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基于药效学指标筛选藏药湿生扁蕾抗溃疡性结肠炎的活性成分



全 文 :第 33 卷 第 5 期
2016 年 10 月
实验动物科学
LABORATORY ANIMAL SCIENCE
Vol. 33 No. 5
October 2016
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研究报告
收稿日期:2016 - 06 - 20
* 基金项目:国家自然科学基金项目(No. 81360522);国家自然科学基金项目(No. 81560717)
作者简介:卢年华(1988 -),男,硕士生。研究方向:中药新剂型新制剂。E-mail:571622102@ qq. com
通信作者:景 明(1962 -),教授,博士生导师。研究方向:中药新剂型新制剂研究。E-mail:1339512509@ qq. com
基于药效学指标筛选藏药湿生扁蕾抗溃疡性
结肠炎的活性成分*
卢年华 陈正君 刘雪枫 赵慧巧 景 明 陈 晖 张艳霞
(甘肃中医药大学药学院,兰州 730000)
摘要:目的 研究藏药湿生扁蕾抗溃疡性结肠炎(ulcerativecolitis,UC)肠纤维化的药效物质基础。方法 将藏药湿
生扁蕾用乙酸乙酯萃取的活性提取物以硅胶色谱分离、薄层定性得到的活性部位,分别灌胃用 2,4,6-三硝基苯磺
酸(trinitrobenzene sulphonic acid,TNBS)诱导的大鼠 UC肠纤维化模型,采用荧光定量 RT-PCR检测大鼠结肠组织胶
原ⅠmRNA、胶原ⅢmRNA、α-SMAmRNA、E-cadmRNA的表达,筛选其活性成分。结果 湿生扁蕾乙酸乙酯萃取物
分离得到的活性部位经纯化得到 4 个单体化合物,用光谱分析等鉴定为 1,8-二羟基-3,7-二甲氧基口山酮、1-羟基-
3,7,8-三甲氧基口山酮、1,7-二羟基-3,8-二甲氧基口山酮和 1-羟基-3,7-二甲氧基口山酮,4 种单体化合物对 UC 肠
纤维化大鼠模型均有明显的活性。结论 湿生扁蕾抗 UC肠纤维化的物质基础集中在乙酸乙酯部位,活性成分主
要体现为 4 种口山酮类化合物。
关键词:活性成分;qRT-RNA;湿生扁蕾;结肠纤维化
中图分类号:R29 文献标识码:A 文章编号:1006 - 6179(2016)05-0016-05
结肠纤维化是溃疡性结肠炎的特征性病理学表
现,是溃疡性结肠炎恶变的危险因素之一。当下针
对 UC 肠纤维化的治疗手段有限,且反复发作的肠
道炎症严重影响了患者生活质量[1]。目前认为 UC
肠纤维化是在易感基因基础上,由细胞因子
(Cytokine)、成纤维细胞(fibroblast,FB)和细胞外基
质(extracellular matrix,ECM)等多种因素相互作用
引起大量Ⅰ型胶原蛋白(Collagen TypeⅠ,ColⅠ)、
Ⅲ型胶原蛋白(Collagen TypeⅢ,ColⅢ)等在肠壁内
沉积 所 致,而 肠 上 皮 细 胞 间 质 化 (epithelial-
mesenchymal transition,EMT)在此过程中发挥了至
关重要的作用[2]。在形态学上,EMT 是肠上皮细胞
向间质细胞表型转化,并获得转移能力的过程,在此
过程中肠上皮细胞表型如 E-钙黏蛋白(E-cadherin,
E-cad)丧失,取而代之的是大量纤维化间质细胞经
典标志物如平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,
α-SMA),并获得产生大量胶原蛋白的能力,从而导
致结肠纤维化的形成[3]。因此本实验结合 qRT-
RNA技术,根据以上 ColⅠ、ColⅢ、E-cad、α-SMA 四
