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Antiviral effect of Folium Isatidis on herpes simplex virus type Ⅰ

大青叶抗单纯疱疹病毒Ⅰ型的活性研究



全 文 :大青叶抗单纯疱疹病毒Ⅰ型的活性研究
方建国1,胡 娅1,汤 杰1,王文清1,杨占秋2
(1.华中科技大学 同济医学院 附属同济医院,湖北 武汉 430030;
2.武汉大学 医学院 病毒学研究所,湖北 武汉 430071)
[摘要] 目的:评价大青叶不同化学部位抗单纯疱疹病毒Ⅰ型的活性。方法:利用 Hep2细胞体外培养系统,
通过噻唑蓝(MTT)比色法和观察细胞病变效应(CPE),以治疗指数(TI)为评价指标,评价大青叶不同化学部位体外
抑制单纯疱疹病毒Ⅰ型(HSVⅠ)对 Hep2细胞的感染作用;并通过改变加药方式,初步探讨抗病毒机制。选择体
外抗病毒活性较强的部位,观察其对HSVⅠ脑炎小鼠的保护作用,以综合评价其抗病毒活性。结果:大青叶Ⅱ~Ⅴ
部位对HSVⅠ有直接灭活作用,各部位均不能阻止HSVⅠ侵入细胞,除Ⅲ,Ⅴ部位外,其余部位均有抑制HSVⅠ生
物合成作用;Ⅳ部位能显著降低HSVⅠ脑炎小鼠死亡率。结论:大青叶Ⅳ部位具有较强的体内外抗 HSVⅠ病毒活
性。
[关键词] 大青叶;单纯疱疹病毒Ⅰ型;抗病毒研究
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2005)17134304
[收稿日期] 20041129
[基金项目] 国家自然科学基金资助项目(39800193)
[通讯作者] 方建国,Tel:(027)83624090,Email:fjg3560@
sina.com
大青叶系十字花科植物菘蓝的干燥叶,具有清
热解毒、凉血利咽之功效。现代医学研究证明,传统
的清热解毒中药是一类针对机体为主的抗感染药
物。临床运用大青叶单方治疗流感、单纯疱疹病毒
性角膜炎等病毒感染性疾病取得了良好的效果[1]。
本研究应用 Hep2细胞体外培养系统,评价大青叶
不同化学部位对Ⅰ型单纯疱疹病毒(HSVⅠ)的抑
制作用,筛选出活性部位;在此基础上,建立小鼠单
纯疱疹脑炎模型,考察体外抗 HSVⅠ活性部位对
HSVⅠ感染小鼠的保护作用,以综合评价其抗病毒
作用。
1 材料与方法
11 材料
111 药材及其化学部位制备 大青叶采自安徽
亳州,经本室方建国副教授鉴定为十字花科植物菘
蓝 IsatisindigoticaFort的干燥叶。药材粉碎成粗
粉,以95%乙醇为溶剂渗漉法提取,经减压浓缩至
无醇味,得到大青叶乙醇总提取物(下简称总提取
物);总提取物拌以硅藻土,采用系统溶剂分离法,依
次以石油醚、氯仿、醋酸乙酯、正丁醇、水加热回流提
取,回收溶剂得到5个不同极性的化学部位浸膏(按
原生药量计,得率分别为 15%,11%,07%,
17%,10%,编以代码简称为大青叶Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,
Ⅴ部位)。各部位浸膏按中药注射剂工艺配液、灌
封、灭菌,制备供试品液。
112 病毒 HSVⅠ F株,为标准株,武汉大学医
学院病毒学研究所提供。在 Hep2细胞上测定
HSVⅠ病毒半数组织细胞感染剂量 TCID50,实验用
感染量为100TCID50。
113 细胞 人喉癌上皮细胞(Hep2细胞),武汉
大学医学院病毒学研究所提供。培养用 MEM培养
基+10%小牛血清,常规加入青霉素(100U·mL-1)、
链霉素(100μg·mL
-1)。
114 动物 昆明种小鼠,雌雄各半,体重 18~22
g,武汉大学医学院实验动物中心提供。
115 试剂 噻唑蓝(MTT,FlukaBiochemika公
司),二甲基亚砜(DMSO,上海菲达有限公司),MEM
(GIBCO公司),新生小牛血清(GIBCO公司),喷昔洛
韦(PCV,湖北省医药工业研究院)。
116 仪器 IF-1型紫外透射反射分析仪(上海
