全 文 :·46· Chinese Journal of Information on TCM Jan.2008 Vol.15 No.1
竹根七中具有血管生成抑制作用有效成分的筛选
蒙麦侠 1,杨智锋 1,贺浪冲 2
(1.陕西中医药研究院,陕西 西安 710003;2.西安交通大学药学院,陕西 西安 710061)
摘要:目的 研究竹根七中对人脐静脉内皮细胞株(ECV304)生长有抑制作用的有效成分。方法 用溶剂提取法
将竹根七分为不同药用部位,以抗血管内皮细胞生长因子(VEGF)抗体为对照,用人脐静脉内皮细胞膜色谱模型筛选,
并对筛选结果用 MTT 实验进行分析,以初步确定其中的有效成分。结果 竹根七的分离成分(ZGQ-C)在其浓度分别为
0.625、1.25、2.50、5.00、10.0 µg/mL 时,对 ECV304 的增殖抑制率分别为 40.51%、51.11%、63.54%、74.32%、81.26%,
半数抑制率在1.00~1.25 µg/mL范围内;同时在显微镜下观察到细胞的形态有明显的改变。结论 ZGQ-C是对ECV304
有一定抑制作用的有效成分;人脐静脉内皮细胞膜色谱模型的筛选结果与 MTT 实验结果之间有较好的相关性。
关键词:竹根七;细胞膜色谱;ECV304;抑制血管生成
中图分类号:R284.2 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2008)01-0046-02
Screening the Effective Component of Rhizoma Tupistrae Chinensis with Inhibiting Angiogenesis
MENG Mai-xia1, YANG Zhi-feng1, HE Lang-chong2 (1.Academy of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica of
Shanxi Province, Xi’an 710003, China;2.College of Pharmacy, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710061, China)
Abstract:Objective To discover the effective component of Rhizoma Tupistrae chinensis with inhibiting
angiogenesis. Methods Several parts of Rhizoma Tupistrae chinensis were obtained by using different
extraction solvents. They were screened by the model of ECV304 cell membrane chromatography with
anti-VEGF antibody as a control drug. The inhibition of effective component (ZGQ-C) on ECV304
proliferation in vitro was examined by MTT assay. Results The inhibition rate (40.51%, 51.11%, 63.54%,
74.32%, 81.26%) was correlated with the ZGQ-C concentration. The ECV304 cell had significantly
changed in morphology. Conclusion The ZGQ-C is an effective component for inhibiting angiogenesis. The
screening results on the model have a good correlation with that of MTT assay.
Key words:Rhizoma Tupistrae chinensis;cell membrane chromatography;ECV304; inhibiting
angiogenesis
