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黄花补血草多糖的抗肿瘤作用研究



全 文 :第40卷 第11期
2012年11月
西北农林科技大学学报(自然科学版)
Journal of Northwest A&F University(Nat.Sci.Ed.)
Vol.40 No.11
Nov.2012
网络出版时间:2012-10-31 16:55
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20121031.1655.012.html
黄花补血草多糖的抗肿瘤作用研究
 [收稿日期] 2012-08-24
 [基金项目] 中央高校基本科研业务费专项(ZYZ2011068)
 [作者简介] 龙 玲(1978-),女,新疆乌鲁木齐人,副教授,博士,主要从事天然产物抗癌活性研究。
E-mail:longlwsm@yahoo.com.cn
龙 玲1,王军平2,陈世恩1,马殊雯1,王明明1,阿依木古丽1,霍生东1
(1西北民族大学 生命科学与工程学院,甘肃 兰州730030;2甘肃出入境检验检疫局 技术中心,甘肃 兰州730020)
[摘 要]  【目的】研究黄花补血草多糖对小鼠肝癌 H22细胞生长的抑制作用及对Bcl-2和Bax蛋白表达的影
响。【方法】制备小鼠H22实体瘤模型。提取黄花补血草多糖,研究其对小鼠H22实体瘤的抑瘤率,并通过病理切片
观察肿瘤细胞的形态学变化。用免疫组化SP法检测黄花补血草多糖对 H22肝癌细胞Bcl-2和Bax蛋白阳性细胞数
的影响,探讨其抗肿瘤机理。【结果】以阴性对照组为基数,黄花补血草多糖低(120mg/kg)、高(240mg/kg)剂量组及
环磷酰胺(CTX,25mg/kg)阳性对照组实体瘤各组抑瘤率分别为31.32%,40.52%和56.61%,与阴性对照组瘤体质
量相比显著或极显著减轻。与阴性对照组相比,黄花补血草多糖低、高剂量组Bcl-2蛋白表达分别显著和极显著下
调,而Bax蛋白表达显著上调。黄花补血草多糖高剂量组肿瘤细胞表现出坏死如核固缩深染、碎裂或溶解,甚至出现
红染区,个别细胞出现染色质浓缩、细胞皱缩、胞膜空泡化和膜周围凋亡小体的形成等凋亡现象。【结论】黄花补血草
多糖对小鼠肝癌H22的生长有一定的抑制作用,其机制可能与抑制Bcl-2和提升Bax蛋白表达,从而促进肿瘤细胞凋
亡有关。
[关键词] 黄花补血草;多糖;H22;Bcl-2;Bax
[中图分类号] R979.1 [文献标识码] A [文章编号] 1671-9387(2012)11-0018-05
Antitumor efects of Limonium aureum(Linn.)polysaccharides
LONG Ling1,WANG Jun-ping2,CHEN Shi-en1,MA Shu-wen1,
WANG Ming-ming1,Ayimuguli 1,HUO Sheng-dong1
(1 College of Life Science and Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou,Gansu730030,China;
2 Technology Center,Gansu Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau,Lanzhou,Gansu730020,China)
Abstract:【Objective】The research was to study the antitumor effects of the stings of polysaccharides
fromLimonium aureum(Linn.)(LAL-P)on mice bearing hepatocelular carcinoma(H22)and the expres-
sion of Bcl-2and Bax.【Method】The effects of LAL-P on the inhibition rate of solid tumor were studied by
building H22mice tumor model.The morphology changes of tumor cels were observed by pathological sec-
tion.The effects of expression changes of positive cel of Bcl-2and Bax protein of LAL-P were observed by
immunohistochemical SP method to study its antitumor mechanism.【Result】Compared with the control
group,the LAL-P(120mg/kg and 240mg/kg)and CTX(25mg/kg)administrations significantly reduced
the tumor weight of solid tumor.The inhibition rates of solid tumor were up to 31.32%,40.52%and
56.61%respectively.There was significant difference compared with the control group.The tumor cels of
LAL-P-treated mice showed a massive necrosis such as nucleus atrophy,disintegrating and structureless
red staining region.Some cels undergoing apoptosis showed chromatin condensation,cel shrinkage,plasma
membrane blebbing and the formation of membrane-enclosed apoptotic bodies.Meanwhile,the protein ex-
DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2012.11.009
pression of Bax increased and the protein expression of Bcl-2decreased after oral administration of LAL-P.
【Conclusion】LAL-P showed antitumor activity and its mechanism might be related with the up-regulation
of Bax and down-regulation of Bcl-2protein expression.
