单核一巨噬细胞
分泌的,对肿瘤有直接杀伤作用;TNF-α 具有双重的生物学
作用。一方面其是机体免疫防护的重要介质,具有抗肿瘤和
抗感染等作用。对机体有利;另一方面可参与机体的免疫病
理损伤,引起机体发热、休克、恶病质或器官出血坏死等,在
免疫性疾病的发病机制中起到十分重要的作用。
研究结果显示,低、中、高 3 个剂量的 PAP对 S180 荷瘤
小鼠的抑瘤率分别为 46. 41%、52. 29%和 59. 48%,其中 CY
和低剂量的多糖组合抑瘤率与中、高剂量的多糖抑瘤率相
当,并明显高于单独 CY组的抑瘤率,表明 PAP能增强 CY的
抗肿瘤作用。同时,鹅绒委陵菜多糖 3个剂量组能够明显提
高荷瘤小鼠血清当中 IL-2 和 TNF-α 水平(P < 0. 01)。其联
合 CY应用能拮抗 CY降低的荷瘤小鼠血清中细胞因子 I L-
2,提高 TNF-α的水平。因此,鹅绒委陵菜多糖具有一定的体
内抗肿瘤免疫调节活性,可拮抗 CY对机体的毒副作用。其
抗肿瘤免疫调节机制可能与有效调节细胞因子水。
参考文献
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(下转第 5180页)
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水浴中显色 10 min,取出冷却至室温后,用浓度 0. 1 mol /ml-
HCl定容至刻度,将检测波长设定为 623 nm,用原提取液作
参比溶液测定其吸光度值,平行测定 5 次取平均值,绘制标
准工作曲线。
1. 2. 3 河湟红花籽粕中 5-羟色胺衍生物提取的工艺流程。
图 2 5-羟色胺衍生物的提取工艺流程
1. 2. 4 5-羟色胺衍生物的含量测定。吸取 30 ml“1. 2. 3”项
下供试品溶液,用浓度 0. 1 mol /ml HCl定容至 50 ml,然后吸
取 2 ml,加入 5 ml显色剂显色后,用浓度 0. 1 mol /ml的 HCL
定容至25 ml,进行比色测定。5-羟色胺衍生物含量的计算公
式为:
5-羟色胺衍生物含量(%)=(比色液浓度 × 1 ml ×稀释
倍数 /投样质量)×100。
1. 2. 5 正交试验设计。根据预试验结果,在相同的投样量
(10. 000 g) ,粒度 30 目的条件下,选取提取温度、提取时间、
提取次数和料液比 4项为考察因素,按表 1的因素水平设计
安排试验。
表 1 正交试验因素水平设计
水平
因素
A提取温
度∥℃
B 提取时
间∥h
C提取
次数
D 料液
比∥g /ml
1 50 0. 5 1 1∶5
2 80 1. 5 2 1∶10
3 100 2. 5 3 1∶20
2 结果与分析
2. 1 线性关系的考察 计算得回归方程为 Y = 0. 006 2X -
0. 008 3,R2 = 0. 999 1,表明在 10. 016 ~ 50. 08 μg /ml 浓度范
围内,浓度与吸光度呈良好的线性关系。
2. 2 正交试验 由表 2 可知,影响蒸馏水回流提取河湟红
花籽粕中 5-羟色胺衍生物含量因素的主次顺序为 A > B > C
> D。以 D项为误差项作方差分析,结果表明,A因素对试验
有明显影响。综合考虑最佳工艺为A2 B2 C3 D3,即提取温度
80 ℃,提取时间 1. 5 h,提取次数 3次,料液比 1∶20(g /ml)。
2. 3 优选工艺的验证试验 按优选工艺条件进行验证试
验(共 3次)。由表 3 可知,利用试验所得的工艺条件对河
黄红花籽进行提取,3 次试验所得出油率平均值为 0. 66%,
优于预试验及正交试验中任何一组试验数据,表明该工艺
稳定可行。
表 2 正交试验结果
试验号 A B C D 含量∥%
1 1 1 1 1 0. 15
2 1 2 2 2 0. 27
3 1 3 3 3 0. 34
4 2 1 2 3 0. 51
5 2 2 3 1 0. 65
6 2 3 1 2 0. 55
7 3 1 3 2 0. 35
8 3 2 1 3 0. 43
9 3 3 2 1 0. 36
k1 0. 25 0. 34 0. 38 0. 39
k2 0. 57 0. 45 0. 38 0. 39
k3 0. 38 0. 42 0. 45 0. 43
R 0. 32 0. 11 0. 07 0. 04
表 3 验证试验
编号 投籽粕量∥g 吸光度值∥A 提取率∥%
1 10 0. 41 0. 65
2 10 0. 39 0. 66
3 10 0. 41 0. 66
平均值 10 0. 40 0. 66
3 结论与讨论
正交试验法用于提取工艺优化,可减少试验次数,节约
成本,是天然产物有效成分提取工艺优化的良好工具。试验
通过正交试验确定该法的最佳提取条件为提取温度 80 ℃,
每次提取时间 1. 5 h,提取次数 3 次,料液比为 1∶20(g /ml)。
通过验证表明该工艺稳定可行,为河湟红花籽的开发生产可
提供依据。
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