种因素作为 UC 是否改善的微观衡量指标,旨在探
索湿生扁蕾针对改善 UC的活性成分。
湿生扁蕾系龙胆科植物(Gentianopsis pallidness
(Munro)Ma)属下一种干燥全草,具有清热解毒、健
脾止泻的功效,藏医用全草治疗肠炎、痢疾、腹泻等
疾病[4,5]。前期的研究表明,藏药湿生扁蕾乙醇提
取物对 TNBS诱导的大鼠 UC 模型有一定的治疗作
用,能够明显减轻结肠局部的病理性损伤,抗氧化应
激可能是其作用机制之一[6,7];湿生扁蕾乙醇提取
物的乙酸乙酯萃取部位抗大鼠 UC 的活性最强[8]。
虽然湿生扁蕾在民间的应用价值较大,但当下学者
对湿生扁蕾针对改善 UC 的活性成分研究较少,其
药效部位及其活性成分尚不清楚。本研究旨在为藏
药湿生扁蕾抗 UC 的治疗提供“药效—物质”基础
依据。
第 5 期 卢年华等:基于药效学指标筛选藏药湿生扁蕾抗溃疡性结肠炎的活性成分
1 材料和方法
1. 1 实验动物
SPF级♀Wistar 大鼠,体质量 180—220 g,质量
合格证号:SCXK(甘)20160002,来源于甘肃中医药
大学科研实验动物中心。
1. 2 试剂与材料
2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS,Sigma 公司);柳氮
磺胺吡啶(SASP,上海三维制药有限公司);TRIzol
试剂(Invitrogen 公司);RT 试剂盒(Gene 公司);荧
光定量聚合酶链反应(RT-PCR)试剂盒(ABI 公
司);PCR 引物根据 GenBank 中的序列合成。柱色
谱硅胶、高效硅胶 G(岛青海洋化工有限公司);石
油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇、乙醇等化学试剂均为
分析纯。湿生扁蕾采于甘肃省渭源县乱柴沟地域,
由甘肃农业大学陈垣教授鉴定为 Gentianopsis
paludosa(Munro)Ma.。
1. 3 仪器与设备
UV-3600 分光光度计 (SHIMADZU,日本);
Burkersl-55 型红外光谱仪(SHIMADZU,日本);
Waters600 高效液相色谱仪(美国 waters 公司);
ZDM4000 质谱仪(waters,美国);DRX-400 核磁共振
仪(Burker,德国);C1000RT-PCR 仪(BIO-RAD,美
国) ;VELOCITY18R 高速冷冻离心机(Dynamica,澳
大利亚)。
1. 4 方法
1. 4. 1 湿生扁蕾乙醇提取物的制备和分级萃取:称
取湿生扁蕾药材粉末(过60目筛)5 000 g,加10 000 mL
95%乙醇浸泡 1 h,回流提取 3 h,提取液滤过,滤液
减压回收乙醇,水浴干燥后得到干浸膏。往干浸膏
中加入 290 mL蒸馏水,超声处理 10 min,使之充分
分散,制成悬浮液,分别用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、
正丁醇依次萃取(悬浮液∶溶剂 = 1∶ 0. 5,v /v),每份
溶剂萃取至溶剂层无色,各萃取液用无水 Na2SO4
脱水,在 40℃、真空度 0. 08 Pa 的条件下浓缩,分
别得到石油醚相、氯仿相、乙酸乙酯相、正丁醇相、
剩余水相浸膏。各相浸膏水浴 45℃下蒸干,研碎,
备用。
1. 4. 2 抗 UC肠纤维化的活性评价
1. 4. 2. 1 动物造模:参照 Wengrower 等[9]的造模方
法,取健康 Wistar大鼠,禁食不禁水 24 h 后,腹腔注
射 2%的戊巴比妥钠,使大鼠麻醉后,从肛门轻轻插
入直径为 2 mm的医用聚乙烯管至距肛缘 8 cm,按
照大鼠体质量用注射器一次性注入 TNBS(150 mg /
