全 文 :董蒙蒙,喻 樊,刘 佳,等. 中华补血草 5 种黄酮类化合物抗氧化和抗肿瘤活性的比较[J]. 江苏农业科学,2015,43(2):297 - 299.
doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2015. 02. 097
中华补血草 5 种黄酮类化合物抗氧化
和抗肿瘤活性的比较
董蒙蒙1,喻 樊1,刘 佳2,汤新慧1,高 静2,徐永新1
(1.盐城师范学院生命科学与技术学院,江苏盐城 224002;2.江苏大学药学院,江苏镇江 212013)
摘要:比较研究 5 种中华补血草黄酮类化合物———异鼠李素、槲皮素、异槲皮苷、木樨草素、芹菜素的体外抗氧化
和抗肿瘤活性。运用 MTT试验,检测 5 种中华补血草黄酮类化合物对 HepG2 和 Hela肿瘤细胞体外增殖的影响;运用
DPPH自由基清除试验,检测中华补血草黄酮的体外抗氧化活性。研究结果可知,5 种中华补血草黄酮类化合物均显
示一定抗氧化和抗肿瘤活性,但其活性强弱存在差异。本试验条件下其抗肿瘤活性由强到弱的顺序为:木樨草素 >槲
皮素 >异鼠李素、芹菜素 >异槲皮苷;体外抗氧化能力由强到弱的顺序为:槲皮素 >木樨草素 >异鼠李素 >芹菜素 >
异槲皮苷。结果表明,中华补血草黄酮类化合物木樨草素、槲皮素、异鼠李素、芹菜素等为中华补血草抗肿瘤作用的重
要活性成分,抗肿瘤作用与其抗氧化活性有关。
关键词:中华补血草;黄酮;抗肿瘤;抗氧化
中图分类号:R284. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2015)02 - 0297 - 03
收稿日期:2014 - 10 - 22
基金项目:国家自然科学基金(编号:81102817);国家级大学生创新
创业训练计划(编号:201210324004);江苏省高等学校大学生实践
创新训练计划(编号:2012JSSPITP2373);江苏省滩涂生物资源与
环境保护重点建设实验室开放项目(编号:JLCBE10006)。
作者简介:董蒙蒙(1991—),女,江苏连云港人,主要从事植物药药理
药化学习和研究。E - mail:1249050523@ qq. com。
通信作者:汤新慧,博士,教授,主要从事植物药药理药化研究。Tel:
(0515)88233191;E - mail:xinhuitang@ sina. com。
白丹花科补血草属植物中华补血草[Limonium sinense
(Girard)Kuntze],别称匙叶草、盐云草、海菠菜、海赤芍等,为
多年生泌盐草本植物,喜生于盐渍化的低洼湿地上,主要分布
于我国东北、华北、华东等滨海地区[1 - 2]。据记载,中华补血
草各部位均可入药,有清热解毒、止血散瘀、祛风消炎、抗癌、
抗衰老的功效。民间常用其根治疗肝癌,用叶治疗胃溃疡和
胃癌,用花治疗宫颈癌及各种出血[3 - 4]。现代药理学研究发
现,该植物具有抗氧化、护肝、抗病毒、抑制肿瘤细胞体外增殖
等多种药理活性[5 - 11]。笔者研究显示,该植物根醇提物安全
低毒,能增强机体免疫力,对抗化疗药物 5 - Fu的免疫抑制作
用,且其本身也具有显著抗肿瘤活性[12 - 13]。
中华补血草化学成分十分丰富,含有鞣质、黄酮类、生物
碱、多糖、萜类、脂肪族化合物、氨基酸、矿物质、维生素
等[5,14 - 16]。特别是中华补血草总酚含量很高,占根提取物的
55. 55%,主要包括黄酮类、鞣质和酚酸等,其中黄酮类含量高
达 24. 60%[8],目前,已在中华补血草提取物中发现槲皮素、
异槲皮苷、木樨草素、芹菜素、北美圣草素、高北美圣草素、杨
梅树皮素及其苷类等 20 多种黄酮类化合物[15,17 - 18]。已有研
究证实,黄酮类化合物具有广泛的生物活性和多种药理作用,
如抗氧化、抗炎、抗诱变、抑制肿瘤形成与生长等。近年来,关
于黄酮类化合物在肿瘤、心脑血管疾病等方面的应用研究已
经比较深入,加上其低毒性的特点,已成为天然药物和功能性
食品研发的热点之一。近期有学者研究发现,中华补血草总
黄酮类化合物具有显著抑制肿瘤细胞体外增殖作用[19],其同
属植物二色补血草中分离得到的黄酮类化合物也具有显著抗
肿瘤活性[20],黄酮类化合物可能是该属植物抗肿瘤作用的活
性成分。
本研究采用 MTT(四甲基噻唑蓝)法,研究中华补血草中
5 种含量丰富的黄酮类化合物———异鼠李素、槲皮素、异槲皮