竹根七(Rhizoma Tupistrae chinensis)为百合科植物开
口箭的根茎,表面黄棕色,有皱纹,断面淡黄白色,细颗粒状,气
微,味苦涩。《现代中药大辞典》记载用于劳热咳嗽、咽喉肿痛,
腰肌劳损,跌打损伤等[1],民间有用于治疗肿瘤的经验。肿瘤与
其血管形成有着密切的关系,其中血管内皮细胞的迁移和增殖
是血管形成的关键步骤[2],因此,我们选用人脐静脉血管内皮
细胞株(ECV304),建立细胞膜色谱模型,以抗血管内皮细胞生
长因子(VEGF)抗体作为阳性药物,对竹根七进行快速跟踪筛选,
寻找与血管内皮细胞膜或膜受体有一定亲合作用的活性成分,
并结合 MTT 实验初步确定其中的有效成分。
1 实验材料
1.1 仪器与试药
Waters高效液相色谱仪,486型紫外检测器,ANASTAR色谱
工作站(奥泰科技有限公司);HERMLE ZK-401 型低温冷冻高速
离心机(德国);LKB-2219 型循环水浴(瑞士);DG5031 型酶联
免疫检测仪(南京华东电子集团股份有限公司)。Tris-HCl、氯
化钾、氯化钠、硫酸镁等均为分析纯(西安化学试剂厂);三重
蒸馏水(实验室自制);柱色谱硅胶和薄层色谱硅胶(中国青岛
海洋化工集团);RPMI-1640 培养基(Life Technologics 公
司);小牛血清(杭州四季青公司);二甲基亚砜(DMSO)、噻唑
盐(MTT,Sigma Chemical 公司);抗 VEGF 抗体(华美生物工程
公司)。竹根七药材,采自秦巴山区太白县太白山,由西安交通
大学药学院生药学教研室鉴定。
1.2 实验用细胞
ECV304,购自第四军医大学口腔生物学实验室。
2 方法与结果
2.1 筛选条件
自制血管内皮细胞膜色谱柱(50 mm×2 mm,L.D);流动相:
三蒸水;柱温:37 ℃;检测波长:254 nm;流速:0.2 mL/min;
用流动相平衡后,即可进样分析。
2.2 竹根七活性部位的筛选
2.2.1 供试品溶液的制备 取竹根七粉末适量,用 95%乙醇
回流提取 3 次,每次 2 h。合并提取液,回收溶剂至无醇味,浸
膏加适量水稀释后,分别用石油醚、乙醚、醋酸乙酯、正丁醇
萃取至有机层近无色,得不同极性溶剂萃取液[3-4]。回收溶剂,
残渣取少量,用适量甲醇溶解,分别得竹根七的石油醚、乙醚、
醋酸乙酯、正丁醇和水的供试品溶液,用 ZGQ-1、ZGQ-2、ZGQ-3、
ZGQ-4、ZGQ-5 表示。
2.2.2 血管内皮 CMC 模型的筛选 在上述“筛选条件”下,
分别吸取各供试品溶液 5 µL,在血管内皮 CMC 柱上进样分析。
以抗VEGF抗体为阳性对照,结果发现仅有ZGQ-3和抗 VEGF 抗
体类似,在血管内皮 CMC 柱上有明显的保留峰(见图 1)。表明
2008 年 1 月第 15 卷第 1 期 中国中医药信息杂志 ·47·
抑
制
率
(%)
ZGQ-3 中含有与人脐静脉内皮细胞膜及膜受体有作用的活性
成分。
t/min
注:1.抗 VEGF 抗体;2.ZGQ-3 中的保留组分
图 1 VEGF 抗体(A)和 ZGQ-3(B)在血管内皮 CMC 柱上的保留色谱图
2.3 竹根七活性部位的分离与确定
2.3.1 ZGQ-3 的分离 对 ZGQ-3 行柱层析,用氯仿-甲醇梯度
进行洗脱,依据薄层色谱检识结果收集洗脱液,得不同的分离
样品 7份。分别用 ZGQ-31、ZGQ-32、ZGQ-33、ZGQ-34、ZGQ-35、
ZGQ-36、ZGQ-37 表示,且 ZGQ-35 自然析晶得一白色粉末状物
质,用 ZGQ-C 表示。
2.3.2 血管内皮 CMC 模型的筛选 在上述“筛选条件”下,
以 ZGQ-3 为对照,分别吸取各供试品溶液适量进样分析。结果
发现仅有 ZGQ-C 在柱上有保留(见图 2),表明 ZGQ-C 是 ZGQ-3
中对血管内皮细胞膜及膜受体有作用的活性成分。
t/min
注:1.ZGQ-3 中的保留组分;2.ZGQ-C 中的保留组分
图 2 ZGQ-3(A)、ZGQ-C(B)在血管内皮 CMC 柱上的保留色谱图
2.4 ZGQ-C 的药效学实验
取ZGQ-C适量用DMSO助溶,用RPMI-1640培养基稀释至实
验工作浓度,保证 DMSO 的终浓度低于 0.1%[5]。以不同浓度
(0.625、1.25、2.50、5.00、10.0 µg/mL)的 ZGQ-C 作用于培
