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鸡血藤醇提物体外抗病毒活性研究



全 文 :Traditional Chinese Drug Research & Clinical Pharmacology,2011 January,Vol.22 No.1
鸡血藤醇提物体外抗病毒活性研究
曾凡力1,程 悦2,陈建萍3,符 影2,王巧利1,杨得坡2,陈振平1,向阳飞1,王一飞1,王冬梅2(1. 暨南大学生
物医药研究开发基地,广州 510632;2. 中山大学药学院,广州 510006;3. 香港大学中医药学院,香港)
摘要:目的 研究鸡血藤醇提物及其不同极性溶剂萃取物的体外抗柯萨奇B3病毒、单纯疱疹病毒Ⅰ型、呼吸道
合胞病毒、甲型流感病毒以及乙型肝炎病毒的活性。方法 鸡血藤药材60 %醇提物经石油醚、乙酸乙酯、正
丁醇依次萃取后浓缩制得各不同极性溶剂萃取物,观察其药物毒性、病毒引起的细胞病变效应判断药物毒性及
药物抗病毒效应。结果 鸡血藤醇提物无抗柯萨奇B3病毒和呼吸道合胞病毒活性,但具有抗甲型流感病毒、乙
型肝炎病毒和单纯疱疹病毒Ⅰ型活性,且抗单纯疱疹病毒Ⅰ型效果显著。醇提物经初步萃取分离,得到5个不
同极性溶剂萃取物,其中乙酸乙酯萃取物和水层留余物抗单纯疱疹病毒Ⅰ型活性最显著。结论 鸡血藤醇提物
及其乙酸乙酯萃取物和水层留余物在体外对单纯疱疹病毒Ⅰ型具有明显的抑制作用,适用于抗单纯疱疹病毒Ⅰ
型治疗药物的深入研究与开发。
关键词:鸡血藤;柯萨奇B3病毒;单纯疱疹病毒Ⅰ型;呼吸道合胞病毒;甲型流感病毒;乙型肝炎病毒
中图分类号:R285.5 文献标志码:A 文章编号:1003-9783(2011)01-0016-05
Study on in vitro Antiviral Activities of Different Extracts from Caulis Spatholobi
ZENG Fanli1,CHENG Yue2,CHEN Jianping3,FU Ying2,WANG Qiaoli1,YANG Depo2,CHEN Zhenping1,
XIANG Yangfei1,WANG Yifei1,WANG Dongmei2(1. Biomedicine Research & Development Center of Jinan
University, Guangzhou 510632, China; 2. School of Pharmaceutical Sciences, Sun Yat -sen University,
Guangzhou 510006,China;3. School of Chinese Medicine,University of Hongkong,Hongkong,China)
Abstract: Objective To assay the in-vitro anti-virus activities of extracts from Caulis Spatholobi(CS)on Cox-
sackie B3 virus(CVB3),herpes simplex virus 1(HSV-1),respiratory syncytial virus(RSV),influenza A and
hepatitis B virus(HBV). Methods The 60 % ethanol extract of CS was extracted by petrol ether,ethyl ac-
etate and n-butanol in order to obtain the extracts with different polarity. The toxicity and antiviral actions were
evaluated by observing drug cytotoxicity effect and cytopathic effect(CPE). Results The 60% ethanol extract of
CS had no antiviral activities against CVB3 and RSV,but inhibited infection of influenza A,HBV and HSV-1.
The inhibitory effect of ethanol extract against HSV-1 infection was more significant. Among the five different
polar solvents extracts obtained by liquid-liquid extraction of the ethanol extract,the ethyl acetate extract and
the water residue part showed most significant anti-HSV-1 activities. Conclusion CS ethanol extract and its
ethyl acetate extract and the water residue part have remarkable anti-HSV-1 activity in vitro,and can be uti-
lized for the further research and development of anti-HSV-1 drugs.
