全 文 ：　　 [文章编号 ]　 1671-587Ⅹ ( 2003) 01-0032-03
[收稿日期 ]　 2002-04-11
[基金项目 ]　国家自然科学基金资助课题 ( NSF 20173057)
[作者简介 ]　石　磊 ( 1968- ) ,女 ,吉林省长春市人 ,讲师 ,理学博士 ,主要从事天然产物的研究。
* 　通讯联系人
虎眼万年青多糖的原子力显微镜观察
石　磊 1 ,王　勇1 ,石　勇2 ,李　娟 2 ,刘志强 1 ,刘淑莹 1*
( 1.中国科学院长春应用化学研究所 ,吉林 长春 130022; 2.吉林大学公共卫生学院卫生化学教研室 )
[摘　要 ]　目的:研究虎眼万年青多糖的微观形貌。 方法:采用原子力显微镜 ( AFM )观察虎眼万年
青多糖的微观形貌。 结果:虎眼万年青多糖的单一多糖 OCA-ba呈多股紧密并行螺旋形排列。
结论:利用 AFM可以快速、直观地观察虎眼万年青多糖的微观形貌 ,推断这种现象是由于该多糖
中所含糖醛酸发生糖链间氢键缔合所致。
[关键词 ]　虎眼万年青多糖 ;显微镜检查 ,原子力
[中图分类号 ]　 R93　　 [文献标识码 ]　 A
　　虎眼万年青 (Ornithogalum caudatum Ait . ) ,俗
名珍珠草 ,为百合科 ( li liaceae )虎眼万年青属 (Or-
nithogalum )
[1 ]有尾种 ( cauda tum )多年生草本植
物 [2 ]。从同属虎眼万年青中分离出的皂甙 OSW-1对
肺癌、乳腺癌有明显的抗癌活性。体外抗 P338淋巴
细胞白血病活性实验结果表明 , OSW-1是常见抗癌
药物喜树碱、阿霉素、紫杉醇抗癌活性的 10～
100倍 [3 ] ,并已由 Deng等人首次合成 [4 ] ,但是对其
中多糖方面的研究 ,国内外均未见报道。虎眼万年青
中多糖含量高达 10%左右 ,其中不同的多糖组分对
小鼠非特异性免疫和体液免疫功能均表现出一定的
增强作用 [5 ] ,但对其二级结构的研究存在许多困难。
由于多糖的相对分子质量大 ,结构复杂 ,自身常存在
结构缺陷 ,无法得到良好的晶形 ,因此对其二维结构
的研究显得无能为力。扫描隧道显微镜 ( S TM )和原
子力显微镜 ( AFM )的出现 ,使得对蛋白质、多糖这
样的生物大分子表面形貌的观察成为可能 [6-7 ]。本文
作者用 AFM观察了虎眼万年青多糖 OCA-ba的微
观形貌 ,报道如下。
1　材料与方法
1. 1　仪　器　 Model AP-190 Autoprobe CP
型原子力显微镜 ( Pa rk Scientific Inst rument Mul-
ti tusk公司 )。
1. 2　样品的制备　干燥的虎眼万年青全草 ,经
乙醇回馏脱脂后 ,水提醇沉法提取 60%醇浓度中性
多糖 OCA(溶于 40%乙醇 ,不溶于 60%乙醇 )。 经
Sephadex DEAE A50凝胶柱层析分离 , N H4 HCO3
( 0～ 0. 8 mol· L- 1 )梯度洗脱 ,苯酚 -硫酸法检测 ,分
别收集、透析、浓缩、冻干 ,各洗脱部分分别以
OCAPS-a, b, c, d 命 名 , 其 中 O CAPS-b 又 经
Sephadex G200, Sephadex G100凝胶柱层析分离 ,
0. 1 mo l· L- 1 NaCl梯度洗脱 ,苯酚 -硫酸法检测 ,分
别收集、透析、浓缩、冻干 ,得洗脱部分 OCAPS-ba,
本 研 究 对 O CAPS-ba 进 行 AFM 观 察。 将
OCAPS-ba用 蒸 馏 水 溶 解 , 浓 度 约 为 10 ～
100 mg· L- 1 ,用毛细管吸取 ,滴于玻璃载玻片上 ,
真空干燥器内室温减压抽干。
2　结　果
2. 1　 OCAPS-ba的理化性质　 OCAPS-ba完
全酸水解的糖组成分析表明 ,其主要组成糖为葡萄
糖、阿拉伯糖和糖醛酸。改良咔唑法测得糖醛酸含量
为 55% 。 红外光谱除了有一般糖的吸收峰外 ,
1 743 cm
- 1和 1 620 cm- 1显示糖醛酸羧基及其羧酸
盐的吸收。
2. 2　 OCAPS-ba的 AFM分析　 OCAPS-ba
在玻璃载片上的 AFM图像 ,扫描范围分别为 8μm
× 8μm和 5μm× 5μm。图 1( a)是形貌像 ,只可见不
太清晰的规则排列现象。当用反差形式进行观察时 ,
—32—
第 29卷　第 1期
2003年 　
