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鹅掌草二近缘种皂苷抗肿瘤作用研究



全 文 :·中药研究·
鹅掌草二近缘种皂苷抗肿瘤作用研究
韩林涛,方颖,李明明,杨红兵,黄芳*
(湖北中医药大学,中药资源与中药复方教育部重点实验室,湖北 武汉 430065)
* 通讯作者:黄 芳( 1973 - ) 女,副教授,研究方向:中药物质基础与作用机制研究,Tel: 15337237061,E - mail: hello_tracy@ 163. com。
基金项目:国家自然科学基金( 30870255、31000158)
关键词:鹅掌草;皂苷;抗肿瘤; MTT法;流式细胞术;丝裂原活化蛋白激酶信号通路
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1000 - 0704(2014)01 - 0065 - 02
鹅掌草(Anemone flaccida Fr. Schmidt),植物分类学上属毛
茛科(Ranunculacae)银莲花属(Anemone L.)鹅掌草组(Sect.
Stolonifera (Ulbr.)Juz)多年生植物。该属植物约有 150 种左右,
世界各大洲均有分布,我国有 54 种,除海南省外,其它各省均有
分布[1 - 2]。鹅掌草为鹅掌草组的广布种,该组植物鹤峰银莲花
(A. hofengensis)、安徽银莲花(A. anhuiensis)为鹅掌草的近缘
种,分布于长江中下游地区[1]。银莲花属植物的生物活性主要
为抗肿瘤与抗炎,三萜皂苷是抗肿瘤与抗炎的活性部位[3]。本
课题组报道了鹅掌草皂苷的抗肿瘤作用[4],而其上述二近缘种
所含单体皂苷抗肿瘤作用未见报道,本文报道了鹤峰银莲花(A.
hofengensis)、安徽银莲花(A. anhuiensis)所含单体皂苷对多种肿
瘤增殖的影响及诱导肿瘤细胞凋亡作用。
1 材料与方法
1. 1 试验药物
单体皂苷,中药资源与中药复方教育部重点实验室制,安徽
银莲花原植物采于安徽省九华山地区,鹤峰银莲花采集于湖北
省鹤峰县,由中国科学院武汉植物园袁晓博士鉴定。取各原植
物根茎 1. 0kg,经溶剂提取,D101 大孔树脂柱、硅胶柱、反相色谱
柱反复分离,从安徽银莲花得单体皂苷 3 种,经结构鉴定为已知
化合物 anhuienosides C、Raddeanoside R7、Raddeanin G;从鹤峰银
莲花得单体皂苷 5 种,经结构鉴定为已知化合物 Eleutheroside K、
Raddeanoside R8、Raddeanoside 14、flaccidoside III、cussonoside
B[5]。精密称取各单体皂苷适量,先用 DMSO 溶解,再用 PBS 稀
释至所需浓度,备用。
1. 2 试剂
二甲基亚砜 DMSO、胰蛋白酶、氯霉素、青霉素、EDTA (Am-
resco公司);RPM I 1640 (GIBCO公司);MTT、P I、LPS(Sigma公
司) ;胎牛血清、新生牛血清(三利生物制品厂)。
1. 3 细胞株
人宫颈癌 HeLa细胞株、人肝癌 HepG2 细胞株、人肝癌 Bel -
7402 细胞株均由武汉大学中国典型培养物保藏中心(CCTCC)提
供。
1. 4 仪器
SHELLRB CO2 恒温细胞培养箱(Sheldon 公司);CK2 - TRC
-3 倒置显微镜(Olympus 公司);SUNRISE 酶标仪(TECAN 公
司);FACSCalibur流式细胞仪(BD公司)。
1. 5 方法
1. 5. 1 半数抑制浓度(IC50)的测定 以 MTT 法测定单体皂苷
HeLa细胞株加脂多糖(LPS)诱导 COX - 2 高表达模型、人肝癌
HepG2 细胞株、人肝癌 Bel - 7402 细胞株 4 种肿瘤细胞的抑制作
用。取对数期细胞制成细胞悬液,稀释至浓度为 5 × 104mL -1,接
种于 96 孔培养板内(HeLa 细胞株加脂多糖诱导模型则加入
LPS,终浓度 10μg·mL -1),每孔 200μL,培养条件 37℃及 5%
CO2,24h后加入不同浓度待测样品,单体皂苷(40、20. 0、10. 0、5.
