全 文 :第47卷第3期 华中师范大学学报(自然科学版) Vol.47 No.3
2013年6月 JOURNAL OF HUAZHONG NORMAL UNIVERSITY(Nat.Sci.) Jun.2013
收稿日期:2013-01-19.
基金项目:湖北省自然科学基金项目(2012FFB07409).
*通讯联系人.E-mail:biner70@sina.com.
文章编号:1000-1190(2013)03-0348-05
野木瓜三萜皂苷类化合物抗炎活性研究
张 伦1,杨光忠1,欧泽亮2,杨 芳1,王德彬1*
(1.中南民族大学 药学院,武汉430074;
2.拜尔斯道夫日化有限公司 研发部,武汉430056)
摘 要:为了研究野木瓜藤茎中三萜皂苷类化合物的抗炎活性,以LPS诱导RAW264.7细胞建立
细胞炎症反应模型,采用Griess法检测一氧化氮(NO)含量;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测IL-
1β含量;Hochest33258荧光染色观察细胞凋亡形态。结果表明:从野木瓜藤茎的正丁醇提取物中
得到两个皂苷类化合物均可显著抑制NO释放;其中化合物1可显著抑制IL-1β产生,且能观察到
明显的细胞凋亡现象,两种皂苷化合物均具有一定的抗炎活性.
关键词:野木瓜;三萜皂苷;NO;ELISA;抗炎活性
中图分类号:O629.6 文献标识码:A
野木瓜又名假荔枝根、假荔枝、绕绕藤、沙
藤,为木通科野木瓜属植物[1].其根、茎、叶具有
祛风止痛及舒筋活络的功效,临床用于各种手术
止痛及肿瘤止痛,对风湿痛、各种神经性头痛、腰
椎骨质增生等疗效显著[2].野木瓜中含有丰富的
皂苷,主要包括去甲五环三萜皂苷类化合物[3-6]、
木脂素类化合物[7-8]和黄酮苷类化合物[9],此外,
还含有多糖、酚类化合物[10-11]等.已有研究表明
野木瓜注射液具有抗炎镇痛作用[12-13].本课题组
前期从野木瓜藤茎正丁醇部位分离得到的两个
三萜皂苷类化合物1、2,已有文献对化合物1做
了初步的抗肿瘤研究[14-15],化合物2的活性研究
未见报道.因此,本研究拟对这两个三萜皂苷类
化合物进行抗炎活性筛选,并探讨其可能存在的
机制.
图1 化合物的结构
a.化合物1;b.化合物2
Fig.1 The structure of the compounds
a.3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranosyl-hederagenin;
b.3-O-α-L-arabinopyranosyl-(1→3)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranosyl-akebonic acid
第3期 张 伦等:野木瓜三萜皂苷类化合物抗炎活性研究 349
1 材料与方法
1.1 细胞株
小鼠巨噬细胞RAW264.7由本室冻存.
1.2 材料和试剂
野木瓜藤茎购自广西南宁,经广西壮医医院副
主任药师黄锦威鉴定为木通科野木瓜属植物,化合
物1和2为课题组从其正丁醇提取物中分离出来,
它们的结构经1 H NMR,13C NMR和 ESIMS确
证[6,14].LPS、地塞米松、Hochest33258(美国sigma
公司);胎牛血清(四季清公司);DMEM培养基(美
国Gibco公司);Griess试剂盒(碧云天公司);小鼠
IL-1β试剂盒(达科为生物技术有限公司);其余试
剂均为国产分析纯.
1.3 仪器
Infinite M200 型 酶 标 仪; DFC425C
(12730222)型荧光倒置显微镜.
1.4 方法
1.4.1 RAW264.7 细 胞 培 养 及 传 代 小 鼠
RAW264.7巨噬细胞加入含 10% 胎牛血 清、
100U/mL青霉素和链霉素的DMEM 培养基,置
于含5%CO2、37℃恒温培养箱中培养.细胞生长
至70%~80%融合后进行传代,1~2d换液1次,
3~4d传代1次.
1.4.2MTT法检测药物对细胞活性的影响 按文
献[16]中的 MTT法,测定化合物1,2对小鼠巨噬
细胞RAW264.7的细胞毒活性.将生长状态良好
的RAW264.7细胞以每孔95μL(约1×10
4 个)传
代培养于96孔板中,置于含5%CO2、37℃恒温培
养箱中培养2~3h,细胞贴壁后,加入不同浓度的
化合物5μL,使其终浓度达到0,2.5,5,10,20,40,
80μmol·L
-1.溶剂对照组不加化合物,但加入
DMSO使其终浓度为0.2%(与高浓度化合物所含
的DMSO终浓度相同).每组4个复孔.37℃,5%
CO2 的恒温培养箱中培养72h后,加入 MTT孵
育4h后,弃上清,每孔加入DMSO 150μL,震荡
10min,在492nm处检测吸光度A492.
