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掌叶蜂斗菜中蜂斗菜内酯-D的抗炎和抗过敏作用研究



全 文 :※农业科学 农业与技术 2015, Vol.35, No.17 1
掌叶蜂斗菜(Petasites tatewakianus Kitam.)是菊科
蜂斗菜属植物,国内资源比较丰富。主要分布于小兴安
岭、长白山地区。蜂斗菜属植物已经被证实具有很好的
抗炎、抗过敏作用 [1-3]。其中 蜂斗菜(Petasites japonicus
(Sieb. et Zucc.)Maxim)地上部分提取物已被证实具有
抗过敏和抑制肥大细胞脱粒作用 [4]。同属植物欧蜂斗菜
(Petasites hybridus),在欧洲应用历史悠久,其根茎中
的内酯类提取物已用于治疗哮喘 [5-6]。蜂斗菜属主要有效
成分是倍半萜类化合物,研究表明,蜂斗菜素和硫蜂斗
菜素等倍半萜类化合物具有抗组胺,阻止白三烯合成,
使细胞内钙离子浓度降低的作用,从而达到对炎症和痉
挛的治疗作用。本研究力图鉴定掌叶蜂斗菜叶片中的主
要活性成分,并检测其抗炎、抗过敏作用,为掌叶蜂斗
菜临床应用提供一定依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 植物材料
掌叶蜂斗菜采自吉林省白山市浑江区大镜沟乡经
鉴定为蜂斗菜属植物掌叶蜂斗菜(Petasites tatewakianus
Kitam.)
1.1.2 试剂及药物
200-300 目硅胶,青岛海洋化工。乙醇、正己烷、
乙酸乙酯,国药生产;Gibco RPMI 1640 培养基(美国
Invitrogen 公司,);胎牛血清(上海玉博生物科技有限
公司); 抗 -DNP IgE 单抗、4- 硝基苯 -N- 乙酰 -β-D-
氨基葡萄糖苷(Amresco 公司);二硝基苯基化牛血清
白蛋白(美国 Biosearch Technologies 公司);富马酸酮
替芬(美国 Sigma 公司);OVA(鸡卵球蛋白 V 级)购
于 sigma 公司(美国);其它如无特别说明为国产分析纯。
1.1.3 实验动物及细胞
实验动物 SPF 级 4-6 周龄 BALB/c 雌性小鼠,中国
医学科学院实验动物研究所,合格证号:SCXK(京)
2013-0078,RBL- 2H3 细胞(美国 ATCC)。
1.1.4 仪器
RE52-98 型旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;激
光共聚焦显微镜(L8681074, NiKon,日本);倒置显
微镜(ZKD 一 3,OLYMPUS,日本);台式高速冷冻离
心机(德国 Sigma 公司;CO2 培养箱(上海西域机电系
统有限公司,型号:KB53);超净工作台(上海西域机
电系统有限公司,型号:SW-CJ-1D)。
1.2 实验方法
1.2.1 蜂斗菜内酯 -D 的分离
掌叶蜂斗菜新鲜叶片(3000g)搅拌粉碎,75% 乙醇
掌叶蜂斗菜中蜂斗菜内酯 -D 的抗炎和抗过敏作用研究
李余先 1,2*,官丽丽 2,杨 晶 2 ,张晓美 2
(1. 吉林农业科技学院中药学院, 吉林 吉林 132101;
2. 吉林农业大学教育部生物反应器与药物开发工程研究中心,吉林 长春 130118)
摘 要:本文旨在研究掌叶蜂斗菜提物取物对过敏反应及炎症的影响, 为其临床治疗过敏性哮喘提供药理学依据。主
要通过硅胶柱色谱技术从掌叶蜂斗菜叶片中得到蜂斗菜内酯 -D; 采用抗原诱导的 RBL-2H3 细胞活化脱颗粒模型,测
定蜂斗菜内酯 -D 对 β-HEX 的影响;通过 OVA 诱导和激发 BALB/c 小鼠,构建哮喘小鼠模型,并对支气管灌洗液
(BALF)中炎症细胞计数和分类计数,观察蜂斗菜内酯 -D 的抗过敏、抗炎作用。结果表明 0.1-10ug/ml 蜂斗菜内酯 -D
对 β-HEX 抑制率分别为 26.82%、34.1%、44.25%、61.32%,可见蜂斗菜内酯 -D 在此剂量内能够较明显抑制抗原诱导
RBL-2H3 细胞活化脱颗粒的 β-HEX 释放,抑制率与浓度相关;通过分析 BALF 中炎症细胞的数量, 蜂斗菜内酯 -D
治疗组与模型对照组相比,能有效抑制 BALF 中炎症细胞的数量(P<0.01)。 蜂斗菜内酯 -D 具有良好的抗炎、抗
过敏作用,可以用来治疗过敏性哮喘疾病。