Key words:Limonium aureum(Linn.);polysaccharides;H22;Bcl-2;Bax
  黄花补血草(Limonium aureum (Linn.))系蓝
雪科补血草属(Limonium Mil)植物,又称干活草、
实花子(甘肃)、金佛花(青海),为多年生草本植物,
散生于滩地、湖盆、戈壁、石质山坡、流动沙丘等荒漠
草原带和草原带的盐化低地上,适于轻度盐化的土
壤及砂砾质、砂质土壤,我国呼伦贝尔沙地、腾格里
沙漠、甘肃河西走廊沙地及兰州等地均有分布。黄
花补血草具有解热、止痛、补血、消炎、消肿、止血、解
毒等功效[1-2]。目前,国内对黄花补血草的研究报道
仅限于组织培养技术、种子超干处理及保存技术和
化学成分研究等方面。如刘宇等[3]从黄花补血草中
提取挥发油,分离得到137个化合物,主要的化学成
分为2-硝基乙醇等。张应鹏等[4]对兰州地区的黄花
补血草进行了分离纯化,得到6种化合物———北美
圣草素、柚皮素、槲皮素、β-谷甾醇、6,8-二羟基色原
酮、胡萝卜苷。刘宇等[5]测定了黄花补血草中总黄
酮的含量。谷建等[6]研究了超声提取黄花补血草中
总黄酮的最佳工艺。叶冠等[7]对黄花补血草的药理
活性进行了研究,发现其对血小板活化因子有拮抗
作用。
国外目前尚未见对黄花补血草的研究报道,仅
有不到10篇资料对补血草属其他植物的化学成分
和药理活性进行了阐述。Lin等[8]从西伯利亚补血
草中分离出了一种新的黄酮醇苷类化合物 myrice-
tin 3-O-(2″-O-p-hydroxybenzoyl)-α-rhamnopyrano-
side。Kozhamkulova等[9]从大叶补血草中分离得
到GmelinosideⅠ。Murray等[10]从巴西补血草根
中分离了 5 种活性成分:myricetin 3-O-α-rham-
nopyranoside、(-)-epigalocatechin 3-O-galate、
(-)-epigalocatechin、galic acid和(+)-galocate-
chin。Kuo等[11]发现,从补血草中提取的samaran-
genin B可抑制Vero细胞中Ⅰ型单纯疱疹病毒的增
殖,其抗病毒机制似乎与抑制Ⅰ型单纯疱疹病毒α
基因表达有关。Chaung等[12]发现,补血草根的水
提物和叶的甲醇氯仿抽提物可显著降低急性肝衰竭
小鼠的氨基转氨酶浓度,而且甲醇氯仿抽提物对肝
癌Hep3B细胞有细胞毒作用,因此证明其具有保肝
功效。Tang等[13]发现,补血草属植物提取物可以
通过调节线粒体中 Ca2+-ATP酶的活性来维持
Ca2+平衡,进而预防小鼠肝脏线粒体损伤。
近年来,对天然植物多糖的研究表明其在抗肿
瘤方面具有较好疗效,而笔者前期对黄花补血草化
学成分的研究也表明其中含有大量多糖。基于此,
本试验对黄花补血草多糖的抗肿瘤作用进行了研
究,并首次探讨了其抗癌的可能作用机理,旨在为进
一步开发黄花补血草为新型抗癌药物提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
1.1.1 试验动物 昆明种小鼠,6~8周龄,体质量
(20±2.0)g/只,雌性,由兰州大学动物实验中心提
供,饲养环境:温度20~22℃,相对湿度45%~50%。
1.1.2 试 剂 环磷酰胺(CTX),中美合资山西
泰盛制药有限公司提供,批号011121,使用前以注
射用水配制成2.5mg/mL药液,备用。鼠抗Bax
(P-19)、Bcl-2(N-19)单克隆抗体均购自Santa Cruz
生物技术公司。
1.1.3 肿瘤细胞株 小鼠肝癌 H22细胞株引自甘
肃省医学科学研究院,在昆明小鼠腹腔内传代。
1.2 方 法
1.2.1 黄花补血草多糖的制备 黄花补血草于
2011-09采自兰州市榆中县萃英山,由西北民族大
学生命科学与工程学院刘慧霞副教授鉴定,植物标
本保存于该院植物生物技术实验室。采摘时齐地面
割取地上部分,除去杂质和泥土并晒干,经粉碎机粉
碎后备用。称取黄花补血草1.0kg,加6倍体积蒸
馏水浸没后80℃加热2h,过滤,滤渣加6倍体积蒸
馏水浸没后,原温度下加热1h,过滤,滤渣再次加
入蒸馏水浸没,原温度下加热0.5h,过滤,将3次收
集到的滤液合并,50℃减压浓缩后将浓缩液100
mL和等量丙酮萃取脱脂,下层水相加体积分数
10%三氯乙酸;冰箱内放置4h,2 500r/min离心除