Keywords: CauLis spatholobi;Coxsackie B3 virus(CVB3);Herpes simplex virus 1(HSV-1);Respiratory syncy-
tial virus(RSV);Influenza A;Hepatitis B virus(HBV)
收稿日期:2010-10-30
作者简介:曾凡力,男,硕士研究生,研究方向:主要从事抗病毒新药研究工作。Email:350908202@qq.com。通讯作者:王一飞,博士,教授,
博士生导师,研究方向:主要从事新药研究工作。Email:twangyf@jnu.edu.cn。王冬梅,博士,副教授,硕士生导师,主要从事中草药药效物质基
础与质量标准化研究,Email:lsswdm@mail.sysu.edu.cn。
基金项目:国家自然科学基金·广东省自然科学联合基金(U0632010);科技部国际合作项目(2009DFA31230)。
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中药新药与临床药理 2011年 1月第 22卷第 1期
病毒感染会引起多种疾病,严重危害人类和动物
健康和生命,有数据显示,约 60%的传染病是由病
毒引起的。迄今为止,全世界发现的病毒超过 3000
种,并且有新的病毒不断被发现。上世纪 80年代医
学家发现的人免疫缺陷病毒(HIV)所致艾滋病是危害
性极大、死亡率很高的传染病。2003年又发现了一
种由新的冠状病毒所致严重急性呼吸道综合征(se-
vere acute respiratory syndrome,SARS),具有高度传
染性,致死率高。2009年 4月份爆发的高致病性甲
型 H1N1流感先后逐渐在北美和全世界蔓延,造成死
亡人数至少超过 5000,严重威胁人类生命健康。但
是对病毒性疾病的治疗,至今仍缺乏专属性强的药
物。
鸡血藤(CauLis spatholobi)为豆科密花豆属植物
密花豆 Spatholobus suberctus Dunn 的干燥藤茎,其
性温,味苦、甘,是一味沿用千年的活血化瘀中药,
古代多篇本草论著中都记载了其“去瘀血,生新血”
的功效,并称之为“血分之圣药”[1]。中医认为其具
有补血、活血、通络之功效,用于治疗月经不调、血
虚萎黄、舒筋活血、麻木瘫痪等症[2]。现代医学研究
表明,鸡血藤具有抗菌消炎,改善血液系统[3-4],提
高免疫力[5],降血压,抗心律失常[6],抗肿瘤[7]及抗病
毒活性[8]等作用。为深入研究探讨鸡血藤在抗病毒药
物研发中的应用前景,本研究对鸡血藤 60 %乙醇提
取物进行了抗柯萨奇 B3 病毒、单纯疱疹病毒Ⅰ型、呼
吸道合胞病毒、乙型肝炎病毒的体外抗病毒实验,并对
其进行了初步萃取分离和抗病毒活性筛选,以期为其在
抗病毒方面的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 药材 鸡血藤药材(购于香港大学中医药学院药
房,产地:广西),经中山大学药学院生药学与天然
药物化学实验室杨得坡教授鉴定为密花豆属植物密花
豆(Spatholobus suberctus Dunn)的干燥藤茎。
1.2 细胞 Hela细胞株、Vero细胞株、Hep-2细胞株
和 MDCK细胞株均引自美国 ATCC,由本室保存。细
胞生长液为 10 %胎牛血清的 DMEM,细胞维持液为
含 2 %新生牛血清(Hep-2细胞为含 2.5 %的鸡血清)
的 DMEM,常规加入青霉素 100 U/mL,链霉素 100
U/mL;HepG-2.2.15细胞为 HBV DNA经克隆转染入
肝癌细胞(HepG-2)的细胞系,由武汉大学医学院病
毒研究所惠赠,其细胞培养液为 RPMI 1640培养液,
含 10 %胎牛血清,100 U/mL 青霉素,100 U/mL 链
霉素和 200 μg /mL G 418(抗生素)。
1.3 病毒 柯萨奇 B3病毒(CVB3)、单纯疱疹病毒Ⅰ
型(HSV-1)、呼吸道合胞病毒(RSV) 均由武汉大学
医学院病毒研究所提供,CVB3在 Hela细胞中活化增
