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蒌蒿抗肿瘤作用活性部位的筛选



全 文 :中国医药导报 2015 年 4月第 12卷第 12期
CHINA MEDICAL HERALD Vol. 12 No. 12 April 2015
·论 著·
肿瘤是以细胞异常增殖为特点的一类疾病,常在
机体局部形成肿块。 肿瘤的种类繁多,且具有不同的
生物学行为和临床表现。 有些肿瘤生长迅速,侵袭力
强,可从原发部位扩散到身体其他部位,严重影响机
体健康,我们称之为恶性肿瘤,俗称癌症。它所带来的
医疗费用及对患者和亲属产生的心理压力也是巨大
的,是目前全球居民死亡率最高的疾病之一。
蒌蒿(Artemisia Selengensis Turcz. ex Bess.)为菊
科蒿属植物,别名芦、蒿、芦蒿、水蒿、荑蒿等[1]。 《神农
本草经》将蒌蒿列为上品 [2],《本草纲目》将其收于草部
第 15 卷[3],为多年生草本植物,全草入药,性平、味甘,
有止血消炎、镇咳化痰、开胃健脾、散寒除湿等功效。
沈夕坤等[4]药理研究表明,蒌蒿可增强小鼠抗缺氧、抗
疲劳、耐高温、耐低温能力,有较好的补益和免疫促进
作用 。 张健等 [5]从萎蒿叶中首次分离得到化合物
11,13-dihydroatricarin,发现该化合物对 B-16细胞(小
鼠黑色素瘤细胞)和 HL-60 细胞(人原髓细胞白血病
细胞)有显著的抑制活性,在浓度为 1×10-5 mol/L 时,
蒌蒿抗肿瘤作用活性部位的筛选
段和祥 1 黄宇枚 2 王 栋 1 杨毅生 1 程奇珍 1 罗文艳 3
1.江西省药品检验检测研究院 江西省药品与医疗器械质量工程技术研究中心,江西南昌 330029;
2.南昌大学科学技术学院,江西南昌 330029;3.南昌大学第四附属医院药剂科,江西南昌 330003
[摘要] 目的 采用体内外抗肿瘤实验方法,筛选蒌蒿抗肿瘤活性部位。 方法 以 95%乙醇提取,依次用石油醚、氯
仿、乙酸乙酯、水饱和正丁醇提取,得不同的提取层。用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法筛选出对人肝癌细胞(HepG2)细
胞有良好增殖抑制作用的活性部位,并通过荷瘤小鼠模型考察活性部位对实体瘤生长的影响。 结果 蒌蒿的乙
酸乙酯层对细胞增殖有显著的抑制作用,在 10 g/L 浓度时对细胞增殖抑制率为 15.64%,当浓度为 1000 g/L 时对
细胞增殖抑制率高达 78.21%,其作用随着质量浓度的增加而增强。 蒌蒿的乙酸乙酯层也对荷瘤小鼠有显著的抑
制作用,当浓度为 400 mg/kg 时,对小鼠 HepG2 肉瘤的抑瘤率达 71.63%。 结论 蒌蒿的乙酸乙酯层具有显著的
体内、外抗肿瘤活性。
[关键词] 蒌蒿;抗肿瘤;活性部位
[中图分类号] R284.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2015)04(c)-0013-04
Screening of antitumor active fractions from Artemisia Selengensis Turcz.
DUAN Hexiang1 HUANG Yumei2 WANG Dong1 YANG Yisheng1 CHENG Qizhen1 LUO Wenyan3
1.Jiangxi Institute for Drug Control, Jiangxi Provincial Engineering Research Center for Drug and Medical Device Qual-
ity, Jiangxi Province, Nanchang 330029, China; 2.College of Science and Technology, Nanchang University, Jiangxi
Province, Nanchang 330029, China; 3.Department of Pharmacy, the Fourth Affiliated Hospital of Nanchang University,
Jiangxi Province, Nanchang 330003, China
[Abstract] Objective To screen the antitumor active fraction from Artemisia selengensis Turcz. by antitumor experi-
mental method in vitro and in vivo. Methods Artemisia selengensis Turcz. were extracted with 95% ethanol eluent,
then petroleum ether, chloroform, ethyl acetate, n-butyl alcohol extracted from the active fraction. The active fraction of
good inhibitory effect on HepG2 cells proliferation was screened out by MTT assay. The inhibition effect of solid tumor
by tumor-bearing mouse model was investigated. Results Ethyl acetate extract of Artemisia selengensis Turcz. could
significantly inhibit the growth for cell proliferation, the inhibition rate was 15.64% at 10 g/L. The inhibition rate was
78.21% at 1000 g/L. With the increase of the concentration, inhibiting action increased. Ethyl acetate extract of
Artemisia selengensis Turcz. significant inhibition effect of solid tumor. When the concentration of 400 mg/kg for tumor
bearing mouse inhibition rate was 71.63%. Conclusion Ethyl acetate extract of Artemisia selengensis Turcz. has signif-
icant anti-tumor activity in vitro and in vivo.