关键词:蜂斗菜内酯 -D; 抗炎 ; 抗过敏
中图分类号:Q949.783.5 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932001
基金项目:吉林农业科技学院青年基金资助项目(项目编号:吉农合字[2013]第 221号)
* 为本文通讯作者
2 2015, Vol.35, No.17 农业与技术 ※农业科学
室温提取。旋转蒸发回收乙醇,剩余水溶部分分别用正
己烷、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取。正己烷层真空干燥
得提取物(100.5g),硅胶柱色谱,以正己烷 - 乙酸乙
酯梯度洗脱,薄层色谱监测,洗脱液合并,将第 3 份硅
胶柱色谱分离,以正己烷 - 乙酸乙酯 5:1 洗脱,薄层
色谱监测,合并洗脱液,经重结晶得化合物。
1.2.2 细胞培养
RBL-2H3 贴壁细胞用做实验细胞,RPMI-1640 培养
液(含 10% 胎牛血清,100μg / mL 青霉素,100 μg/mL
链霉素),培养温度 37℃、5% CO2 培养箱中培养。取对
数生长期的细胞,台盼蓝排斥染色,活细胞率 >95%。
1.2.3 蜂斗菜内酯 -D 对抗原诱导的 RBL-2H3 细胞活
化脱颗粒 β-HEX 释放的影响
实验分组:正常组、模型组、给药组、药物阴性对
照组、富马酸酮替芬阳性对照组。 其中,给药组和药物
阴性对照组分别由蜂斗菜内酯 -D 0.1、1、10、100ug/ml
四个浓度组成;富马酸酮替芬 100ug/ml 作为阳性对照药
组。将处于对数生长期的 RBL-2H3 细胞从培养箱中取
出,进行细胞消化并制备成细胞悬液。用培养基调整细
胞数至 2.5×105 /mL,每孔 1000μL 接种于 24 孔培养板
中,在 37℃ 5% CO2 培养箱中培养。按已定方法分组后,
每孔加入 0.25μg/mL 的抗 DNP-lgE 单抗致敏孵育过夜。
次日,各浓度的药物加至给药组及药物阴性对照组中预
孵育 1h,用等量 RIPM1640 培养基替代加至正常组、模
型组。1h 后,用 PIPES 缓冲液清洗细胞 3 次。每孔加入
200μL PIPES 缓冲液(含 25ng/mL 的 DNP-HSA)至模
型组及给药组,用等量缓冲液替代加至正常组和药物阴
性对照组,37℃孵育 1 h,刺激细胞 β-HEX 的释放。每
组上清各取 50μL,加入到 96 孔培养板中,取 50μL 显
色液加入,37℃孵育 1h。加入 200μL 碳酸钠缓冲液终
止反应,在 405nm 波长下检测 OD 值。β-HEX 释放抑
制率计算:β-HEX 抑制率(%)=[1 -(TOD - BOD -
NOD)/(COD - NOD)] ×100%。
1.2.4 支气管哮喘小鼠模型的建立及 BALF 中炎症细
胞计数和分类计数
雌性,4 ~ 6 周龄,Balb/c 小鼠, 18 只 ,随机分为
阴性对照组、药物对照组、OVA 模型组和药物治疗组。
始终给予 PBS 液处理阴性对照组,在第 0,1,2 天,
给予阴性对照组和药物对照组小鼠腹腔注射 PBS 0.2ml/
只,给予 OVA 模型组和药物治疗组小鼠腹腔注射 100ug
OVA+ 2mgAl(OH)3,在第 5~11d,给予阴性对照组和
OVA 模型组小鼠每只每天腹腔注射 0.2ml PBS 液,药物对
照组和药物治疗组腹腔注射蜂斗菜内酯 -D(1mg/kg PBS
溶解),在第 14、15、19d,乙醚麻醉小鼠后, OVA 滴
鼻激发,最后一次滴鼻后 48 小时处死小鼠,取血,支气
管肺泡灌洗(BALF),回收支气管肺泡灌洗液,记录回
吸收量 ; 取 BALF 500g,37℃,离心 5min,取离心后的沉
淀细胞,用 1mL PBS 重悬细胞,进行计数 ; 细胞悬液涂片,
染色液染色,计数 200 个细胞,进行细胞分类计数。
2 实验结果
2.1 蜂斗菜内酯 -D 鉴定
化合物白色针状结晶,经 EI-MS(m/z)、IR(KBr,
cm-1)、1HNMR(500MHz,CDCL3) 、13CNMR 和 DEPT
数据分析,比较文献 [7] ,确认化合物为蜂斗菜内酯 -D
(Bakkenolide-D)。
2.2 蜂斗菜内酯 -D 对抗原诱导 RBL-2H3 细胞活化脱
颗粒 β-HEX 释放的影响