0、2. 50μmol·L -1)继续培养 24h。然后,加入 20μLMTT 溶液
(Sigma - Aldrich,Inc.,5mg·mL -1)培养 4 h。小心地移去培养
基加入 150μL DMSO。于室温下轻轻振摇 10min,以酶标仪 (Bio
- Rad)测定 490 nm 处的吸收值,计算抑制率及半数抑制浓度
(IC50)。
1. 5. 2 凋亡率的测定 人宫颈癌 HeLa 细胞株、HeLa 细胞株加
脂多糖(LPS)诱导 COX - 2 高表达模型、人肝癌 HepG2 细胞株、
人肝癌 Bel - 7402 细胞株 4 种肿瘤细胞以 5. 0μmol·L -1单体皂
苷处理,共孵育 24h,未用药物处理的细胞液为阴性对照组
(Nagetive Control,NC)。0. 25%胰酶消化细胞,经 PBS 清洗后,
离心去上清,以 PI 溶液及 Anniex V 溶液染色,避光 4℃保存,室
温避光孵育 20min,以 FACS Calibur 流式细胞仪测定,CELLQuest
3. 0. 1 软件计算凋亡细胞百分率。
1. 5. 3 统计学方法 使用 SPSS11. 0 统计学软件,统计方法采
用方差分析,组间比较采用 t 检验,P < 0. 05 表示差异有统计学
意义。
2 结果
2. 1 单体皂苷对体外培养肿瘤细胞形态的影响
加入皂苷的 Bel - 7402、HeLa、HeLa + LPS、HepG2 细胞均有
不同程度的受损现象。各组随总皂苷浓度增加细胞密度明显降
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湖北中医杂志 2014 年 01 月第 36 卷第 01 期
Hubei Journal of TCM JAN. 2014. Vol. 36,No. 01
低,细胞的体积逐渐变小,变形,某些细胞出现皱缩、变圆、甚至
脱落现象。
2. 2 鹅掌草单体皂苷对体外培养 4 种肿瘤细胞生长的抑制作用
安徽银莲花及鹤峰银莲花所含单体皂苷对四种细胞皆有抑
制作用,抑制作用随药物浓度增加而逐渐增强,呈剂量依赖性。
根据对肿瘤细胞的半数抑制浓度可以判断皂苷抗肿瘤能力的强
弱:IC50 < 5. 0μmol·L -1作用强,10. 0μmol·L -1 < IC50 < 5.
0μmol·L -1作用较强,20. 0μmol·L -1 < IC50 < 10. 0μmol·L -1
作用较弱,可见 Cussonoside B、Eleutheroside K对所有试验的肿瘤
细胞抑制作用均较弱;Raddeanoside R8 对人肝癌 HepG2 细胞株
有强的抑制作用;Raddeanoside 14 对人宫颈癌 HeLa 细胞株、He-
La细胞株加脂多糖(LPS)诱导 COX - 2 高表达模型均有强的抑
制作用(见表 1)。
表 1 单体皂苷对 4 种肿瘤细胞生长的抑制作用 (珋x ± s,n = 3)
IC50(μmol·L - 1) HeLa HeLa + LPS HepG2 Bel - 7402
Anhuienosides C 7. 34 ± 1. 55 9. 33 ± 1. 46 8. 52 ± 1. 54 7. 88 ± 1. 07
Raddeanoside R7 10. 27 ± 1. 39 11. 63 ± 2. 01 12. 98 ± 2. 13 9. 08 ± 1. 91
Raddeanin G 8. 85 ± 1. 26 9. 74 ± 1. 81 8. 12 ± 1. 55 6. 35 ± 1. 04
Eleutheroside K 18. 54 ± 2. 25 17. 22 ± 1. 91 17. 56 ± 2. 12 16. 88 ± 1. 75
Raddeanoside R8 5. 87 ± 1. 02 6. 21 ± 1. 34 3. 24 ± 0. 59 5. 10 ± 0. 87
Raddeanoside 14 3. 98 ± 0. 55 4. 11 ± 0. 56 5. 64 ± 0. 68 6. 53 ± 0. 91
Flaccidoside III 6. 87 ± 1. 01 6. 57 ± 0. 97 8. 24 ± 1. 11 7. 45 ± 1. 04
Cussonoside B 19. 53 ± 2. 14 18. 64 ± 1. 89 14. 63 ± 1. 09 16. 72 ± 1. 15
2. 3 单体皂苷对体外培养肿瘤细胞凋亡的影响