殖后,其滴度 10-9 TCID50/mL,实验用 100 TCID50/
mL;HSV-1 在 Vero 细胞中活化增殖后,其滴度为
10 -6 TCID50/mL,实验用 100 TCID50/mL; RSV 在
Hep-2细胞中活化增殖后,其滴度为 10-4 TCID50/mL,
实验用 100 TCID50/mL;甲型流感病毒(Influenza A)
由日本长崎大学生物医学与分子微生物学部提供,病
毒在鸡胚中活化增殖后,其滴度为 10-4 TCID50/mL,
实验用 100 TCID50/mL。
1.4 仪器与试剂 CO2 培养箱,日本 Sanyo 公司;
超净工作台,苏州净化设备公司;相差显微镜,德国
Laica 公司;酶标仪,美国 BIO-RAD 公司;GB204
电子天平,0.1/0.01 mg,METTLER TOLEDO;DMEM
培养基、RPMI1640 培养基,GIBCO 公司,批号:
795518;胎牛血清、新生牛血清,杭州四季青生物材
料工程有限公司,批号:090820;G418为 Sigma 公
司产品;HBsAg、HBeAg 诊断试剂盒购自英科新创
(厦门)科技有限公司,批号:2010066310。
1.5 实验方法
1.5.1 鸡血藤醇提物及各萃取部位的制备 鸡血藤药
材粉碎后,用 60 %乙醇超声提取 2次,每次 1 h,溶
剂用量分别为 1 ∶ 10、1 ∶ 8(W/V),减压回收溶剂后,
得到鸡血藤 60 %醇提物。将上述醇提物用适量水溶
解分散后,分别用等体积的石油醚、乙酸乙酯、正丁
醇萃取,各萃取液以及水层留余液浓缩至干,分别制
得石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物(EA1)、乙酸乙酯
萃取不溶物(EA2)、正丁醇萃取物(Bu)和水层留余物
(DW)等 5个部位。由于石油醚萃取物得率极低,故
未进行后续的深入研究。上述醇提物以及其余 4个萃
取部位作为抗病毒活性测试的供试药物,用适量二甲
基亚砜(DMSO)溶解配制成 100 mg/mL 的药液,备
用。
1.5.2 抗 CVB3、HSV-1、RSV、Influenza A活性实验
(1)药物对细胞的毒性测定 在 96孔培养板上加
入 1.5×105个/孔密度的细胞,100 μL/孔,37℃,5 %
CO2培养 24 h,待其生长为单层细胞,弃去培养液。
用维持液将药物倍比稀释成 7个系列浓度(起始浓度
为 200 μg/mL),每个稀释度设 4 个复孔,100 μL/
孔,并设正常细胞对照组。继续培养 48 h,其间置
倒置显微镜下观察,观察药物的最大无毒浓度。
·17·
Traditional Chinese Drug Research & Clinical Pharmacology,2011 January,Vol.22 No.1
(2)药物的药效学实验 在 96孔培养板上加入
1.5×105 个/孔密度的细胞,100 μL/孔,37℃,5%
CO2 培养 24 h,待其生长为单层细胞,弃去培养液。
将不同稀释度的药物(在无毒浓度范围内)和病毒稀释
液(100 TCID50)等体积混合后直接加到单层细胞上,
每个浓度设 4个复孔,100 μL/孔,同时设病毒对照
组、正常细胞对照组,置于 37℃、5% CO2培养箱培
养 24~36 h,其间置倒置显微镜下观察细胞病变
(Cytopathogenic effect,CPE)的情况,以病毒对照组
CPE达 75 %及以上时,且细胞对照正常时为实验观
察终点,记录药物各浓度的细胞病变情况。
1.5.3 抗乙型肝炎病毒实验
(1)药物对细胞的毒性测定 在 96孔培养板上加
入 5×103个/孔密度的 HepG-2.2.15细胞,100 μL/孔,
37℃,5 % CO2培养 24h,待其生长为单层细胞,弃
去培养液。用维持液将药物倍比稀释成 7个系列浓度
(起始浓度为 200 μg/mL),每个稀释度设 4个复孔,
100 μL/孔,并设正常细胞对照组。继续培养 9 d,每
隔 3 d换含相同浓度药液 1次,其间置倒置显微镜
下观察,观察药物的最大无毒浓度。