苷、木樨草素、芹菜素[15,18]对肿瘤细胞体外增殖的抑制作用,
并运用自由基清除试验比较其体外抗氧化活性,以期为中华
补血草抗肿瘤作用的物质基础研究和该植物的进一步开发利
用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 主要仪器 Spectra Max190 酶标仪,美国 Molecular
Devices公司生产;Thermo Form 311 型 CO2 培养箱,美国 Ther-
mo Scientific 公司生产;TS100 型倒置光学显微镜,日本 Nikon
公司生产;R205B型旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂生产;
MIS - 3020 全自动高压灭菌器,日本三洋电机公司生产。
1. 1. 2 试剂 MTT(四甲基噻唑蓝),德国 Sigma 公司生产;
胎牛血清、胰蛋白酶,美国 Hyclone 公司产品;DMEM 培养基,
美国 Gibco公司产品;其他试剂均为国产分析纯。
1. 1. 3 细胞株 人肝癌 HepG2 细胞株、人宫颈癌 Hela 细胞
株,均购自中国科学院上海细胞生物学研究所。
1. 2 方法
1. 2. 1 细胞培养及分组 取处于对数生长期 、状态良好的
HepG2 或 Hela细胞,加入适量胰蛋白酶消化液,使贴壁细胞
脱落,用含 10%胎牛血清的 DMEM 培养液配制细胞悬液,计
数,并将细胞密度调整至 4. 0 × 104 个 /mL。取细胞悬液接种
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于 96 孔板,100 μL /孔,置恒温 CO2 培养箱中,在 37 ℃、5%
CO2 及饱和湿度条件下培养。24 h 后,将上述 96 孔板中的
HepG2 或 Hela细胞分组,吸弃各孔内培养液,分别加入 6. 25、
12. 50、25. 00、50. 00、100. 00 μmol /L 异鼠李素、槲皮素、异槲
皮苷、木樨草素、芹菜素,20 μmol /L 5 - Fu(阳性对照),每组
设 4 个平行孔,并设阴性对照组(细胞培养液)、空白组
(DMEM细胞悬液),给药后继续培养。
1. 2. 2 MTT试验 按“1. 2. 1”节中方法在肿瘤细胞中加入 5
种中华补血草黄酮类化合物孵育 48 h 后,吸弃孔内培养液,
加入无血清培养基 100 μL,MTT(5. 0 g /L),20 μL /孔,37 ℃
孵育 4 h。吸弃孔内培养液,加入 MTT(1 g /L),100 μL /孔,继
续培养 4 h,终止培养。吸弃孔内培养液,加入 DMSO ,
100 μL /孔,振荡使蓝紫色结晶物充分溶解,用空白组调零,置
酶标仪 570 nm波长处测定各孔吸光度(D570 nm),记录结果并
计算样品的抑制率:抑制率 =(1 - D1 /D0)× 100%。式中:D1
为供试样品的吸光度;D0 为阴性对照的吸光度。
1. 2. 3 DPPH 自由基清除试验 向 96 孔板中分别加入
100 μL 含不同浓度异鼠李素、槲皮素、异槲皮苷、木樨草素、芹
菜素、维生素 C(阳性对照)的甲醇溶液,再分别加入 100 μL
0. 2 mmol /L DPPH 甲醇溶液,各化合物实际终浓度分别为
6. 25、12. 50、25. 00、50. 00、100. 00、200. 00 μmol /L,混合均
匀,室温下避光反应 30 min,于 517 nm 波长处测定吸光度,记
为 Di;同时测定不加 DPPH 的样品空白吸光度(Dj)和加 DP-
PH 但不加样品(以样品溶解液替代)的吸光度(Dk)。自由基
清除率计算公式如下:清除率 =[1 -(Di - Dj)/Dk]× 100%。
1. 2. 4 统计分析 所有试验均进行 3 次平行试验(n = 3),
使用 SPSS 11. 0 统计软件进行数据分析,组间比较采用 t 检
验,P < 0. 05 为有统计学意义。
2 结果与分析
2. 1 中华补血草 5 种黄酮类化合物对离体培养的 HepG2 细
胞增殖的影响
中华补血草黄酮类化合物对离体培养的 HepG2 细胞增
殖的影响见图 1。5 种补血草黄酮类化合物中异鼠李素、槲皮
素、木樨草素、芹菜素在 6. 25 ~ 100. 00 μmol /L 浓度范围内,