在浓度为 5. 0μmol·L -1时,单体皂苷均能诱导 4 种肿瘤细
胞的凋亡。相对于其他肿瘤细胞,皂苷 Raddeanoside R8 处理后
对人肝癌 HepG2 细胞株引起的凋亡率最大(27. 51 ± 2. 13%);
Raddeanoside 14 对人宫颈癌 HeLa细胞株、HeLa细胞株加脂多糖
(LPS)诱导 COX -2 高表达模型凋亡影响较大(凋亡率 > 20%),
这和其对肿瘤细胞的抑制作用结果一致,说明鹅掌草二近缘种
所含单体皂苷类成分诱导肿瘤细胞凋亡可能是其抗肿瘤作用的
重要途径(见表 2)。
表 2 单体皂苷对 4 种肿瘤细胞凋亡的影响 (珋x ± s,n = 3)
凋亡率(%) HeLa HeLa + LPS HepG2 Bel - 7402
NC 0. 21 ± 0. 04 0. 20 ± 0. 05 0. 19 ± 0. 04 0. 19 ± 0. 05
Anhuienosides C 15. 11 ± 1. 66 16. 01 ± 1. 84 18. 27 ± 1. 64 17. 32 ± 1. 86
Raddeanoside R7 8. 24 ± 0. 30 10. 25 ± 0. 50 12. 21 ± 1. 03 13. 87 ± 1. 28
Raddeanin G 16. 55 ± 1. 21 16. 01 ± 1. 17 17. 97 ± 1. 40 18. 51 ± 1. 42
Eleutheroside K 2. 14 ± 0. 09 3. 87 ± 0. 11 7. 59 ± 0. 22 6. 12 ± 0. 20
Raddeanoside R8 17. 44 ± 2. 01 19. 33 ± 1. 78 27. 51 ± 2. 13 16. 48 ± 1. 35
Raddeanoside 14 26. 53 ± 2. 14 26. 51 ± 2. 24 18. 55 ± 1. 76 17. 84 ± 1. 23
Flaccidoside III 12. 57 ± 0. 88 13. 67 ± 1. 24 15. 22 ± 1. 01 14. 44 ± 0. 97
Cussonoside B 3. 45 ± 0. 15 3. 79 ± 0. 13 5. 47 ± 0. 21 6. 24 ± 0. 27
4 讨论
本研究中 MTT试验发现鹅掌草皂苷对体外 4 种肿瘤细胞生
长均有一定的抑制作用,以用流式细胞术检测鹅掌草皂苷 MTT
有效浓度下对细胞凋亡的影响,检测结果与 MTT结果基本一致。
近年来研究表明银莲花属植物具有一定的抗肿瘤作用,如多被
银莲花(竹节香附、两头尖)总苷能抑制癌的生成;口服总皂苷
200mg /kg,对艾氏腹水癌、肉瘤 S180、宫颈癌的抑制率分别为
49%,59%,84%以上[6]。多被银莲花素 A 30μg /mL对腹水型肝
癌(AH)细胞抑制率为 81%,在体外能显著抑制小鼠 S180 和腹
水型肝癌细胞的 DNA、RNA和蛋白质的合成,其抑制率随时间的
延长(12 - 48 h)而增加,它对 DNA 合成 48 h 的 LD50 为 21μg /
mL。经多被银莲花素 A作用后,腹水型肝癌细胞的 DNA合成不
能恢复,故其抑制似属 DNA 模板损伤型[7 - 8]。腹腔注射多被银
莲花素 A (10 mg /kg)连续 5 d,能提高小鼠血浆 cAMP 含量的
61%,从而防止细胞癌变及抑制其分裂作用[9]。西南银莲花总
皂苷中含有的 8 种齐墩果酸糖苷,其中有 3 种在体外可明显抑制
肺癌、卵巢癌、结肠癌、乳腺癌、肾癌、前列腺癌及黑色素瘤等癌
细胞的生长[10];体外实验活性最强的齐墩果酸 - 3 - O - β - D -
吡喃木糖基(1→3)- α - L -吡喃鼠李糖基(1→2)[β - D -吡
喃葡萄糖基(1→4)]- α - L -吡喃阿拉伯糖苷,腹腔注射和灌
胃给药均对小鼠肉瘤 S180 有抑制作用[10]。值得注意的是,与安
徽银莲花与鹤峰银莲花皂苷相类似的成分对人正常成纤维细胞
的 IC50 比对肿瘤细胞的高 10 - 35 倍[11],所以上述两种银莲花
所含皂苷类成分对正常细胞可能不具毒性作用,但应做进一步
研究验证。
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(收稿日期:2013 - 10 - 17 编辑:邵企红)
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