[Key words] Artemisia Selengensis Turcz.; Antitumor; Active fraction
[基金项目] 江西省青年科学基金资助项目(编号 20122BAB
215044);江西省卫生厅中医指导性计划项目(编号 2013B014)。
[作者简介 ] 段和祥(1980.5-),男,硕士研究生;研究方向:
中药质量标准及物质基础研究。
[通讯作者 ] 罗文艳(1980.5-),女,硕士研究生;研究方向:
医院药学。
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·论 著· 中国医药导报 2015 年 4 月第 12 卷第 12 期
CHINA MEDICAL HERALD Vol. 12 No. 12 April 2015
抑瘤率均到达 90%以上,并且随着浓度的递减,抑制
作用也逐渐减弱。蒌蒿对痢疾杆菌、大肠埃希菌、巨大
芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌和多种真菌也均有良好的抑
制作用[6]。 目前关于蒌蒿的研究,主要集中在抗菌、抗
氧化、降压等活性物质基础和药理活性方面 [7-13],但蒌
蒿抗肿瘤之功效,并未引起人们的足够重视。 本试验
对蒌蒿抗肿瘤的活性部位进行初步研究,为进一步筛
选蒌蒿中抗肿瘤活性成分提供重要依据。
1 仪器与材料
1.1 仪器
N-1100 旋转蒸发仪(东京理化器械株式会社),
AL104 电子天平(梅特勒-托利多公司),NAPCO(美
国 Costar公司),VD53真空干燥箱(德国 BIND公司),
Synergguv 超纯水仪(法国 Millipore 公司),KQ-500E
型超声波清洗器 (昆山市超声波仪器有限公司),
ST16R低温离心机(ThermoFishier 公司)。
1.2 材料
蒌蒿采自江西省九江市鄱阳湖畔,经江西省食品
药品检验所袁桂平主任中药师鉴定为菊科蒿属植物
蒌蒿的全草。 胰蛋白酶(中国食品药品检定所,批号:
615-9605),小牛血清(杭州四季青生物材料有限公司);
RPMI 1640 培养基(GIBCO);二甲基亚砜(DMSO)、5-
氟胞嘧啶(5-Fu)、四甲基偶氮唑蓝(MTT)、环磷酰胺
(CTX)均购于 Sigma公司,其他所用试剂均为分析纯。
1.3 细胞株及细胞培养
HepG2 细胞来源于军事医学科学院放射与医学
辐射学研究所,于 37℃、5%CO2及饱和湿度的培养箱
中培养 HepG2 细胞,在含有 10%新生牛血(不含抗生
素)的改良 Eagle 培养基(DMEN)培养基中生长,每
3~4 天以 0.25%胰蛋白酶进行消化传代,取对数生长
期细胞用于实验。
1.4 实验动物
本实验所用小鼠为 SPF 级昆明(KM)小鼠,雌雄
各半,3~4周龄,体重 18~22 g,动物合格证号:4300470
0005991,由湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供。
2 方法
2.1 样品的制备
称取鲜蒌蒿 36 kg,切碎,晾干,得 22 kg,加 95%
乙醇 100 kg,回流提取 2 h,放出回流液,药渣再用
95%乙醇 100 kg,回流提取 1.5 h,放出回流液,滤过,
合并滤液,回收乙醇,浓缩至相对密度为 1.05 的流浸
膏 5 kg,加适量的水摇匀,得总提取物。该总提取物分
别用石油醚、氯仿、乙酸乙酯与水饱和正丁醇提取,合
并提取液,回收溶剂,依次得到石油醚层(85 g)、氯仿
层(143 g)、乙酸乙酯层(261 g)和正丁醇层(776 g),
备用。 临用前再用二甲基亚砜分别稀释成 10、100、
1000 g/L。
2.2 细胞增殖抑制实验
采用 MTT 法,取对数生长期细胞稀释成 1×104
cells/mL,立即接种于 96 孔培养板上,每孔 100 μL,然
后在规定的实验孔中加入不同浓度的样品培养基,每
个平行 3 孔,对照组(5-Fu)加等体积溶剂,置 37℃、
5%CO2 及饱和湿度的培养箱中培养 96 h,然后以
3000 r/min 速度离心 5 min,每孔加 0.2 mL 新鲜配制
的含有 0.2 mL MTT 的无血清培养基,在 37℃继续培
养 4 h,再离心,倒出上清液,加 0.2 mL 二甲基亚砜溶
解 MTT 甲臜沉淀,超声 5 min,混匀,在酶标仪上于
570 nm的波长处测定吸光度(A)。按(1-A 样品组/A 对照组)×
100%计算细胞增殖抑制率。
2.3 抗肿瘤活性体内试验
选用体重 18~22 g 的 KM 小鼠 50 只和生长良好
的 HepG2细胞,将 HepG2细胞制成细胞悬液,接种于
