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白簕提取物抑制痤疮丙酸杆菌及美白活性研究



全 文 :2016 年 9 月 第 18 卷 第 9 期 中国现代中药 Mod Chin Med Sep. 2016 Vol. 18 No. 9
·基础研究·
* [通信作者] 潘超美,教授,研究方向:药用植物资源的开发利用;E-mail:pancm@ gzucm. edu. cn
白簕提取物抑制痤疮丙酸杆菌及美白活性研究
劳景辉1,2,潘超美1* ,喻勤2,倪庆桂2,孙忠伟2,郁晓艺2
[1. 广州中医药大学,广东 广州 510006;
2. 完美(中国)有限公司,广东 中山 528402]
[摘要] 目的:对白簕提取物的抑制痤疮丙酸杆菌和美白活性进行研究,评价白簕提取物的生物活性强弱。方
法:以测定最小抑菌浓度(MIC)来评价白簕提取物抑制痤疮丙酸杆菌生长的活性;以抑制 B16 黑色素瘤细胞内酪氨
酸酶能力,测定其美白活性。结果:白簕醇提物和水提物抑制痤疮丙酸杆菌的 MIC值分别为 2. 5 mg·mL -1和 5 mg·
mL -1;白簕水提物对酪氨酸酶抑制活性较好,但醇提物未发现该活性。结论:白簕醇提物具有良好的抑制痤疮丙酸
杆菌活性,而水提物的活性则表现在抑制酪氨酸酶中。
[关键词] 白簕;提取物;抑制痤疮丙酸杆菌;美白活性
Study on Antimicrobial Activity Against Propionibacterium Acnes and Whitening Effect of Extract of
Eleutherococcus Trifoliatus in Vitro
LAO Jinghui1,2,PAN Chaomei1* ,YU Qin2,NI Qinggui2,Sun Zhongwei2,Yu Xiaoyi2
[1. Guangzhou University of Chinese Medicine,Guangzhou 510006,China;
2. Perfect (China)Co.,Ltd.,Zhongshan 528402,China]
[Abstract] Objective:Antimicrobial activity against Propionibacterium acnes and whitening effect of extract of
Eleutherococcus trifoliatus were studied to assay the bioactivities. Methods:Antimicrobial activity against P. acnes was
evaluated by MIC. Whitening effect was tested by the tyrosinase inhibitory activity in B16 cell. Results:The MIC of ethanol
extract and water extract were 2. 5 mg·mL -1,5 mg·mL -1,respectively. Water extract had good tyrosinase inhibitory activity,
while ethanol extract showed no effect. Conclusion:Ethanol extract had stronger activity than water extract in antimicrobial
against P. acnes,but water extract had good tryosinase inhibitory activity.
[Keywords] Eleutherococcus trifoliatus;extract;antimicrobial activity;whitening effect
doi:10. 13313 / j. issn. 1673-4890. 2016. 9. 008
白 簕 Eleutherococcus trifoliatus (Linnaeus )
S. Y. Hu又名三加皮、刺三加和三叶五加等,为五加
科(Araliaceae A. L. Jussieu)五加属(Eleutherococcus