去蛋白沉淀,对上清液再重复减压浓缩后步骤数次,
直至不再出现沉淀。取上清液,用氨水调节pH 值
至8.0,然后在40℃滴加10mL体积分数30%
H2O2 至溶液颜色为浅棕色,保温2h,2 500r/min
离心取上清液。加热上清液使 H2O2 分解,并用高
锰酸钾溶液检测 H2O2 是否去除干净。向上清液中
91第11期 龙 玲,等:黄花补血草多糖的抗肿瘤作用研究
加入无水乙醇400mL,使其体积分数达80%,置冰
箱过夜后2 500r/min离心5min,所得沉淀即为黄
花补血草粗多糖(Limonium aureum (Linn.)Poly-
saccharide,LAL-P),干燥后称质量为64.8g(提取
率为原药材的6.5%),保存备用。参照预试验及活
性筛选给药量,将 LAL-P配制成6mg/mL和12
mg/mL的药液备用。
1.2.2 小鼠肝癌模型的建立 小鼠肝癌 H22实体
瘤模型的建立:在无菌条件下,取在昆明小鼠体内传
代的 H22肿瘤细胞,于每只小鼠右前肢腋下注射
2×106 个肿瘤细胞(0.1mL),接种成功率100%。
1.2.3 试验分组和治疗方案 肿瘤接种后24h,
将小鼠随机分为LAL-P高、低剂量组及阴性和阳性
对照组,其中LAL-P高、低剂量组灌胃给予LAL-P
药液 20 mL/kg,给 药 剂 量 分 别 为 120 和 240
mg/kg;阴性对照组灌胃给予等量生理盐水;阳性对
照组腹腔注射2.5mg/mL的CTX药液10mL/kg,
给药剂量为25mg/kg。所有动物每天给药1次,连
续12d。
1.2.4 实体瘤抑瘤率的测定 停药次日脱颈处死
小鼠,剖取瘤块称质量,计算抑瘤率:抑瘤率=(对照
组平均瘤质量-给药组平均瘤质量)/对照组平均瘤
质量×100%。
1.2.5 Bcl-2和Bax表达的测定 对剖取的各组瘤
体进行常规石蜡包埋,制备切片,然后用免疫组化
SP法检测Bcl-2和Bax蛋白表达水平,免疫组化SP
法具体操作按说明书进行,以细胞核呈现棕褐色颗
粒状染色为阳性反应。每个标本随机观察10个高
倍镜视野,统计每个高倍镜视野100个肿瘤细胞中
的阳性细胞数,取其平均值作为Bcl-2和Bax蛋白
的阳性细胞数。
1.2.6 肿瘤细胞的形态学观察 剖取阴性对照组
和LAL-P高剂量组的瘤体进行常规石蜡包埋,制备
切片,HE染色后在光学显微镜下观察肿瘤细胞形
态。
1.3 统计方法
所有数据用SPSS 10.0统计软件中的单因素方
差分析进行统计处理。
2 结果与分析
2.1 LAL-P对肿瘤生长的影响
与阴性对照组相比,LAL-P高、低剂量组和阳
性对照组瘤体质量显著(P<0.05)或极显著(P<
0.01)减轻;LAL-P低、高剂量组和CTX阳性对照
组抑瘤率分别为31.32%,40.52%和56.61%(表
1)。
表1 LAL-P对小鼠 H22肿瘤生长的影响 (珚x±SD,n=10)
Table 1 Effect of LAL-P on tumor growth of mice bearing H22hepatocelular carcinoma(珚x±SD,n=10)
组别
Group
剂量/(mg·kg-1)
Treatment
初始体质量/g
Beginning body weight
终末体质量/g
End body weight
瘤体质量/g
Tumor weight
抑瘤率/%
Inhibition rate
阴性对照组Control group - 20.89±1.67  23.14±1.98  3.48±0.45
阳性对照组CTX group  25  21.33±1.77  19.66±1.61  1.51±0.24** 56.61
LAL-P低剂量组
Low dose group of LAL-P
120  20.67±1.53  23.67±2.12  2.39±0.34* 31.32
LAL-P高剂量组
High dose group of LAL-P
240  20.09±1.89  23.45±1.88  2.07±0.39* 40.52
  注:与阴性对照组比较,*P<0.05,**P<0.01。下表同。
Note:Significant differences compared with the control,*P<0.05and**P<0.01.The same as the folowing table.