kg)的 50%乙醇溶液,保持肛门高位 3 min,以保证
TNBS乙醇溶液不会立刻从肛门流出。正常对照组
大鼠以等体积的 0. 9% NaCl 溶液灌肠,其余过程均
相同。
1. 4. 2. 2 动物分组与给药:将模型大鼠随机分为模
型对照组、阳性对照组、石油醚组(A)、氯仿组(B)、
乙酸乙酯组(C)、正丁醇组(D)、水部位组(E),每组
10 只。另随机取健康大鼠 10 只,作为正常对照组。
以上各提取部位的浸膏分别用 0. 5%羧甲基纤维素
钠的水溶液配制成混悬液,按成年人每日 0. 36 g 生
药 /kg 的剂量换算,各组每天均先按高剂量
20 mg /kg灌胃,连续给药 28 d(从造模前 7 d 开始至
造模 21 d后结束)。正常对照组和模型对照组大鼠
每天灌胃等体积的 0. 9% NaCl 溶液;阳性对照组灌
胃用 0. 5% 的羧甲基纤维素钠水溶液配制成的
SASP混悬液 30 mg /kg。
1. 4. 2. 3 样本采集:连续给药 28 d 后,各组大鼠均
腹腔注射过量戊巴比妥钠脱颈处死。剖开大鼠腹
部,将距肛门 10 cm长的末段结肠取出,沿肠系膜纵
行切开,用冰生理盐水冲洗,并用滤纸轻轻沾干,放
置于 - 80℃液氮罐中保存,待检测。
1. 4. 2. 4 qRT-PCR 检测结肠组织中 ColⅠ、ColⅢ、
E-cad、α-SMAmRNA 的表达:从液氮罐中各组分别
取结肠组织 100 mg,加入冰生理盐水,在冰浴条件
下,于组织匀浆器中匀浆,配成 10%的结肠组织匀
浆,根据朱梅影等[10]的方法,按 TRIzol 试剂说明书
分别提反应总 RNA。逆转录合成 cDNA,总反应体
系为 20 μL。将逆转录合成的 cDNA 进行荧光定量
PCR,引物设计按如表 2 所示,反应总体系如下:real
timePCRMIX 15 μL,上下游引物各 0. 5 μL,TaqMan
荧光探针 0. 5 μL,TaqDNA 聚合酶 1 μL,ddH2O
28 μL,cDNA模板 5 μL,总体积 50 μL。反应条件:
50℃2 min;95℃5 min;95℃15 s,60℃45 s,40 个循
环。采用 ABI Prism7500SDS 软件计算基因 Ct 值,
与内参 Ct值计算各目标基因 mRNA相对表达量。
1. 4. 3 湿生扁蕾乙酸乙酯萃取部位的硅胶柱色谱
分离:结合 1. 4. 1 方法,5 000 g 湿生扁蕾药材制得
乙酸乙酯部位浸膏 125. 6 g,用硅胶柱色谱分离,用
氯仿-丙酮溶剂系统(90 ∶ 10,80 ∶ 20,70 ∶ 30,60 ∶ 40,
50∶ 50,40∶ 60,30∶ 70,20∶ 80,10∶ 90)依次进行梯度洗
脱,以氯仿-甲醇(10∶ 1,10∶ 2,10∶ 3)为展开剂,对所
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实验动物科学 33 卷
得组份经薄层色谱(thin layer chromatography,TLC)
定性检测,将相同斑点的流份合并,回收溶剂,水浴
45℃下蒸干,粉碎,分别得到 C-1、C-2、C-3、C-4 共 4
个部分粉末,保存,待进一步检测。
1. 4. 4 湿生扁蕾乙酸乙酯萃取部位 4种流份的进一
步活性评价:将 C-1、C-2、C-3、C-4 4种流份粉末,按照
1. 4. 2. 2项下,动物分组与给药方法,分为:模型对照
组、正常对照组、阳性组、C-1、C-2、C-3、C-4 7 组。剂
量换算后,各组统一按照以上高剂量给药,饲养时间
和方法同 1. 4. 2. 3,检测按照 1. 4. 2. 4项下进行。
1. 4. 5 乙酸乙酯部位 C-2 流份的分离、活性检测和
结构鉴定:按 1. 4. 1 和 1. 4. 3 项下的方法,将硅胶柱