长明光学电子仪器厂),CO2培养箱(美国 Forma公
司),SIK-202型净化工作台(安徽蚌埠净化设备
厂)。
12 方法
121 药物细胞毒性测定 将细胞悬液以8×105·
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mL-1密度接种于96孔细胞培养板中,每孔200μL,
37℃,5%CO2,100%相对湿度培养24h。总提取物
和Ⅰ~Ⅴ部位供试品液均倍比稀释至以下 7个浓
度:128,64,32,16,8,4,2mg·mL-1,加入细胞悬液孔
中,每一药物浓度重复4孔,另设正常细胞对照。相
同条件下继续培养33h,观察细胞病变(CPE)情况,
并以MTT法检测细胞存活率。
122 药物对HSVⅠ的直接灭活作用 将供试品
液与100TCID50·01mL-1的 HSVⅠ等体积混合,37
℃作用90min后,以此病毒药物混合液感染 Hep2
细胞。37℃,5% CO2吸附 90min,洗涤,加细胞维
持液置37℃,5%CO2培养。每日观察CPE,72h后
以MTT法检测病毒抑制率。采用治疗指数(TI)作
为评价指标来衡量药物对病毒的抑制效力。每一药
物浓度重复4孔,同时设置正常细胞对照、药物对照
及病毒对照。
123 药物对HSVⅠ侵入细胞的阻断作用 用药
物预先处理细胞 90min,洗涤后以 100TCID50·01
mL-1的HSVⅠ攻击,37℃,5% CO2吸附90min后
洗涤,同上法培养与检查。
124 药物对HSVⅠ生物合成的抑制作用 将病
毒感染细胞,吸附 90min后洗涤,加入不同浓度的
供试品液,同上法培养与检查。
125 细胞存活率测定 采用改进的 MTT法[2,3],
吸出培养液,加入 MTT(5mg·mL-1)每孔100μL,继
续培养2h,加 DMSO每孔100μL,振荡混匀后立即
在570nm波长下测定吸光度 A值。
细胞存活率(%)=(药物组平均 A值/细胞对照组平均
A值)×100%
病毒抑制率(%)=
实验组平均 A值-病毒对照组平均 A值
药物组平均A值-病毒对照组平均 A值 ×100%
治疗指数(TI)=半数毒性浓度(TC50)/半数抑制浓度
(IC50)
126 药物对小鼠的急性毒性测定 昆明种小鼠
随机分组,每组 6只,雌雄各半。根据体外实验结
果,选择抑制 HSVⅠ生物合成活性较好的供试品,
以500,1000,1500,2000mg·kg-1剂量管饲各组小
鼠。另设阴性对照组,给予等体积的生理盐水。正
常进食进水,连续观察10d,记录小鼠死亡情况。根
据文献[4]计算各供试品的LD50。
127 药物对HSVⅠ感染小鼠的保护作用 昆明
种小鼠,每组 16只,雌雄各半。感染部位常规消毒
后,经右脑室注射病毒[5],病毒滴度为 100TCID50·
01mL-1,感染剂量为每只002mL。病毒感染后24
h,给药治疗。按药物 LD50的 1/2~1/4作为药物体
内实验的高实验剂量,LD50的 1/12~1/16作为低实
验剂量,每部位药物设高低2个剂量组。另设阳性
药物对照组(PCV:01g·kg-1·d-1),安慰剂组(生理
盐水:05mL·kg-1·d-1),不用药物的对照组(病毒
对照组、正常对照组),连续治疗 5d,观察动物发病
和死亡情况,连续30d。
128 统计学处理 所有数据使用 SPSS100软
件处理,检验水准α=005。
2 结果
21 药物对Hep2细胞的毒性作用 供试品液对
Hep2细胞的毒性作用表现为细胞增殖缓慢、颗粒
较多、折光性强、形态改变、部分细胞破碎脱落。由
于细胞代谢活性降低或死亡,MTT法检测到的活细
胞数减少,故 A值下降。结果表明Ⅰ部位、总部位
毒性较大。Ⅰ ~Ⅴ和总部位 TD50值依次为 47,>
128,334,496,>128,46mg·mL-1。
22 药物对 HSVⅠ的直接杀伤作用 HSVⅠ感染
所致的Hep2细胞CPE特征为细胞肿胀、变圆、细胞
间融合、脱落、碎裂。总提取物及Ⅰ部位不同浓度组