Maxim)攀援状灌木,广泛分布于我国贵州、四川、
广西、广东、台湾和海南等南方省份以及泰国、越
南和马来西亚等东南亚国家。在广东省江门地区,
人们广泛应用白簕作为止痒清毒的民间草药已有很
长的历史[1],而在实验研究中也发现,白簕具有显
著的抗炎抑菌活性[2-3],这提示白簕可能有较好的消
肿止痒功效,如抗痤疮等。为了进一步发掘白簕的
新功能和活性,本实验以白簕水提物和醇提物为实
验材料,分别测定其对痤疮丙酸杆菌的 MIC(最小抑
菌浓度)值,确定白簕对痤疮丙酸杆菌的抑制效果,
推测其抗痤疮活性;同时以小鼠 B16 黑色素瘤细胞
为受试细胞,分别测定白簕醇提物和水提物对细胞
内酪氨酸酶的抑制效果,探讨白簕对 B16 黑色素瘤
细胞内酪氨酸酶活性的影响,初步确定白簕的体外
美白活性。
1 材料
1. 1 实验菌株及细胞株
痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes,广东省
微生物研究所,编号:ATCC11827);小鼠 B16 黑色
素瘤细胞株(中国科学院上海细胞库)。
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2016 年 9 月 第 18 卷 第 9 期 中国现代中药 Mod Chin Med Sep. 2016 Vol. 18 No. 9
1. 2 材料与试剂
实验材料:白簕采自广东省恩平雪壮白簕基地,
经广州中医药大学药用植物学教研室主任潘超美教
授鉴定为五加科植物白簕 Eleutherococcus trifoliatus
(Linnaeus)S. Y. Hu的茎和叶。
改良 GAM 琼脂基础(北京陆桥技术有限公司,
批号:1301082);改良 GAM 肉汤(珠海维特生物技
术有限公司,批号:20121229);RPMI-1640 培养基
(赛默飞世尔生物化学制品有限公司);胎牛血清
(Gibco /Life Technologies);0. 25% 胰蛋白酶-EDTA
(Gibco /Life Technologies);DMSO(细胞级,Sigma-
Aldrich公司);L-多巴(Sigma 公司);熊果苷(Sigma
公司);Triton X-100(Sigma公司);水为超纯水,其
余试剂为分析纯。
1. 3 仪器与设备
SHIMADZU UV-2550 紫外可见分光光度仪 [岛
津(香港)有限公司];ESCO /AC2-S 生物安全柜(新
加坡艺思高科技有限公司);CH2-TKC-3 倒置显微镜
(广东光学仪器有限公司);2406 型细胞培养箱(美
国 SHELLAB 公司);Infinite F200 型多功能酶标仪
(奥地利 TECAN 公司);Eppendorf 移液枪、Bio-DL
排枪和 Corning Incorporated /Nest细胞耗材等。
2 方法
2. 1 药材预处理及提取物制备
采集新鲜白簕,取用顶端幼嫩茎叶部分,洗净,
阴干后置于烘箱干燥过夜。粉碎干燥后的白簕,过
10 目筛,备用。醇提物制备:称取干燥粉碎后的白
簕 300 g,置于圆底烧瓶中,加入 10 倍量(W/V)
95%乙醇回流提取 2 次,每次 1. 5 h,滤过(180 目
筛),合并滤液。减压浓缩(60 ℃),约 1. 5 h /次,
合并多次浓缩液后,再统一浓缩约 2 h,浓缩浸膏供
真空干燥用。将上述浓缩浸膏倾倒于托盘内,真空
干燥约 10 h(55 ℃,真空度≥ - 0. 1 MPa)。将托盘
内提取物刮下,研碎,过 80 目筛。水提物制备:称
量干燥粉碎后的白簕 300 g,置于圆底烧瓶中,加入
12 倍量(W/W)水,回流提取 2 次,每次 1. 5 h,滤
过(180 目筛),合并滤液。采用喷雾干燥方式直接
喷干。
2. 2 测定白簕提取物抑制痤疮丙酸杆菌的 MIC值
2. 2. 1 样品溶液的制备 分别称取白簕水提物和醇
提物。用无菌水溶解,各配得 0. 1 g·mL -1(生药浓
度)100 mL溶液。用无菌滤膜分别将溶液过滤除菌,
滤液待用。
2. 2. 2 菌种活化 将痤疮丙酸杆菌转接到改良 GAM
琼脂上,37 ℃厌氧培养 2 d,使菌活化繁殖。
2. 2. 3 菌悬液的制备 用接种环挑取痤疮丙酸杆菌
菌体,放入 100 mL无菌水中,充分振荡 10 min,制
成菌体悬液。将菌悬液倒入比色杯中,选用 600 nm