对 HepG2 肿瘤细胞体外增殖均显示不同程度的抑制活性,抑
制作用随着浓度的增高而增强,随着浓度升高至 50 μmol /L
时,化合物对肿瘤细胞增殖的抑制程度趋于平缓。对 HepG2
肿瘤细胞抑制活性由强到弱的顺序为:木樨草素 >槲皮素 >
异鼠李素 >芹菜素 >异槲皮苷。其中 100 μmol /L 木樨草素、
槲皮素、异鼠李素对 HepG2细胞的增殖抑制作用与 20 μmol /L
5 - Fu(抑制率 54. 3%,图中未显示)没有明显差异。异槲皮
苷对 HepG2 细胞体外增殖的抑制作用较弱,100 μmol /L异槲
皮苷的 HepG2 增殖抑制率仅为 20. 3%。
2. 2 中华补血草 5 种黄酮类化合物对离体培养的 Hela 细胞
增殖的影响
5 种中华补血草黄酮类化合物作用 48 h 对 Hela 肿瘤细
胞生长的抑制作用见图 2。可见 6. 25 ~ 100. 00 μmol /L 异鼠
李素、槲皮素、木樨草素、芹菜素可显著抑制 Hela 肿瘤细胞体
外增殖活性,抑制作用亦随着浓度的增高而增强,100 μmol /L
4 种化合物对Hela肿瘤细胞抑制活性由强到弱的顺序为:木
樨草素 >槲皮素 >异鼠李素 >芹菜素。木樨草素和槲皮素对
HepG2 细胞的增殖抑制作用与 20 μmol /L 5 - Fu(抑制率
40. 2%)没有明显差异。6. 25 ~ 100. 00 μmol /L 异槲皮苷对
Hela肿瘤细胞体外增殖无明显影响。
2. 3 中华补血草 5 种黄酮类化合物对 DPPH 自由基的清除
作用
5种化合物在 6. 25 ~ 200. 00 μmol /L 浓度范围内均具有
良好的 DPPH自由基清除活性,并随浓度的增加,清除作用增
强(图 3)。其中,槲皮素对 DPPH 自由基清除作用最强,
200 μmol /L 槲皮素的 DPPH 自由基清除率最高,达 87. 3%,
高于阳性对照维生素 C 组,5 种黄酮化合物自由基清除活性
强弱顺序为:槲皮素 >木樨草素 >异鼠李素 >芹菜素 >异槲
皮苷。
3 讨论与结论
黄酮类化合物,别称生物类黄酮,是以色酮环和苯环为基
本结构的一类化合物的总称,为植物的次级代谢产物,广泛分
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布于自然界。目前已发现的黄酮类单体化合物达 9 000 多
种,研究证明,黄酮类化合物具有多种生物活性。近年来研究
发现,黄酮类化合物可通过提高抗氧化物酶的活性、清除自由
基、诱导肿瘤细胞凋亡等多种渠道发挥抗肿瘤作用[21],相关
抗肿瘤活性引起了广泛关注。目前已有多个黄酮类化合物作
为抗肿瘤药物进入临床。黄酮类化合物已成为今后新药开发
研究中值得重视的资源,具有良好的开发利用前景。
中华补血草中黄酮类化合物含量丰富,已有研究显示,补
血草属植物黄酮类化合物具有显著抗肿瘤活性,黄酮类化合
物可能是中华补血草抗肿瘤作用的有效成分。本研究比较了
中华补血草 5 种含量丰富的黄酮化合物———异鼠李素、槲皮
素、异槲皮苷、木樨草素、芹菜素对肿瘤细胞体外增殖的抑制
作用。MTT试验结果表明,中华补血草中 5 种黄酮类化合物
均具有一定的体外抗肿瘤活性,但活性强弱存在差异。木樨
草素、槲皮素、异鼠李素抗肿瘤活性较强,芹菜素次之,而异槲
皮苷对 HepG2 细胞体外增殖显示较弱抑制作用,对 Hela 肿
瘤细胞体外增殖则无明显影响。比较结构类似的 2 种化合物
槲皮素与异槲皮苷发现,二者抗肿瘤活性存在明显差异,可能
是因为分子中 C3位的羟基被糖基取代,而 C2 - C3位双键是黄
酮化合物抗肿瘤活性的一个关键因素,因此异槲皮苷抗肿瘤
活性显著下降[22]。
为进一步明确中华补血草黄酮类化合物的抗肿瘤机制,
本研究运用 DPPH自由基清除试验,比较 5 种黄酮类化合物
的体外抗氧化活性,发现 5 种化合物在本试验浓度范围内均
具有良好的 DPPH自由基清除活性,并随浓度的增加清除作
用增强。其中槲皮素、木樨草素、异鼠李素抗氧化活性较强,
异槲皮苷、芹菜素较弱。进一步研究发现,5 种黄酮的抗肿瘤
活性与抗氧化活性强弱比较接近,但并不完全一致,表明中华
补血草黄酮类化合物抗氧化活性是其发挥抗肿瘤作用的重要
因素,其他抗肿瘤机制还有待于进一步研究阐明。
参考文献:
[1]董必慧. 江苏沿海滩涂中华补血草的保护性研究[J]. 中国野生
植物资源,2005,24(6):28 - 30.