(2)药物对 HepG-2.2.15 细胞表达 HBsAg、HBeAg
的抑制实验 在 24 孔板上加入 2×104 个/孔密度的
HepG-2.2.15 细胞,1 mL/孔,37℃,5 % CO2 培养
24 h,弃去培养液。将药物倍比稀释成 4个系列浓度
(在无毒浓度范围内),每个浓度设 4个复孔,同时正
常细胞对照组和阳性药物对照组。继续培养 9 d,每
隔 3 d换含相同浓度药液 1次,并将各孔上清液收
集至 1.5 mL的 EP管中-20℃冻存备用。采用 ELISA
试剂盒进行检测,操作按照试剂盒的使用说明进行,
最后用酶标仪测吸光值 A450,计算药物对细胞表达
HBsAg、HBeAg 的抑制率。抑制率(%)=(未用药的
抗原值-用药的抗原值)/未用药的抗原值 × 100 %。
1.6 数据结果的统计学处理 鸡血藤醇提物及其不同
极性溶剂萃取物和药物对细胞的毒性测定与空斑减数
实验的数据以表示,用 SPSS 13.0 软件分析作 t 检
验。
2 结果
2.1 抗CVB3、HSV-1、RSV、Influenza A活性 鸡
血藤醇提物对细胞的毒性较大,镜检结果如表 1 所
示。药物浓度为 100 μg/mL以上时,均对宿主细胞具
有毒性作用。
表1 鸡血藤醇提物对细胞的毒性
Table 1 The cytoxicity affected by the ethanolic extract
from cs(n=4)
鸡血藤醇提物 /μg·mL-1 Hela Vero Hep- 2 MDCK
200
100
50
25
12.5
6.25
3.13
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
注:无毒为 -;1%~25% 为 +;26%~50% 为 ;51%~75%为
;76%~100% 为 。
实验结果表明鸡血藤醇提物对 Hela细胞、Vero
细胞、Hep-2细胞和 MDCK细胞的最大无毒浓度依
次是: 25 μg/mL, 50 μg/mL, 12.5 μg/mL, 50 μg/
mL。以最大无毒浓度为起始浓度,鸡血藤醇提物倍
比稀释成 7 个浓度,分别进行抗 CVB3、HSV-1、
RSV、Influenza A 活性研究,镜检结果见表 2。实验
结果表明,鸡血藤醇提物无抗 CVB3、RSV活性;鸡
血藤醇提物在浓度为 50 μg/mL及以上浓度时能够完
全抑制 HSV-1对细胞的病变作用;鸡血藤醇提物在
浓度为 25 μg/mL及以上浓度时能部分抑制 Influenza
A对细胞的病变作用。
表2 鸡血藤醇提物的抗病毒活性
Table 2 The antiviral activity of the ethanolic extract from
cs(n=4)
稀释倍数
病毒株
CVB3 HSV- 1 RSV Influenza A
20
21
22
23
24
25
26
-
+
+
注:1%~25%为 +;26%~50%为 ;51%~75%为 ;76%~
100%为 。
2.2 抗HBV活性
2.2.1药物对细胞的毒性测定 鸡血藤醇提物对
HepG-2.2.15 细胞的毒性较大,镜检结果如表 3 所
示。药物作用第 4 d时,200 μg/mL,100 μg/mL,和
50 μg/mL均对细胞有毒性;作用第 7 d时,随着药物
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中药新药与临床药理 2011年 1月第 22卷第 1期
对细胞的作用时间加长,其毒性作用加剧,25 μg/
mL也表现一定的毒性;作用第 10 d后,最终最大无
毒浓度为 6.25 μg/mL。
表3 不同浓度的鸡血藤醇提物(μg/mL)对HepG-2.2.15细胞的
毒性(n=4)
Table 3 The cytoxicity affected by the ethanolic extract
from Spatholobus suberctus to HepG-2.2.15 cell(n=4)
稀释倍数
第 4 d
第 7 d
第 10 d
毒性等级
200 100 50 25 12.5 6.25 3.13