波长,以无菌水作为空白对照,采用比浊法测定菌
悬液的浓度,调整菌悬液浓度使每次所用菌悬液浓
度基本保持一致。
2. 2. 4 MIC值的测定 在灭菌后的改良 GAM 肉汤中
分别加入等体积无菌水、双抗和已过滤除菌的样品
溶液,作为阴性对照、阳性对照和实验组,其中实
验组各试管的药液浓度按生药量算,见表 1。分别
接入已多次活化的等量菌悬液,密封,编号,37 ℃
下静置培养 48 h,取样测定培养基的吸光度(OD)值
(600 nm波长),并以不接入菌悬液的作为实验对照
组,得出最小抑菌浓度(MIC)。
表 1 抑制痤疮丙酸杆菌实验各组试管组成及加入量
分组 管号 改良 GAM肉汤 /mL 无菌水 /mL 100 U·mL
-1
双抗 /mL
生药浓度为 100 mg·mL -1
醇提物 /mL
生药浓度为 100 mg·mL -1
水提物 /mL
阴性组 1 号管 9 1
空白组 2 号管 9 1
阳性组 3 号管 9 0. 9 0. 1
醇提物
实验组
4 号管 9 1
5 号管 9 0. 5 0. 5
6 号管 9 0. 75 0. 25
7 号管 9 0. 875 0. 125
8 号管 9 0. 937 5 0. 062 5
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2016 年 9 月 第 18 卷 第 9 期 中国现代中药 Mod Chin Med Sep. 2016 Vol. 18 No. 9
表 1(续)
分组 管号 改良 GAM肉汤 /mL 无菌水 /mL 100 U·mL
-1
双抗 /mL
生药浓度为 100 mg·mL -1
醇提物 /mL
生药浓度为 100 mg·mL -1
水提物 /mL
水提物
实验组
9 号管 9 1
10 号管 9 0. 5 0. 5
11 号管 9 0. 75 0. 25
12 号管 9 0. 875 0. 125
13 号管 9 0. 937 5 0. 062 5
醇提物实
验对照组
(不加菌)
14 号管 9 1
15 号管 9 0. 5 0. 5
16 号管 9 0. 75 0. 25
17 号管 9 0. 875 0. 125
18 号管 9 0. 937 5 0. 062 5
水提物
实验对照组
(不加菌)
19 号管 9 1
20 号管 9 0. 5 0. 5
21 号管 9 0. 75 0. 25
22 号管 9 0. 875 0. 125
23 号管 9 0. 937 5 0. 062 5
注:各管分别做 3 个重复;2 号及 14 ~ 23 号管不加入菌液,其余各管加入等量菌液。
2. 3 白簕提取物对 B16 黑色素瘤细胞内酪氨酸酶活
性的影响
2. 3. 1 样品溶液的制备 同 2. 1。再将醇提物溶液和
水提物溶液用 RPMI-1640 液体培养基分别稀释成
10、8、6、4、2 mg·mL -1的生药浓度。
2. 3. 2 小鼠 B16 黑色素瘤细胞的培养 在无菌条件
下,将 1 !105个·mL -1的小鼠 B16 黑色素瘤细胞接种
于含 RPMI-1640 液体培养基的培养皿中,在 37 ℃、
5% CO2培养箱中培养,每 3 d用 0. 25 %胰酶消化传
代 1 次。
2. 3. 3 测定白簕提取物对 B16 黑色素瘤细胞内酪氨
酸酶活性抑制率 取对数生长期的黑色素瘤 B16 细
胞,将细胞悬液调整至细胞浓度为 2 × 104个·mL -1
后,接种于 96 孔培养板,每孔 180 μL。实验设置空
白对照组、阴性对照组和实验组。种板时,空白对
照组只加细胞培养液、其他组都加细胞悬液。在
5% CO2、37 ℃孵育 24 h,待细胞贴壁后,分别加入
20 μL上述不同浓度的醇提物溶液和水提物溶液,
每个浓度设 3 个重复,使终浓度为加入时的 1 /10,
培养 72 h。弃培养基,用磷酸缓冲液(PBS)润洗
2 次,每孔加入 1% TritonX-100 溶液 100 μL,迅速
放入 - 80 ℃低温冰箱冻存 30 min。室温下融化使得
细胞完全破裂。37 ℃预温后加入 1%左旋多巴溶液
(用 PBS稀释,使其 pH < 7)20 μL,37 ℃反应 2 h
后,测 定 490 nm 处 吸 光 度 值。以 终 浓 度 为
200 μg·mL -1的熊果苷为阳性对照,培养液为阴性
和空白对照[4-5]。