吉　林　大　学　学　报　 (医　学　版 )
Journa l o f Jilin Univ er sity ( Medicine Edition)
　 Vol. 29　 No. 1　
2003
DOI : 10. 13481 /j . 1671 -587x. 2003. 01. 018
如图 1( b)所示 ,出现明显的规则棒状并排结构 ,并
且排列十分紧密。图 2是放大的 AFM图像。由图 2
(a )可见 ,中间有较小的空隙 ( 100～ 150 nm )并排排
列着螺旋的形貌。图 2( b)的力调制图象显现螺旋盘
绕的形貌 ,因为力调制能给出接触部位的软硬情况。
每股螺旋粗细为 200～ 250 nm。见图 3(封 2左上 )是
OCAPS-ba的三维结构彩色 AFM图像 ,从图中可
以清晰地从三维空间上观察到 O CAPS-ba的两股
糖链呈螺旋型紧密排列。
Fig . 1　 The AFM picture o f OCAPS-bc on the slide
Fig . 2　 The magnified AFM pictur es o f OCAPS-bc
　　 3　讨　论
通常来说 ,多糖分子链一般为 0. 1～ 1. 0 nm。本
研究图像所显示的盘绕股粗细约为 200～ 250 nm ,
说 明每股并非为单个糖 链。 由于红外光谱
3 300 cm
- 1～ 3 400 cm- 1来源于缔合氢键 ,考虑到该
多糖化合物的糖醛酸含量比较高 ,因此认为一个糖
链上的糖醛酸羧基或羧基负离子上的强电负性氧原
子与另一糖链上的羟基氢易于形成分子间氢键 ,依
此类推 ,便形成多个糖链缠绕成股的情况 ,提示多糖
在结构上也许存在类似蛋白质的自组装现象。 以上
观察还难以得知分子间氢键的距离 ,因此无法推算
每股螺旋的组成糖链的数目。
[参考文献 ]
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—33—石　磊等　虎眼万年青多糖的原子力显微镜观察
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Observation of Polysaccharide fromOrnithogalum caudatum Ait.
under Atomic Force Microscope
SHI Lei
1
, WANG Yong
1
, SHI Yong
2
, LI Juan
2
, LIU Zhi-qiang
1
, LIU Shu-ying
1
( 1. Changchun Inst itute of Applied Chemistry , Chinese Academy of Sciences ,
Changchun 130022, China; 2. School of Publ ic Health , Jilin University )
[Abstract ] 　 Objectiv e: To study the micro-shape of O CAPS-ba isolated f rom the na tural plant
Orni thogalum caudatum Ait . M ethods: Obsea rv e the micro-shape o f this pure poly saccha ride by means of
Atomic Fo rce Microscopy ( AFM) . Resul ts: The micro-shape of poly saccha ride is obtained and especially
f rom the images on the magnified AFM pictures and the three dimensional AFM picture, th e parallel spi ral
poly st rands can be observ ed clea rly. Conclusion: It is suppo sed that the phenomenon is resulted f rom the
hydrogen bond association of the uronic acid containing poly saccha ride chains among the mo lecules.