1.4.3实验分组 将RAW264.7细胞悬液调整浓
度为1×104 个/孔,加入96孔板内,每孔85μL,每
组4个复孔,置37℃、5%CO2孵箱培养.根据MTT
检测结果,实验分为6组.各组处理方法:①正常
组,只加培养基培养;②模型组,只加LPS,终浓度
为10μg/mL;③阳性对照组,分别加入终浓度为
10μg/mL LPS和10μmol·L
-1地塞米松;④低、
中、高剂量组,分别加入终浓度为10μg/mL LPS
和5、10、20μmol·L
-1化合物.
1.4.4Griess法测定一氧化氮含量 按照1.4.3
处理,培养72h后取细胞上清液采用Griess法,按
NO检测试剂盒说明书操作.
1.4.5ELISA检测IL-1β含量 根据Griess法检
测结果,选取化合物1按照1.4.3处理,培养72h
后取细胞上清液采用ELISA法,按试剂盒说明书
操作.
1.4.6Hochest33258荧光染色对细胞凋亡形态学
观察 通过 Hochest33258荧光染色法观察化合
物1促进炎性细胞凋亡的作用.按照1.4.3处理,
培养72h后弃上清,D-Hanks溶液洗一遍(尽量不
吹打),加入固 定 液 (甲 醇∶冰 醋 酸 =3∶1)
200μL/孔,4℃处理5min后用 D-Hanks溶液洗
一遍(尽量不吹打),加入5μg/mL Hochest33258
染液50μL/孔,37℃孵育15~30min后,置于荧光
倒置显微镜下观察,拍照.
1.4.7 统计学分析 数据用x±s表示,采用
GraphPadPrism统计软件,多组间比较采用单因素
方差分析,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 药物对细胞活力的影响
MTT实验结果显示,化合物 1,2 在 0~
20μmol·L
-1浓度对RAW264.7细胞活力的影响
与空白对照组相比,均无显著性差异.说明化合物
1,2在这个浓度范围内对 RAW264.7细胞无毒
性,该结果为后续试验提供依据,本研究所使用的
药物有效浓度,均在这一浓度范围之内.
2.2 化合物1,2对炎性细胞NO释放的影响
图2a显示不同浓度化合物1对 LPS刺激
RAW264.7细胞释放NO的影响;图2b显示不同
浓度化合物2对LPS刺激 RAW264.7细胞释放
NO的影响.由图2可知,正常组中RAW264.7细
胞上清液NO水平很低,给予10μg/mL LPS诱导
72h后,NO水平显著增加.而实验组 NO释放受
到明显抑制,并呈现一定的剂量依赖关系,化合物
1,2在高剂量20μmol·L
-1时抑制NO释放的强
度高于阳性对照药地塞米松(10μmol·L
-1),且
在高剂量时化合物1表现出较强的活性.
350 华中师范大学学报(自然科学版) 第47卷
图2 不同浓度化合物对LPS刺激RAW264.7细胞释放NO的影响
(与正常组比较:**P<0.01;与模型组比较:##P<0.01)
Fig.2 The influence of produce NO with different concen
trations of compounds in RAW264.7macrophages stimulated by LPS
(Compared with the normal group:**P<0.01;Compared with the model group:##P<0.01)
2.3 化合物1对炎性细胞IL-1β产生的影响
IL-1β的分泌与药物的浓度呈剂量依赖性关
系,药物高浓度对IL-1β的抑制率最高,随用药浓
度的降低对IL-1β的抑制率逐渐下降.与模型组相
比,化合物1在高、中、低三个浓度均对IL-1β的产
生有强抑制作用,显示出强的抗炎活性.结果见
图3.
图3 不同浓度化合物1对LPS刺激
RAW264.7细胞释放IL-1β的影响
(与模型组比较:*P<0.05,**P<0.01)
Fig.3 The influence of produce IL-1βwith different
concen trations of compound 1 in RAW264.7macrophages
stimulated by LPS
(Compared with the model group:*P<0.05,**P<0.01)
2.4 化合物1促进炎性细胞凋亡的形态学观察
图4a、4b分别为正常组、炎症模型组细胞形
态,细胞呈微弱荧光;图4c~4f分别为阳性对照
组、高浓度组、中浓度组、低浓度组细胞形态,其
中正常细胞呈微弱荧光,凋亡细胞呈强蓝色荧光
且染色体固缩.给予不同浓度药物可以观察到不
同程度的细胞凋亡现象,高浓度组观察到了大量
发出高亮荧光的固缩染色体,有明显的细胞凋亡
现象.