酪氨酸酶活性抑制率 = [(阴性对照组平均吸
光度值 -实验组平均吸光度值)/(阴性对照组平均
吸光度值 -空白对照组平均吸光度值)] × 100
3 结果与分析
3. 1 白簕醇提物抑制痤疮丙酸杆菌的 MIC值
由表 2、3 可知,白簕醇提物在生药浓度为 10、
5、2. 5 mg·mL -1时,其菌体 OD600的吸光度与阴性对
照组相比,均有统计学差异,表明在这些浓度下,
醇提物具有较好的抑菌效果,而在生药浓度为
1. 25 mg·mL -1时,其菌体 OD600的吸光度与阴性对照
组相比,P > 0. 05,表明该浓度下,药物的抑菌能力
下降,与阴性对照组的差异无统计学意义,所以白
簕醇提物抑制痤疮丙酸杆菌的 MIC 值为生药浓度
2. 5 mg·mL -1。另外,在进行预实验时,由于样品
的颜色较深,对测定吸光度有较大影响,因此,在
正式实验中,除了醇提物和水提物实验组外,还增
加了相应的实验对照组,主要用于排除样品本身对
测定的影响,使实验结果更准确。
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2016 年 9 月 第 18 卷 第 9 期 中国现代中药 Mod Chin Med Sep. 2016 Vol. 18 No. 9
表 2 阴性组、空白组和阳性组的 OD600(x ± s)
分组 管号 OD600 菌体 OD600
阴性组 1 号管 1. 52 0. 08 1. 41 0. 09
空白组 2 号管 0. 15 0. 00
阳性组 3 号管 0. 12 0. 01 - 0. 03 0. 01*
注:(1)菌体 OD600是指扣除空白对照,即菌体的吸光度;(2)与
阴性组相比较,* P < 0. 05,下同。
表 3 白簕醇提物实验组的 OD600(x ± s)
分组 管号
生药浓度 /
mg·mL -1
OD600 菌体 OD600
醇提物
实验组
4 号管 10 0. 87 0. 07 0. 02 0. 07*
5 号管 5 0. 73 0. 01 0. 21 0. 02*
6 号管 2. 5 1. 51 0. 01 1. 17 0. 01*
7 号管 1. 25 1. 67 0. 05 1. 43 0. 05
8 号管 0. 625 1. 63 0. 04 1. 31 0. 25
醇提物
实验对照组
(不加菌)
14 号管 10 0. 85 0. 03
15 号管 5 0. 51 0. 01
16 号管 2. 5 0. 33 0. 01
17 号管 1. 25 0. 24 0. 01
18 号管 0. 625 0. 32 0. 24
注:菌体 OD600是指扣除醇提物实验对照,即菌体的吸光度。
3. 2 白簕水提物抑制痤疮丙酸杆菌的 MIC值
由表 4 可知,白簕水提物也有较好的抑菌效果,
在生药浓度为 5 mg·mL -1时,其抑菌效果较好,菌
体 OD600 与阴性组比较,有统计学差异,但在
5 mg·mL -1以下的浓度,则没有明显的抑菌效果,
因此,白簕水提物抑制痤疮丙酸杆菌的 MIC 值为生
药浓度 5 mg·mL -1。
表 4 白簕水提物实验组的 OD600(x ± s)
分组 管号
生药浓度 /
mg·mL -1
OD600 菌体 OD600
水提物
实验组
9 号管 10 1. 32 0. 14 0. 47 0. 16*
10 号管 5 1. 39 0. 08 0. 58 0. 09*
11 号管 2. 5 1. 37 0. 18 0. 77 0. 40
12 号管 1. 25 1. 43 0. 02 0. 75 0. 10
13 号管 0. 625 1. 36 0. 16 0. 83 0. 47
水提物
实验对照组
(不加菌)
19 号管 10 0. 85 0. 02
20 号管 5 0. 81 0. 01
21 号管 2. 5 0. 60 0. 26
22 号管 1. 25 0. 68 0. 08
23 号管 0. 625 0. 53 0. 31
注:菌体 OD600是指扣除水提物实验对照,即菌体的吸光度。
3. 3 白簕醇提物在 B16 黑色素瘤细胞内酪氨酸酶活
性抑制率
白簕醇提物在本实验中,未发现有酪氨酸酶抑制
活性,可能各提取部位中所含的活性成分对不同活性
作用效果有差异,在后续研究中将继续进行探讨。
3. 4 白簕水提物在 B16 黑色素瘤细胞内酪氨酸酶活