[2]郭巧生,苏筱娟. 江苏省沿海滩涂野生药用植物生物多样性及其
保护[J]. 中国野生植物资源,1999,18(3):30 - 32.
[3]江苏新医学院. 中药大辞典:第 2 部[M]. 上海:上海科技出版
社,1977.
[4]宋立人. 中华本草[M]. 上海:上海科学技术出版社,1999.
[5]Lin L C,Chou C J. Flavonoids and phenolics from Limonium sinense
[J]. Planta Medica,2000,66(4):382 - 383.
[6]Kuo Y,Lin L C,Tsai W J,et al. Samarangenin B from Limonium
sinense suppresses herpes simplex virus type l[J]. Antimicrobial
Agents and Chemotherapy,2002,46(9) :2854.
[7]李 均,陈炳华,苏安玲. 中华补血草根提取物抗氧化活性的初
步研究[J]. 福建师范大学学报:自然科学版,2008,24(3):83 -
87,108.
[8]曲有乐,高 欣,崔宇鹏.中华补血草抗氧化活性研究[J]. 海峡药
学,2012,24(12):33 - 36.
[9]Chaung S,Lin C C,Lin J,et al. The hepatoprotective effects of Limo-
nium sinense against carbon tetrachloride and β - D - galactosamine
intoxication in rats[J]. Phytotherapy Research,2003,17(7) :784.
[10]Tang X H,Gao J,Chen J,et al. Mitochondrial modulation is involved
in the hepatoprotection of Limonium sinense extract against liver dam-
age in mice[J]. Journal of Ethnopharmacology,2008,120(3) :
427 - 431.
[11]Tang X H,Gao J,Chen J,et al. Expression of VDAC regulated by
extracts of Limonium sinense Kuntze root against CCl4 - induced liver
damage[J]. International Journal of Molecular Sciences,2007,8:
204 - 213.
[12]汤新慧,高 静,徐力致. 中华补血草用于制备抗肿瘤药物的用
途的制作方法:中国,ZL200610086169. 9[P]. 2006 - 09 - 06.
[13]汤新慧,徐力致,高 静. 中华补血草根提取物抗肿瘤活性的实
验研究[J]. 时珍国医国药,2010,21(4):917 - 918.
[14]Tang X H,Yan L F,Gao J,et al. Antitumor and immunomodulatory
activity of polysaccharides from the root of Limonium sinense Kuntze
[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2012,51
(5) :1134 - 1139.
[15]刘兴宽. 中华补血草的化学成分研究[J]. 中草药,2011,42
(2):230 - 233.
[16]汤新慧,沈 敏. 补血草属植物化学成分及药理作用研究进展
[J]. 时珍国医国药,2007,18(8):1874 - 1876.
[17]魏友霞,王军宪,姚鸿萍. 补血草属植物化学成分和药理作用研
究进展[J]. 西北药学杂志,2007,22(4):222 - 224. .
[18]喻 樊. HPLC法同时测定濒危植物———中华补血草中异槲皮
苷、桑色素、槲皮素、木犀草素和芹菜素的含量[J]. 药物分析杂
志,2014,34(4):632 - 635.
[19]张铭清. 中华补血草黄酮抑制白血病细胞增殖的初探[J]. 安
徽农学通报,2011,17(1):54 - 55.
[20]张连茹. 二色补血草水溶性多糖、多酚类和挥发性成分的研究
[D]. 武汉:武汉大学,2004.
[21]张玉萌,郑作文. 黄酮类化合物抗肿瘤作用分子机制研究进展
[J]. 中国药物应用与监测,2006,3(6):50 - 53.
[22]Rubio S,Quintana J,Lopez M,et al. Phenylbenzopyrones
structure - activity studies identify betuletol derivatives as potential
antitumoral agents[J]. European Journal of Pharmacology,2006,
548(1 /2 /3) :9 - 20.
—992—江苏农业科学 2015 年第 43 卷第 2 期