根据相应的 β-HEX 释放抑制率的公式计算所得
0.1 ~ 100ug/L 蜂斗菜内酯 -D 的抑制率分别为 26.82%、
34.1%、44.25%、61.32%。 这 表 明 该 剂 量 范 围 内 的 蜂
斗菜内酯 -D 对抗原诱导 RBL-2H3 细胞活化脱颗粒的
β-HEX 释放具有较明显的抑制作用,抑制作用强弱与
浓度相关,如图 1。其中阳性对照药富马酸酮替芬 β-HEX
释放抑制率为 63.0%。结果显示 100ug /ml 的蜂斗菜内酯
对 β-HEX 释放的抑制作用很明显,可与阳性药物富马
酸酮替芬的抑制作用相媲美。
图 1 蜂斗菜内酯 -D(0.1-100ug/ml)对抗原诱导 RBL-2H3
细胞活化脱粒 β-HEX 释放的影响
结果以均值 ±SD 表示(n=3)。实验重复 3 次。
2.3 蜂斗菜内酯 -D 对过敏性哮喘小鼠支气管肺泡灌液
(BALF)中炎症细胞抑制作用
通过分析 BALF 中炎症细胞的数量,进一步观察蜂
斗菜内酯 -D 对过敏性哮喘小鼠支气管肺泡灌液(BALF)
中炎症细胞的抑制作用。如图 2 显示, 空白对照组与单
独蜂斗菜内酯 -D 组无明显差异,蜂斗菜内酯 -D 治疗组
与模型对照组相比,能有效抑制 BALF 中嗜酸性粒细胞、
0
10
20
30
40
50
60
70
0.1 1 10 100
蜂斗菜内酯-D浓度(ug/ml)
β
-H
EX



※农业科学 农业与技术 2015, Vol.35, No.17 3
巨噬细胞、淋巴细胞的数量(P<0.01)。
图 2 蜂斗菜内酯 -D 对哮喘小鼠 BALF 中炎症细胞的影响
3 讨论
炎症,就是平时人们所说的“发炎”,是机体对于
刺激的一种防御反应,表现为红、肿、热、痛和功能障碍。
炎症性疾病在临床上较常见,如外伤感染及各种传染病
等。过敏反应是指已免疫的机体在再次接受相同物质的
刺激时所发生的反应。反应的特点是发作迅速、反应强烈、
消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤,
有明显的遗传倾向和个体差异。临床研究表明炎症与过
敏反应具有一定相关性,密不可分,通常情况下具有过
敏体质的机体对抗原性物质发生过敏反应,同时会出现
相应部位的急性和慢性炎症病理反应。如临床常见的过
敏性炎症疾病过敏性鼻炎、慢性支气管炎、哮喘、过敏
性皮炎等。蜂斗菜属植物主要成分为倍半萜内酯类化合
物 [8-9] ,张福金等从此属植物中分离的蜂斗菜内酯类倍半
萜化合物,具有抗卵清蛋白诱导的大鼠过敏性鼻炎作用,
并能降低血清中组氨酸和白介素水平,减少鼻粘膜中嗜
酸性粒细胞的浸润和大鼠搔鼻次数 [3]。另有文献报导蜂
斗菜提取物具有抗Ⅰ型过敏、抑制肥大细胞脱粒和对卵
清蛋白诱导的小鼠肺炎模型中气道炎症的抑制作用 [2,4]。
本研究为对掌叶蜂斗菜的主要成分蜂斗菜内酯 -D 的
药理作用进行研究,进一步揭示蜂斗菜内酯抗炎、抗过
敏作用的相关性及物质基础。采用抗原诱导 RBL-2H3 细
胞活化脱颗粒模型,观察蜂斗菜内酯 -D 对 β-HEX 释放
的影响;采用卵清蛋白诱导的哮喘小鼠模型,观察蜂斗
菜内酯 -D 对支气管肺泡灌液(BALF)中炎症细胞抑制
作用。结果发现 0.1-100ug/ml 蜂斗菜内酯 -D 的抑制率分
别为 26.82%、34.1%、44.25%、61.32%,在研究剂量范
围内的蜂斗菜内酯 -D 对抗原诱导 RBL-2H3 细胞活化脱
颗粒的 β-HEX 释放具有较明显的抑制作用,抑制作用
强弱与浓度相关;蜂斗菜内酯 -D 治疗组与模型对照组相
比,能有效抑制 BALF 中嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、淋
巴细胞的数量。综上所述,蜂斗菜内酯 -D 具有明显的抗
炎、抗过敏作用,为其临床使用提供药理学依据。
参考文献
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作者简介:李余先(1979-),男,博士,讲师,研究方向:
中药学。
0
40
80
120
160
200
Total Eosinophils macrophage lymphocyte
PBS
Bakkenolide-D
OVA
OVA+Bakkenolide-D
Cells (
×
10 4 /ml)
in BALF