养的 ECV304 细胞上,以大黄素为阳性对照,溶媒(0.1% DMSO)
为阴性对照。细胞增殖实验采用 MTT 法(四氮唑盐比色法)。
取对数期生长的细胞,0.25%的胰酶消化 3~5 min,吹打成
均匀的细胞悬液[6],加入96孔培养板,每孔2×103个细胞,培养
24 h 后加入不同浓度的供试品,每次每个浓度设 6 个复孔,并
设培养液孔为空白对照。37 ℃、5% CO2湿化培养 48 h 后,加
入 5 mg/mL MTT 工作液 20 µL[7],混匀,37 ℃孵育 4 h,取出,小
心吸去培养液,每孔加入 200 µL DMSO,振荡 10 min,酶联免疫
检测仪于 570 nm 处测量各孔的 OD 值,酶标仪自动打印结果。
实验重复 3次。抑制率=(对照组 A值-药敏组 A值)/(对照组
A值-空白组A值)×100%,并绘制药物浓度-抑制率曲线,求半
数抑制浓度(IC50)。
ZGQ-C能明显抑制ECV304的增殖,半数抑制浓度在1.00~
1.25 µg/mL 范围内,不同浓度的 ZGQ-C 对 ECV304 的体外抑制
率见图 3。
浓度(µg/mL)
图 3 不同浓度 ZGQ-C 对 ECV304 的体外抑制率
3 讨论
血管的形成与肿瘤的生长、侵袭和转移有着十分密切的关
系。大量临床和实验证明,肿瘤的生长和转移依赖于周围毛细
血管的生成,在缺乏血管的情况下肿瘤将趋于凋亡坏死,因此
阻止肿瘤新生血管生成已成为一种重要的抗肿瘤生长和转移
的治疗手段[8]。同时血管内皮细胞是新生血管的前体,因此能
抑制血管内皮细胞的增殖,即可起到抑制肿瘤血管的生成。
我们选用 ECV304,利用其仍能保持典型的内皮细胞形态
和部分功能等特性来分离细胞膜并制备细胞膜色谱柱,对大量
的中草药进行高通量筛选,寻找对血管内皮细胞有作用的活性
成分,并用 MTT 实验进一步验证其药效。此方法与传统方法相
比,具有需样品量少、简单快速、灵敏度高、周期短等优点。
被研究药物竹根七通过跟踪筛选,得到的 ZGQ-C 是竹根七
中对血管内皮细胞膜及膜受体有作用的活性成分。在 ZGQ-C
的 MTT 实验中,阴性组的细胞呈梭形或不规则形,贴壁生长。加
药组的细胞形态发生改变,并随浓度和作用时间的变化而呈不
同程度的改变,在浓度为 1.25 µg/mL、作用时间为 6~8 h,光
镜下即可见细胞逐渐变成类圆形,间隙加大,胞膜呈断裂状,胞
浆出现大量空泡。实验表明,血管内皮细胞膜色谱法筛选结果
与药理作用之间存在较好的相关性,因此可以利用此模型对大
量的天然药用植物进行快速筛选,以促进血管生成抑制剂候选
药物的开发。
参考文献:
[1] 孙立人,洪 恂,丁绪亮,等.中药大辞典[M].北京:人民卫生出版社,
2001.843.
[2] 刘剑平,侯 梅,易 成.羟基喜树碱抑制 ECV304 细胞的实验研究[J].实
用癌症杂志,2002,17(6):580-582.
[3] 赵小娟,党高潮,贺浪冲.用细胞膜色谱法筛选研究淫羊藿地下部分有
效成分[J].分析化学,2002,30(1):74-75.
[4] 周幽心,黄 伦,许期年,等.雷公藤单体体外抑制胶质瘤细胞的实验研
究[J].癌症,2002,21(10):1106-1108.
[5] 司徒镇强,吴军正.细胞培养[M].西安:世界图书出版公司,2000.73.
[6] 闫彦芳,张 壮,孙塑伦,等.三七总皂苷及其主要成分对血管内皮细胞
缺氧损伤的保护作用[J].中国实验方剂学杂志,2002,8(1):34-37.
[7] 张覃沐,张 予,李国栋,等.抗肿瘤药物的药理与临床应用[M].郑州:
河南医科大学出版社,1999.427-433.
[8] SIÂN E,Hughes.Functional characterization of the spontaneously
transformed human umbilical vein endothelial cell line ECV304:
use in an in vitro model of angiogenesis[J].Experimental cell
Research,1996,225(1):171-185.
(收稿日期:2007-04-27,编辑:华强)
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