图4 皂苷化合物1促进炎性细胞凋亡的形态学观察
(4a:正常细胞组;4b:LPS诱导组;4c:地塞米松组;
4d:高浓度组;4e:中浓度组;4f:低浓度组)
Fig.4 The observation of apoptosis with compound 1 in
RAW264.7macrophages stimulated by LPS
(4a:normal cel group;4b:LPS induced group;
4c:dexamethasone group;4d:high dose group;
4e:medium dose group;4f:low dose group)
3 讨论
巨噬细胞是重要的抗炎免疫细胞,它在非特异
性免疫、体液免疫以及肿瘤免疫等方面起着重要作
第3期 张 伦等:野木瓜三萜皂苷类化合物抗炎活性研究 351
用.LPS是巨噬细胞最有效的激活剂,LPS诱导的
RAW264.7细胞模型已经被广泛用于炎症反应研
究.当RAW264.7细胞受到LPS的刺激时,可分
泌大量炎症因子.IL-1β是激活的巨噬细胞分泌的
主要炎症因子之一,在炎症和免疫反应中发挥非常
重要的作用;一氧化氮(NO)是具有生物活性的气
体分子,是细胞间信息传递的重要调节因子,并有
介导细胞免疫和炎症毒性的功能.NO的过量生成
与炎症密切相关[17],在急性炎症部位,致炎物质和
炎症介质可诱导或增加NO的合成和释放,NO本
身具有细胞毒性,还能与游离基团反应生成如
ONOO-等的分子,导致毒性增加,从而促进炎症
部位渗出和水肿[18].本实验采用 LPS诱导小鼠
RAW264.7细胞建立炎症细胞模型,通过观察野
木瓜三萜皂苷类化合物1、2对炎性细胞产生
NO、IL-1β的影响,发现两种化合物均剂量依赖
性抑制 NO 释放,且化合物1能抑制IL-1β的
产生.
在炎症反应过程中,中性粒细胞和其它的滞留
细胞通过凋亡机制,在膜完整状态下被巨噬细胞识
别和清除,从而避免继发的炎症反应.凋亡,是机体
调控炎症反应的发展和防止炎症后组织器官损伤
与瘢痕形成的重要机制.近年来发现急性胰腺炎与
胰腺腺体细胞凋亡有关[19-21],细胞凋亡参与了急
性胰腺炎的发病[22-23].在众多研究中也发现炎症
时细胞损伤释放的一些无机小分子、细胞因子、炎
症介质及毒性物质作用均会影响细胞的凋亡.这些
细胞活性分子及一些应激因素参与细胞的凋亡过
程,在引导细胞凋亡的基因调控方面具有重要的意
义[24].本研究观察到不同浓度化合物1均可促进
炎性细胞发生凋亡,且高浓度时细胞凋亡明显,推
测可能是炎症反应中炎症灶内 NO、IL-1β等炎症
因子促进细胞凋亡,限制了炎症反应的扩大.
本文通过野木瓜两种三萜皂苷化合物抑制炎
性细胞NO,IL-1β等炎症因子的释放进行抗炎活
性筛选,两种三萜皂苷化合物均具有一定的抗炎活
性,其中化合物1具有较强的抗炎活性,其发挥抗
炎作用的机制可能是通过抑制炎性因子的释放进
而促进炎性细胞的凋亡来实现的,本研究为进一步
探讨野木瓜抗炎活性成分奠定了基础.
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Studying on anti-inflammatory activity of triterpenoid saponins
fromstauntonia chinensis
ZHANG Lun1,YANG Guangzhong1,OU Zeliang2,YANG Fang1,WANG Debin1
(1.Colege of Pharmacy,South-Central University for Nationalities,Wuhan 430074;
2.Research and Development Department,Beiersdorf Hair Care,Wuhan 430056)
Abstract:To investigate the anti-inflammatory effects of triterpenoid saponins from
stauntonia chinensis.A celular model of LPS-stimulated RAW264.7cel was estab-
lished,the nitric oxide(NO)、IL-1βwere detected by Griess assay and ELISA,apopto-
sis was observed by Hochest33258fluorescent staining.The results showed that the two
triterpenoid saponins from stem of stauntonia chinensis could significantly inhibit the re-
lease of NO.Compound1 significantly inhibit the release of IL-1βand apoptosis could be
observed.The two triterpenoid saponins had the activity of inhibiting inflammatory.
Key words:stauntonia chinensis;triterpenoid saponins;NO;ELISA;anti-inflammatory
activity