2.2 LAL-P对Bcl-2和Bax表达的影响
Bcl-2蛋白免疫组化染色结果(表2,图1)显示,
LAL-P低、高剂量组Bcl-2阳性细胞百分率由阴性
对照组的(76.34±6.76)%分别下降为(53.66±
7.21)%和(41.34±7.56)%,差异达显著或极显著
水平;Bax蛋白免疫组化染色结果(表2,图2)显示,
Bax阳性细胞百分率则由阴性对照组的(12.31±
5.48)%分别上升为(26.44±7.49)%和(32.43±
7.83)%,差异达显著水平。
表2 LAL-P对小鼠 H22肿瘤细胞中Bcl-2和Bax表达的影响 (珚x±SD,n=10)
Table 2 Effect of LAL-P on the expression of Bcl-2and Bax in H22tumor cels of mice(珚x±SD,n=10)
组别
Group
剂量/(mg·kg-1)
Treatment
Bcl-2阳性细胞/%
Bcl-2positive cels
Bax阳性细胞/%
Bax positive cels
阴性对照组Control group - 76.34±6.76  12.31±5.48
LAL-P低剂量组Low dose group of LAL-P  120  53.66±7.21* 26.44±7.49*
LAL-P高剂量组 High dose group of LAL-P  240  41.34±7.56** 32.43±7.83*
02 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第40卷
图1 LAL-P对小鼠 H22肿瘤细胞中Bcl-2蛋白表达的影响(100×)
A.阴性对照组;B.LAL-P低剂量组;C.LAL-P高剂量组
Fig.1 Effect of LAL-P treatment on expression of Bcl-2protein in H22tumor cels of mice(100×)
A.Control group;B.Low dose group of LAL-P;C.High dose group of LAL-P
图2 LAL-P对小鼠 H22肿瘤细胞中Bax蛋白表达的影响(100×)
A.阴性对照组;B.LAL-P低剂量组;C.LAL-P高剂量组
Fig.2 Effect of LAL-P treatment on expression of Bax protein in H22tumor cels of mice(100×)
A.Control group;B.Low dose group of LAL-P;C.High dose group of LAL-P
2.3 LAL-P对肿瘤细胞形态学的影响
由图3可见,与阴性对照组肿瘤组织相比,
LAL-P高剂量组肿瘤组织切片中的 H22肿瘤细胞
出现了坏死,如核固缩深染、碎裂或溶解,甚至出现
红染区,而且许多细胞出现凋亡现象,如染色质浓
缩、细胞皱缩、胞膜空泡化和膜周围凋亡小体的形
成。而阴性对照组肿瘤细胞呈现正常染色。
图3 LAL-P对小鼠 H22肿瘤细胞形态学的影响(HE,×400)
A.阴性对照组;B.LAL-P高剂量组
Fig.3 Determination of H22tumor cels cytotoxicity of mice treated by LAL-P(HE,×400)
A.Control group;B.High dose group of LAL-P
12第11期 龙 玲,等:黄花补血草多糖的抗肿瘤作用研究
3 讨 论
在抗癌药物体内筛选中,判断某一药物是否有
效的标准是:实体瘤抑瘤率>30%,且统计学处理有
显著性差异者,认为该药有一定的抗癌疗效。本试
验以 H22肿瘤小鼠为动物模型研究了LAL-P的抑
瘤作用,结果表明,LAL-P高、低剂量组对小鼠肝癌
的抑瘤率均>30%,且有统计学意义,说明LAL-P
对小鼠肝癌有一定的抗癌疗效。
凋亡信号通路中由基因改变导致的凋亡障碍可
能是癌症发生的关键因素[14]。凋亡受抗凋亡和促
凋亡因子共同调控。Bcl-2家族的抗凋亡和促凋亡
成员在细胞凋亡中起到了双向调节作用,被当作是
抗癌治疗的靶点[15]。凋亡抑制基因(Bcl-2,Bcl-
xL)和凋亡促进基因(Bax,Bad,Bid)的比例决定了
细胞对凋亡刺激的反应。凋亡抑制基因Bcl-2的下
调可以通过促进程序化细胞死亡来抑制肿瘤生
长[16]。本研究发现,LAL-P处理后Bcl-2的表达明
显低于阴性对照组,而Bax的表达明显高于阴性对
照组,表明LAL-P可以通过调节肿瘤细胞中Bax
和Bcl-2基因的表达及两者的比例来引发肿瘤细胞
凋亡,提示其抗肿瘤机制可能与促进肿瘤细胞凋亡
有关。LAL-P作为黄花补血草中的粗多糖成分,其
中包含大量多糖,它们可以作为肿瘤治疗过程中不
同靶点的作用物。分离纯化LAL-P中的活性成分
并从分子生物学水平阐明其药理学作用机制是下一
步的研究重点。
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