色谱分离物 C-2 所得浸膏粉 20 g,用少量甲醇溶解
后拌入硅胶,再经硅胶柱色谱分离,以石油醚-醋酸
乙酯(100∶ 1、100∶ 2、100∶ 3、100∶ 4、100∶ 5)梯度洗脱,
各洗脱液用硅胶薄层色谱法进行检测,得到 4 个单
体化合物 C-2-1、C-2-2、C-2-3、C-2-4。重结晶纯化后
进行光谱分析和结构鉴定分别为:1,8-二羟基-3,7-
二甲氧基口山酮;1-羟基-3,7,8-三甲氧基口山酮;1,
7-二羟基-3,8-二甲氧基口山酮和 1-羟基-3,7-二甲
氧基口山酮。按照 1. 4. 2. 4 项下的方法,对 4 种单
体化合物的活性检测。
1. 5 统计学处理
应用 SPSS 16. 0 统计软件,数据以(珋x ± s)表示,
组间比较采用单因素方差分析和 t 检验,P < 0. 05
为有差异具有统计学意义。
2 结果
2. 1 qRT-PCR 检测结肠组织中 ColⅠ、ColⅢ、E-
cad、α-SMAmRNA的表达
检测结果见表 1 和表 2。
表 1 各种引物序列及扩增片段长度
Table 1 Primers sequences and lengths of
amplified fragment
引物 序列 扩增片段(bp)
GAPDH(内参) F:CCATGACGACTTTGGTATCG 138
R:GATGCAGGATGATGTTCTG
胶原Ⅰ F:CGTGGAAACCTGATGTATGC 96
R:AGGTTGGGACAGTCCAAGTCT
胶原Ⅲ F:TGGCCTTCCTCAGACTTCTT 84
R:CCTGATCCATGTAGGCAATG
α-SMA F:TGCTGTCCCTCTATGCCTCT 185
R:GAAGGAAGCTTTGGCTGAGT
E-cad F:TTTGGAAGCTTTGGCTGAGT 250
R:GTTGGCCAGTCACCTTGAAAT
表 2 各萃取相 qRT-PCR检测指标结果比较(珔x ± s,%)
Table 2 qRT-PCR detection results of indicators about different extract phases(珔x ± s,%)
分组 剂量 /(mg /kg) 胶原Ⅰ 胶原Ⅲ α-SMA E-cad
正常对照组 - 0. 31 ± 0. 13 0. 40 ± 0. 15 0. 54 ± 0. 37 1. 52 ± 0. 49
模型对照组 - 2. 26 ± 1. 28★ 3. 52 ± 1. 54★ 2. 57 ± 1. 24★ 0. 37 ± 0. 26★
SASP 30. 0 0. 56 ± 0. 54▲ 0. 88 ± 1. 32▲ 0. 81 ± 0. 57▲ 1. 06 ± 0. 77▲
A 11. 2 2. 19 ± 1. 56 3. 41 ± 1. 62 2. 48 ± 1. 37 0. 49 ± 0. 64
B 27. 0 1. 81 ± 1. 43 2. 87 ± 1. 74 2. 17 ± 1. 54 0. 55 ± 0. 39
C 89. 0 0. 68 ± 0. 62▲ 0. 95 ± 1. 32▲ 0. 89 ± 0. 62▲ 0. 94 ± 0. 63▲
D 119. 2 1. 73 ± 1. 47 2. 79 ± 1. 71 2. 01 ± 1. 49 0. 58 ± 0. 45
E 140. 0 1. 97 ± 1. 21 2. 90 ± 1. 33 2. 24 ± 1. 43 0. 51 ± 0. 33
注:★P < 0. 05vs正常对照组;▲P < 0. 05vs模型对照组.
Note:★P < 0. 05 compared with normal group;▲P < 0. 05 compared with modelgroup.