均出现典型的HSVⅠ感染所致 CPE,且细胞存活率
与病毒对照组无显著差别,说明以上两部位不能直
接灭活HSVⅠ。Ⅱ~Ⅴ部位药物在2~64mg·mL-1
含量范围内,随着药物浓度增加,HSVⅠ所致的CPE
程度降低,病毒抑制率与药物浓度呈正相关,说明以
上4个部位具有直接灭活 HSVⅠ的作用。Ⅱ ~Ⅴ
部位对 HSVⅠ的 IC50分别为 573,337,278,384
mg·mL-1,TI依次为>22,10,18,>33。
23 药物阻止HSVⅠ侵入细胞的作用 各部位不
同浓度组均出现典型的 CPE,且细胞存活率与病毒
对照组无显著差别,说明大青叶各部位对病毒侵入
细胞均无阻断作用。
24 药物对HSVⅠ生物合成抑制的作用 大青叶
各部位均能明显抑制 HSVⅠ生物合成,表现在:随
着各部位药物浓度的增加,细胞肿胀、变圆、脱落、碎
裂等特征CPE典型逐渐减弱,病毒抑制率(细胞存
活率)明显升高。根据各部位抑制 HSVⅠ生物合成
的TI值不同,将它们归为4类:①高效:TI>6,即Ⅰ
部位;②有效:6>TI>3,即Ⅳ部位、总提取物、Ⅱ部
位;③低效:TI<3;④无效:药物浓度与病毒抑制率
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无相关性,即Ⅲ,Ⅴ部位(表1)。 25 药物对小鼠的急性毒性测定 总提取物,Ⅰ,
表1 大青叶不同化学部位对HSVⅠ生物合成的抑制作用
部位
不同剂量(mg·mL-1)时的病毒抑制率/%
0.25 0.5 1 2 4 8 16 32
半数毒性剂量
TC50/mg·mL-1
半数抑制剂量
IC50/mg·mL-1
治疗指数
总提取物 21.2 34.8 60.0 63.5 88.5 - - - 4.6 0.9 5.1
Ⅰ部位 14.2 44.5 60.0 98.5 - - - - 4.7 0.7 6.7
Ⅱ部位 - - - 30.3 25.8 36.4 43.9 71.2 >128 27.2 >4.7
Ⅲ部位 - - - 5.5 7.5 28.8 21.2 5.5 33.4 - -
Ⅳ部位 - - - 27.3 34.8 53.0 75.6 82.1 49.6 9.4 5.3
Ⅴ部位 - - - 21.2 17.9 17.9 3.9 - >128 - -
Ⅱ,Ⅳ等4部位供试品体外抑制 HSVⅠ生物合成活
性较强,体内检测 LD50依次为 105056,126866,
98440,124460mg·kg-1。
26 药物对HSVⅠ感染鼠存活率和存活时间的影
响 小鼠感染HSVⅠ病毒后第7~10天出现症状,
表现为饮食量减少、体重下降、耸毛、蜷缩、肢体麻
痹、皮肤青紫、腹部肿大、衰竭。感染鼠发病后3~5
d内死亡。经4种供试品治疗后,存活率提高,平均
存活时间(MTD)延长,但仅Ⅳ部位高剂量组与生理
盐水组、病毒对照组差别有统计学意义(P<005),
且与阳性药物 PCV组疗效相同(P>005),其余部
位各剂量组可认为无效(表2)。
表2 大青叶对HSVⅠ感染小鼠的保护作用(珋x±s,n=16)
部位 剂量/g·kg-1·d-1 存活率/% 平均存活天数/d
总提取物 0.08 46.7 15.7±0.7
0.32 33.3 16.0±2.1
Ⅰ部位 0.08 0.0 12.3±0.6
0.32 73.3 17.8±2.7
Ⅱ部位 0.08 14.2 13.5±0.6
0.32 46.7 16.2±2.1
Ⅳ部位 0.08 80.0 18.3±1.5
0.32 86.71,2) 18.9±0.5
PCV组 0.10 84.6 19.2±0.4
生理盐水组 0.50 23.5 11.8±2.7
病毒对照组 - 0.0 11.2±2.5
正常对照组 - 100.0 30.0
注:与生理盐水组相比1)P<005;与病毒对照组相比2)P<005
3 讨论
31 大青叶作为清热解毒类中药应用于临床多
年,其对病毒感染性疾病的疗效得到了大家的认同。
目前对大青叶的研究尚少,究竟是何种成分起主导
作用,是作用于单一靶点还是作用于不同部位协同