[Key words ]　Ornithogalum caudatum Ait . po lysaccharide; micro scopy , atomic force
高碘对大鼠甲状腺细胞凋亡的影响
第四军医大学吉林军医学院　周　涌　刘瑞琦
本实验以不同浓度高碘喂养大鼠复制成高碘甲状腺肿模型 ,在不同时间观察不同浓度碘对甲状腺细胞凋亡的影响 ,探讨
高碘对甲状腺的损害及其发生机理。
1　材料与方法　
30只 Wista r大鼠随机分为 3组: 适碘组、高碘 1组、高碘 2组 ,分别以含碘量 50、 5 000、 10 000μg· L- 1蒸馏水喂养至第
90天和第 180天处死动物。
2　结　果　
①实验第 90天时甲状腺光镜形态学观察:适碘组甲状腺组织结构正常 ,高碘组大部分滤泡明显扩大 ,少数滤泡破裂融合
成较大的滤泡 ,滤泡上皮受压变扁平 ,核多呈细小梭形浓染 ,滤泡腔内充满深染的红色胶质。②实验第 180天电镜形态学观察:
适碘组甲状腺结构正常 ,未见凋亡特征性变化。 高碘组甲状腺细胞均出现凋亡特征 ,即细胞质浓缩、核变小、染色质浓缩并凝
集成块、核固缩、核染色质沿核内膜边集、核碎裂等。 ③流式细胞检测结果:实验第 90天和第 180天高碘组甲状腺细胞 DNA
直方图 G0 /G1峰前均可见凋亡峰 ,而适碘组则无凋亡峰出现 (图略 )。
实验第 90天时高碘组甲状腺细胞凋亡明显高于适碘组 (P < 0. 01) ,且高碘 2组细胞凋亡率高于高碘 1组 (P < 0. 01) ;实
验第 180天时高碘组甲状腺细胞凋亡率仍明显高于适碘组 ,但 2个高碘组间无明显差异 (P> 0. 05) ;高碘 1组第 180天甲状腺
细胞凋亡率明显高于 90天 (P < 0. 01) ,高碘 1组细胞凋亡率无明显升高 (P> 0. 05)。
3　讨　论　
流式细胞术是定性、定量检测细胞凋亡的常用方法之一。实验第 90天和第 180天流式细胞检测 ,高碘组甲状腺细胞 DNA
直方图 G0 /G1峰前均出现凋亡峰。实验第 90天高碘组甲状腺细胞的凋亡率均明显高于适碘组 ,且高碘 2组细胞凋亡率明显高
于高碘 1组 ,提示高碘诱发甲状腺细胞凋亡的发生与碘水浓度有关 ,碘水浓度越高则甲状腺细胞凋亡率越高 ,这与 Peter s等
报道一致。 本实验结果表明高碘诱发甲状腺细胞凋亡的发生还与碘作用的时间有关 ,在一定的高碘范围内碘水浓度越高 ,碘
作用的时间越长 ,细胞凋亡率越高 ,但当碘水浓度超过一定范围时 ,细胞凋亡率则不随碘作用时间延长而增高 ,其原因尚未明
了 ,推测可能是由于长期过量的高碘不能从 Wolff-chaiko ff效应中应脱 ,使碘泵的主动运输饱和 ,降低了碘的主动运输 ,使有
机碘的贮存较前减少 ,也可能是机体的代偿机制发生作用 ,以维持细胞凋亡与增殖之间的平衡。
研究结果提示 ,高碘对甲状腺的影响是复杂的 ,它既可以引起甲状腺肿大 ,又可诱发甲状腺细胞凋亡 ,两者并不矛盾 ,因
为高碘甲状腺肿的发病机理不同于低碘甲状腺肿 ,其甲状腺的肿大原因主要不是由于甲状腺细胞的增殖 ,而是由于甲状腺滤
泡的胀大和腔内胶质物的集积所致 ,这一点在本研究的形态观察和既往的研究中已得到证实。高碘甲状腺肿所表现的有些滤
泡破裂、融合本身就是细胞凋亡的一种表现。由于细胞凋亡对于胚胎发育、维持细胞总体数量等过程中具有重要作用 ,甲状腺
细胞过多凋亡会造成甲状腺细胞及功能的损伤。
—34— 吉林大学学报 (医学版 )　 2003年　第 29卷　第 1期
Fig. 3　 Three dimensional AFM pic tur e of OC APS-bc
( s een on page 33 in parag raph )
Fig . 1　 The V EGF protein po sitiv e expression in inner nu-
clear lay er and node cell lay er in r etinal pa raffin
slide of M3-rat ( in situ hybridation) 400×
( s een on page 39 in paragraph)
Fig. 2　 The retinal para ffin slide o f M 5-ra t : retinal
sw elling , vein ex tention and blooding in inner
brushy lay er ( HE) 400×
( s een on page 39 in paragraph )
Fig . 3　 The V EGF mRNA positiv e expr ession in inner lim-
iting membrane in retina l pa raffin slide o f M5-rat ( in
situ hybridation, match Fig4)
( seen on page 39 in parag raph )
Fig. 4　 The GFAP positiv e expression in inne r limiting
membrane in retinal pa raffin slide o f M5-rat ( im-
munohistochemistry , ma tch Fig4)
( seen on pag e 39 in parag raph )
Fig . 5　 The V EGF protein po sitiv e expression in inner nu-
clear lay er and node cell lay er in r etinal pa raffin
slide of M5-rat ( in situ hybridation) 400×
( s een on page 39 in paragraph)