从表 2 可知,只有 C 组(乙酸乙酯相组)与阳性
组和模型组分别对比具有显著性的差异。因此,对
C组做进一步的分离和活性成分的评价。
2. 2 湿生扁蕾乙酸乙酯萃取部位 4 种流份的进一
步活性评价
评价结果见表 3。
表 3 结果显示,C-1、C-2、C-3、C-4 对胶原Ⅰ、胶
原Ⅲ、α-SMA和 E-cad mRNA 的表达均有不同程度
的影响,但 C-2 部分最为显著。综合各指标,认为
C-2 为湿生扁蕾抗 UC肠纤维化的活性部位。因此,
对 C-2 部分做进一步的分离和活性成分的评价。
2. 3 乙酸乙酯部位 C-2 流份的分离、活性检测和结
构鉴定
鉴定结果见表 4。
从表 4 可以得到,从乙酸乙酯部位分离得到的
4 种单体对抗 UC的 4 个 RNA指标成分均具有显著
性意义,为湿生扁蕾治疗 UC 结肠纤维化和新药开
发提供了借鉴和方向。
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第 5 期 卢年华等:基于药效学指标筛选藏药湿生扁蕾抗溃疡性结肠炎的活性成分
表 3 qRT-PCR检测乙酸乙酯萃取部位 4 种流份及各组表达比较(珔x ± s,%)
Table 3 qRT-PCR test resultsof four kinds of fractions obtained fromethyl acetate extractant(珔x ± s,%)
分组 剂量 /(mg /kg) 胶原Ⅰ 胶原Ⅲ α-SMA E-cad
正常对照组 - 0. 35 ± 0. 15 0. 44 ± 0. 17 0. 61 ± 0. 39 1. 47 ± 0. 53
模型对照组 - 2. 37 ± 1. 33★ 3. 66 ± 1. 62★ 2. 70 ± 1. 43★ 0. 41 ± 0. 39★
阳性组 89. 0 0. 71 ± 0. 73▲ 0. 93 ± 1. 07▲ 0. 91 ± 0. 82▲ 0. 92 ± 0. 65▲
C-1 10. 4 1. 05 ± 0. 91 1. 33 ± 0. 97 1. 51 ± 1. 21 0. 79 ± 0. 73
C-2 14. 8 0. 61 ± 0. 55▲ 0. 87 ± 1. 04▲ 0. 82 ± 0. 52▲ 0. 98 ± 0. 71▲
C-3 11. 9 1. 22 ± 0. 91 1. 52 ± 1. 06 1. 60 ± 1. 33 0. 77 ± 0. 52
C-4 10. 1 1. 17 ± 0. 83 1. 44 ± 1. 11 1. 53 ± 1. 09 0. 81 ± 0. 60
注:★P < 0. 05vs正常对照组;▲P < 0. 05vs模型对照组.
Note:★P < 0. 05 compared with normal group;▲P < 0. 05 compared with model group.
表 4 qRT-PCR检测 4 种单体化合物各指标表达情况(珔x ± s,%)
Table 4 qRT-PCR method to detect the indicative expression of four monomers(珔x ± s,%)
分组 剂量(mg /kg) 胶原Ⅰ 胶原Ⅲ α-SMA E-cad
正常对照组 - 0. 33 ± 0. 21 0. 42 ± 0. 19 0. 57 ± 0. 43 1. 54 ± 0. 52
模型对照组 - 2. 34 ± 1. 72★ 3. 63 ± 1. 92★ 2. 67 ± 1. 73★ 0. 39 ± 0. 35★
C 89. 0 0. 74 ± 0. 97▲ 0. 93 ± 1. 43▲ 0. 89 ± 0. 83▲ 0. 97 ± 0. 78▲
C-2 14. 8 0. 63 ± 0. 62▲ 0. 86 ± 0. 59▲ 0. 85 ± 0. 67▲ 1. 01 ± 0. 91▲
C-2-1 高剂量 20. 0 0. 57 ± 0. 37▲ 0. 84 ± 0. 77▲ 0. 79 ± 0. 65▲ 1. 03 ± 0. 88▲
C-2-1 中剂量 10. 0 0. 62 ± 0. 29▲ 0. 89 ± 0. 53▲ 0. 83 ± 0. 48▲ 0. 98 ± 0. 74▲
C-2-1 低剂量 5. 0 0. 77 ± 0. 41▲ 0. 92 ± 0. 65▲ 0. 91 ± 0. 72▲ 0. 87 ± 0. 68▲
C-2-2 高剂量 20. 0 0. 61 ± 0. 42▲ 0. 88 ± 0. 58▲ 0. 87 ± 0. 64▲ 0. 97 ± 0. 54▲
C-2-2 中剂量 10. 0 0. 66 ± 0. 57▲ 0. 93 ± 0. 64▲ 0. 93 ± 0. 64▲ 0. 92 ± 0. 69▲
C-2-2 低剂量 5. 0 0. 83 ± 0. 67▲ 1. 02 ± 0. 71▲ 1. 00 ± 0. 81▲ 0. 87 ± 0. 45▲
C-2-3 高剂量 20. 0 0. 60 ± 0. 52▲ 0. 85 ± 0. 61▲ 0. 81 ± 0. 49▲ 1. 00 ± 0. 67▲
C-2-3 中剂量 10. 0 0. 67 ± 0. 54▲ 0. 90 ± 0. 55▲ 0. 86 ± 0. 53▲ 0. 95 ± 0. 59▲
C-2-3 低剂量 5. 0 0. 82 ± 0. 83▲ 0. 96 ± 0. 77▲ 0. 90 ± 0. 91▲ 0. 89 ± 0. 66▲
C-2-4 高剂量 20. 0 0. 59 ± 0. 67▲ 0. 86 ± 0. 83▲ 0. 83 ± 0. 43▲ 0. 99 ± 0. 72▲
C-2-4 中剂量 10. 0 0. 63 ± 0. 70▲ 0. 91 ± 0. 64▲ 0. 88 ± 0. 43▲ 0. 93 ± 0. 84▲
C-2-4 低剂量 5. 0 0. 72 ± 0. 94▲ 0. 97 ± 0. 75▲ 0. 94 ± 0. 57▲ 0. 82 ± 0. 69▲
注:★P < 0. 05vs正常对照组;▲P < 0. 05vs模型对照组.