性抑制率
结果见表 5。实验发现,白簕水提物具有较
好的酪氨酸酶抑制活性,其抑制效果随作用浓度
的增大而增强,显示出一定的剂量依赖性,在生
药质量浓度为 800 μg·mL -1(即提取物质量浓度约为
225. 36 μg·mL-1)时,其酪氨酸酶抑制率与 200 μg·mL-1
熊果苷对照组相当。
表 5 白簕水提物对 B16 黑色素瘤细胞内酪
氨酸酶活性抑制率
分组 终浓度 /μg·mL -1 抑制率(%)
熊果苷对照组 200 51. 01 ± 20. 11
水提物实验组 200 22. 28 ± 2. 45
400 28. 02 ± 6. 51
600 38. 90 ± 2. 98
800 57. 82 ± 18. 27
1000 72. 02 ± 8. 27
注:水提物实验组的终浓度按生药量计算。
4 讨论
对于白簕抗痤疮的研究不多,仅有报道白簕对
同为皮肤常见菌———金黄色酿脓葡萄球菌的抑制作
用,利用滤纸片法测得白簕甲醇提取物对该菌的抑
菌圈为 11. 5 mm,与香菇草和铁包金等抑菌活性相
当[6],但未见白簕对痤疮丙酸杆菌的抑制研究报道,
由于痤疮丙酸杆菌是痤疮发病的重要诱因之一,因
此,对其的抑制研究更有利于白簕抗痤疮功效的
评估。
另外,具有清热解毒、与白簕有类似功效的其
他中药,如黄芩和金银花等,也有对痤疮丙酸杆菌
的抑制研究报道。郑景峰[7]报道其测得黄芩与黄柏的
水提物对痤疮丙酸杆菌的 MIC值为 0. 312 5 mg·mL -1
和 0. 625 mg·mL -1,与本研究测得白簕水提物的
MIC值 1. 409 mg·mL -1(折算同为提取物浓度比较)
要低,与白簕醇提物的 MIC值 0. 439 mg·mL -1(折算
同为提取物浓度比较)相当;但朱亚芳等[8]报道黄芩
和金银花的水提物 MIC值为 12. 50 mg·mL -1(生药浓
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2016 年 9 月 第 18 卷 第 9 期 中国现代中药 Mod Chin Med Sep. 2016 Vol. 18 No. 9
度)则比本研究的水提物 MIC 值要高,即抑菌活性
较白簕差。出现这种同种药材活性报道差异的原因
可能有几个方面:第一,药材的质量差异,虽然是
同种药材,如黄芩,来源不同其含有的活性成分差
异也会相差很大,导致药效出现差异;第二,实验
菌株的差异,同一个种的菌,其菌株不同,所表现
出来的活力也会不同,朱亚芳等使用的是 ATCC
11827,而郑景峰使用的是 BCRC 10723,因此,应
对具体的研究展开分析。通过这些对比可得,白簕
醇提物的抑制痤疮丙酸杆菌效果较好,可能是由于
其富含黄酮和多酚类物质,有利于抑制细菌的生长。
目前评价美白化妆品原料的功效,主要是以对
酪氨酸酶活性的抑制效果作为主要指标。本研究以
小鼠黑色素瘤 B16 细胞为受试细胞,测定白簕醇提
物与水提物对其酪氨酸酶活性的影响,发现白簕水
提物具有较好的抑制酪氨酸酶活性,而醇提物却未
发现该活性,这与许多研究中植物的美白活性成分
分布于醇提物中不一致[9-10],这可能是白簕的美白
活性成分与其他植物的不同,在白簕水提物中,含
有多糖和蛋白等非醇溶性物质,这些都可能是白簕
的美白活性成分,如银耳中的水溶性部分含有的多
糖就被证实有良好的美白活性。另外,也有部分常
见的美白中药,其水提物也有报道具有较好美白活
性,白蔹、白芷和白及水提物抑制酪氨酸酶活性明
显高于醇提物,且水提物的半数抑制浓度分别为
0. 35、3. 80、3. 89 mg·mL -1[11],与白簕水提物相
比,当抑制率为 57. 82%时,白簕水提物对应的用药
浓度仅为 800 μg·mL -1,远低于被广泛研究的美白
中药白芷,表明白簕水提物比白芷的抑制酪氨酸酶
活性更强[12-13],具有良好的美白活性。由于目前对
白簕的美白活性研究鲜有报道,因此,后续还需要
对白簕水提物的美白活性进行深入研究,如对黑色
素合成的影响等,了解其美白作用机理,进一步筛
选出美白活性成分,为高效利用这一药用资源提供
实验依据。
综上所述,白簕有良好的抑制痤疮丙酸杆菌及
抑制酪氨酸酶活性,其提取物可开发为祛痤疮产品
和美白产品的原料。
参考文献
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