小鼠右侧腋部皮下,约 5×106个细胞/只。随机分成 5组,
每组 10只,接种 24 h后开始给药。 其中,乙酸乙酯层
高、中、低剂量组(100、200、400 mg/kg),每日灌胃给
药 1 次,共 14 次;环磷酰胺(CTX)阳性对照组腹腔注
射给药(30 mg/kg),第 1、8 天给药,共给药 2 次;另设
空白对照组,给予等体积生理盐水。 停药后 24 h处死
动物,称体重、瘤重,计算各组平均瘤重。 按下列公式
计算肿瘤抑制率:抑瘤率=(1-治疗组平均瘤重/空白
对照组平均瘤重)×100%。
2.4 统计学方法
采用统计软件 SPSS 19.0 对实验数据进行分析,
计量资料数据以均数±标准差(x±s)表示,采用 t 检
验。 计数资料以率表示,采用 χ2检验。 以 P < 0.05为
差异有统计学意义。
3 结果
3.1 蒌蒿不同提取层对细胞增殖的抑制作用
结果表明,四种提取层对 HepG2 细胞增殖均有
一定程度的抑制作用,其中,乙酸乙酯层的抑制作用
最强,并且随着浓度的递增,抑制作用也逐渐增强,提
示蒌蒿的乙酸乙酯层对肿瘤细胞具有较强的细胞毒
作用。 见表 1。
3.2 乙酸乙酯层的抑瘤作用
结果表明,乙酸乙酯层表现出较强的肿瘤抑制作
用,并且随着给药剂量的增加,瘤重逐渐下降,说明抑
瘤率显著增强。再次确定了乙酸乙酯层为抗肿瘤的有
效部位。 见表 2。
4 讨论
本实验对蒌蒿 4 种提取层进行了体外抗肿瘤细
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中国医药导报 2015 年 4月第 12卷第 12期
CHINA MEDICAL HERALD Vol. 12 No. 12 April 2015
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石油醚层
氯仿层
乙酸乙酯层
水饱和正丁醇层
10
100
1000
10
100
1000
10
100
1000
10
100
1000
2.74
15.87
37.46
1.43
10.51
28.65
15.64
42.41
78.21
0.13
6.87
15.28
不同提取层 浓度(g/L) 细胞增殖抑制率(%)
表 2 乙酸乙酯层对小鼠 HepG2 肉瘤的抑制作用(x±s,n = 10)
注:与空白对照组比较,*P < 0.05
空白对照组
CTX阳性对照组
乙酸乙酯层组
-
30
100
200
400
20.03±0.72
19.78±0.98
20.24±1.11
20.12±1.05
20.35±1.12
25.89±1.57
23.07±1.92
24.45±1.46
23.42±.0.75
23.21±1.15
2.15±0.61
0.19±0.05*
1.35±0.67*
1.04±0.54*
0.61±0.32*
-
91.16
37.21
51.63
71.63
组别
剂量
(mg/kg)
瘤重(g)
抑瘤率
(%)
体重(g)
开始 结束
表 1 不同提取层细胞增殖抑制率比较
胞毒性试验,筛选出对 HepG2 有较好的细胞增殖抑
制作用的有效部位。 结果,乙酸乙酯层在 1000 g/L 时
细胞增殖抑制率可达 78.21%,说明乙酸乙酯层为其有
效部位。石油醚层、氯仿层、水饱和正丁醇层对 HepG2
细胞增殖也有一定的抑制作用。 体内抗肿瘤结果显
示,乙酸乙酯层在 100 mg/kg 对小鼠 HepG2 肉瘤的抑
制率为 37.21%;当浓度增至 400 mg/kg 时,抑瘤率高
达 71.63%,说明乙酸乙酯层对 HepG2 细胞增殖有显
著的抑制作用,并对小鼠移植性 HepG2 瘤有较强的
抑制作用,随着给药剂量的增加,瘤重逐渐下降,抑瘤
率明显升高。
抗肿瘤药物也是临床药物治疗中使用量较大的
一类,在所有类别药物的不良反应中抗肿瘤药物不良
反应报告占了很大比例[14]。 寻找天然抗肿瘤活性成分
是抗癌药物研究的一个重要途径,天然药物单体联合
西药化疗治疗肿瘤疾病是又一重要途径 [15],利用这些
天然活性物质进行结构修饰和优化,提高活性强度和
选择性,改善物理化学性质和代谢动力学性质,是另
一重要途径[16-17]。
鉴于蒿属植物在抗肿瘤方面的广泛研究与应
用[18-28],对蒌蒿抗肿瘤活性层进行分离、纯化及结构鉴
定,再进行体外、体内试验,比较活性成分与抗肿瘤作
用二者之间的量效和构效关系,为最终阐明蒌蒿的抗
肿瘤活性化学物质基础,得到一系列抗肿瘤活性的活
性成分,同时为研究和开发具有自主知识产权的高效
低毒抗肿瘤药奠定基础。
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