-
+
-
-
+
-
-
-
-
-
-
注:无毒为 -;1 %~25 %为 +;26 %~50 %为 ;51 %~75 %
为 ;76 %~100 %为 。
2.2.2 鸡血藤醇提物对 HBsAg 表达的抑制效果 在
HepG-2.2.15 细胞培养中,药物对 HBsAg 表达的抑
制效果如表 4 所示,药物作用第 4 d 时,各剂量对
HBsAg的表达均有一定的抑制作用(P < 0.05),但量
效关系不明显。第 7 d时,高剂量表现为一定抑制作
用(P < 0.05),其他剂量效果不明显。随着药物治疗
时间的加长,到第 10 d时,各剂量对 HBsAg 的表
达均有抑制效果(P < 0.05),高剂量的抑制率达到
27.59 %。
2.2.3 鸡血藤醇提物对 HBeAg 表达的抑制效果 在
HepG-2.2.15细胞培养中,药物对 HBeAg 表达的抑
制效果如表 5 所示,药物作用第 4 d 时,各剂量对
HBeAg的表达均有一定的抑制作用(P < 0.01),并显
示一定的量效关系。第 7 d时,中、高剂量表现为一
定抑制作用(P < 0.05),低剂量效果不明显。随着药
物治疗时间的加长,到第 10 d时,各剂量对 HBeAg
的表达的抑制效果不明显,高剂量的抑制率仅为
14.86 %。
2.2.4 抗单纯疱疹病毒Ⅰ型活性研究 鸡血藤醇提物
各萃取部位对 Vero 细胞毒性镜检结果如表 6 所示,
其中水层留余物(DW)对细胞毒性最小,最大无毒浓
度为 100 μg/mL;其次为乙酸乙酯萃取物(EA1),最
大无毒浓度为 50 μg/mL;其余两萃取部位的最大无
毒浓度均为 25 μg/mL。
表4 鸡血藤醇提物对HepG-2.2.15细胞表达HBsAg的抑制作用(x± s,n=4)
Table 4 Effects of the ethanolic extract from CS on HBsAg secretion in HepG-2.2.15 cell culture(x± s,n=4)
组别
剂量 /
μg·mL-1
1.56
3.13
6.25
-
0.41±0.06*
0.39±0.14*
0.39±0.18*
0.48±0.01
14.65
17.62
17.97
-
0.73±0.04
0.68±0.02
0.67±0.02*
0.73±0.03
0.87
7.17
8.40
-
1.00±0.16*
0.94±0.13*
0.89±0.02**
1.24±0.10
19.16
23.95
27.60
-
OD值 抑制率 /% OD值 抑制率 /% OD值 抑制率 /%
第 4 d 第 7 d 第 10 d
鸡血藤
醇提物
细胞对照组
注:与对照组比较,**P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001。vs. untreated group, *P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001。
表5 鸡血藤醇提物对HepG-2.2.15细胞表达HBeAg 的抑制作用(x± s,n=4)
Table 5 Effects of the extract from CS on HBeAg secretion in HepG-2.2.15 cell culture(x± s,n=4)
注:与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001;vs. untreated group,*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001。
组别
剂量 /
μg·mL-1
1.56
3.13
6.25
-
1.10±0.14**
1.01±0.11***
0.94±0.04***
1.49±0.08
26.03
31.79
36.78
-
1.79±0.12
1.50±0.18**
1.43±0.08**
1.86±0.05
3.73
19.71
22.96
-
1.33±0.11
1.36±0.13
1.21±0.15