Note:★P < 0. 05 compared with normal group;▲P < 0. 05 compared with model group.
3 讨论
据学者对藏药湿生扁蕾的研究,其化学成分主
要含有三萜、和黄酮类,其中已报道口山酮类是其特
征性成分和具有药理活性的主要成分[11]。王焕弟
等[12]在湿生扁蕾抑菌成分的研究中发现,1,7-二羟
基-3,8-二甲氧基口山酮的抑菌作用最强。本研究
在借鉴以上研究成果的基础上,对湿生扁蕾乙醇提
取物按极性大小分级萃取和指标评价,筛选得到乙
酸乙酯活性部位,进一步分离和评价,并对所得化合
物进行结构鉴定,得到 4 种单体,经证实 4 种口山酮
类化合物对改善大鼠结肠纤维化组织中 ColⅠ、Col
Ⅲ、E-cad、α-SMAmRNA 的表达均具有显著意义。
因此本实验初步探明了湿生扁蕾针对 UC 的药效物
质基础和活性成分,为临床治疗 UC 提供了依据,为
下一步新药开发提供指导。
本研究结合 qRT-RNA 技术,选取结肠纤维化过
程中 ColⅠ、ColⅢ、α-SMAmRNA 3 个正相关指标和 E-
cad 1个负相关药效指标以此作为衡量和评价 UC改
善的依据,指标明显,方法可靠。此外由于评价一种
病症是否改善是一个综合性的方法和过程,因此 UC
纤维化改善的指标和方法也可以结合组织化学等手
段和方法,日后可进一步完善研究手段和实验方法。
·91·
实验动物科学 33 卷
参 考 文 献
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Bioactive Constituents Studies on Gentianopsis paludosa against UC Fibrosis Based
on the Pharmacodynamics Indexes
LU Nian-hua,CHEN Zheng-jun,LIU Xue-feng,ZHAO Hu-qiao,Jing Ming ,CHEN Hui,ZHANG Yan-xia
(Gansu University of Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China)
Abstract:Objective To study the bioactive constituents of Tibetan medicine Gentianopsis paludosa against UC
fibrosis. Method Active fragment were obtained by silica gel and TLC from ethyl acetate active part which was
extracted from Tibetan Gentianopsis paludosa. With the method of qRT-PCR,CollagenI,collagenⅢ,α-SMA,and
E-cad were detected after treating model rats with active isolates to screen the active components. Result After
Purified and identified from ethyl acetate part using spectroscopy,four monomer compounds(1,8-hydroxy-3,7-
dimethoxy xanthones;1-hydroxy-3,7,8-trimethoxysilane xanthones;1,7-hydroxy-3,8-dimethoxy xanthones and 1-
hydroxy-3,7-dimethoxy-xanthones),had significant bioactive on UC fibrosis. Conclusion The material basis of
Gentianopsis paludosa against fibrosis concentrated in parts of ethyl acetate,and the active ingredient mainly owed
to four xanthones.
Key words:active component;qRT-RNA;Gentianopsis paludosa;ulcerative colitis
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