1.42±0.12
5.92
3.97
14.86
-
OD值 抑制率 /% OD值 抑制率 /% OD值 抑制率 /%
第 4 d 第 7 d 第 10 d
鸡血藤
醇提物
细胞对照组
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Traditional Chinese Drug Research & Clinical Pharmacology,2011 January,Vol.22 No.1
表6 鸡血藤提取物对Vero细胞的毒性作用(n=4)
Table 6 The cytotoxicity affected by different extracts
from CS to Vero cell(n=4)
浓度 /
μg·mL-1
200
100
50
25
12.5
6.25
3.13
+
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
+
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
鸡血藤醇提物的不同极性溶剂萃取部位
EA1
萃取物
EA2
萃取物
Bu
萃取物
水层
留余物
注:无毒为 -;1%~25%为 +;26 %~50 %为 ;51 %~75 %为
;76%~100% 为 。
鸡血藤醇提物各萃取部位分别以最大无毒浓度为
起始浓度,倍比稀释进行抗 HSV-1活性研究,镜检
结果如表 7所示。结果表明,PE萃取物和 EA2萃取
物均没有抗 HSV-1 活性,在最大无毒浓度时,其
CPE 与病毒对照没有显著差别;水层留余物在 100
μg/mL时能完全抑制病毒对细胞的病变作用,随着浓
度降低,抗病毒活性逐渐减弱;其他萃取物虽有一定
的抗病毒活性,但效果并不明显。
表7 鸡血藤提取组分抗单纯疱疹病毒Ⅰ型活性结果(n=4)
Table 7 The anti-HSV-1 effects of active components
extracts from CS(n=4)
稀释倍数
病毒株(HSV- 1)
EA1萃取物 EA2萃取物 Bu萃取物 水层留余物
20
21
22
23
24
25
26
+ + -
+
注:1 %~25 %为 +;26 %~50 %为 ;51 %~75 %为 ;76
%~100 %为 。
3 讨论
柯萨奇病毒 B3(coxsackievirus group B type 3,
CVB3) 是病毒性心肌炎的主要病原,病毒持续感染
可导致扩张型心肌病,目前,临床缺乏有效的抗病毒
治疗药物[9]。人类单纯疱疹病毒Ⅰ型(Herpes simplex
1 virus,HSV-1)可引起多种疾病,如唇疱疹、疱疹
性角膜炎、新生儿脑炎等,目前临床常用的治疗药物
主要是无环鸟苷(ACV)等核苷类,但其毒性大,易产
生耐药性、抗病毒谱窄且价格高昂[10]。呼吸道合胞病
毒(respiratory syncytial virus,RSV)是婴幼儿病毒性
肺炎和毛细支气管炎的主要病原体之一,目前,对
RSV感染尚无特效治疗和预防方案[11]。乙型病毒性肝
炎是由乙型肝炎病毒(HBV)引起的一种世界性疾病,
目前尚缺乏专属性较强的治疗药物。
鸡血藤是一种传统的活血补血中药,在我国广
西、广东、云南、贵州等地区资源非常丰富。本实验
研究表明,鸡血藤醇提物具有广谱的抗病毒效果,对
甲型流感病毒、乙型肝炎病毒和单纯疱疹病毒Ⅰ型均
有一定的活性,其中对单纯疱疹病毒Ⅰ型抑制效果最
显著。其抗病毒靶点可能是抑制病毒的 DNA聚合酶
和 RNA聚合酶,从而达到抗病毒效果[12],本论文进
一步探讨了鸡血藤醇提物不同极性溶剂萃取部位的抗
单纯疱疹病毒Ⅰ型活性,结果显示乙酸乙酯萃取物和
水层留余物具有明显的抗病毒活性,可为进一步分离
纯化得到抗病毒的先导化合物提供重要参考。
参考文献:
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(编辑:邓响潮)
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