表现其抗病毒作用尚无定论。本实验初步研究了大
青叶的抗病毒的活性成分及作用机制,体外研究结
果显示,大青叶是通过多种有效成分,多环节、多途
径地发挥协同作用而表现出抗病毒功效。抑制
HSVⅠ的生物合成和直接杀灭病毒是大青叶体外
抗病毒的主要作用途径。
32 HSVⅠ是有包膜的病毒,最外层的包膜由脂
质和糖蛋白组成,其中任何一种成分改变,即可使包
膜变性,从而灭活病毒,故推测Ⅱ~Ⅴ部位中的某些
化学成分能使病毒包膜变性以灭活病毒。另外,作
者在体外实验中发现大青叶中某些化学成分单体在
低浓度时有助于细胞正常生长(另文发表),即大青
叶不仅有抗病毒活性,还具有保护细胞的作用。以
上研究结论将指导作者进一步提取分离大青叶中与
抗病毒功效相符的活性物质,并为深入探讨其作用
机制提供科学依据。
33 药物进入机体后,可能与血浆蛋白或组织蛋
白结合,或/和经肝脏酶代谢等一系列复杂的药代动
力学过程,并发挥其生物学作用。因此许多在体外
实验中表现出明显生物学效应的中药单味或中药复
方经体内代谢后活性降低或消失。为了进一步证实
体外有效部位抗 HSVⅠ的效果,作者利用 HSVⅠ
脑炎模型,研究其对 HSVⅠ感染小鼠的保护作用。
结果表明,仅Ⅳ部位表现出明显的抗病毒活性。总
提取物和Ⅰ,Ⅱ部位各剂量治疗组与未经治疗的病
毒感染小鼠相比,虽然存活率有所提高,存活时间有
所延长,但与生理盐水组相比,差异无统计学意义,
故其抗HSVⅠ效果有待证实。
34 病毒性疾病已成为当今人类最主要的感染性
疾病之一,而有效的抗病毒药物寥寥无几,因而抗病
毒药物的研制倍受重视。病毒性疾病的治疗药物发
展较迟缓,主要由于病毒有严格寄生性,与细胞关系
密切,病毒感染细胞后,进入细胞内,在宿主细胞内
利用细胞酶系统复制;有些病毒核酸整合于细胞染
色体,难于清除。病毒严格寄生在细胞内,使得药物
杀伤病毒的同时对机体细胞也有损害。现有的抗病
毒化学药物即因为毒性太大或耐药性的产生,其临
床难以取得令人满意的效果。传统中药的多靶点作
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用机制、低毒副作用、无耐药性等优点使它表现出诱
人的应用前景,筛选高效低毒的抗病毒中药是当前
抗病毒研究热点之一。对清热解毒类中药的现代研
究发现其中不少中药具有抗病毒作用,除杀灭病原
微生物,还具有多种免疫学活性,能非特异性增强免
疫系统功能,改善机体状况,增强对各种感染的抵抗
力。如果能够明确这类药物的抗病毒作用,其意义
是不言而喻的。
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AntiviralefectofFoliumIsatidisonherpessimplexvirustypeⅠ
FANGJianguo1,HUYa1,TANGJie1,WANGWenqing1,YANGZhanqiu2
(1.DepartmentofPharmacy,TongjiHospitalAfiliatedtoTongjiMedicalColege,HuazhongUniversityofScienceand
Technology,Wuhan43003,China;2.InstituteofVirology,MedicalColegeofWuhanUniversity,Wuhan430071,China)
[Abstract] Objective:ToevaluatetheantiviralefectofdiferentchemicalfractionsisolatedfromFoliumIsatidisonherpessimplex
virustypeⅠ (HSVⅠ)Method:AntiHSVⅠefectsofFoliumIsatidiswereinvestigatedinHep2celbyadoptingMTTcolorimetricassay
andobservingcytopathicefect(CPE).Treatmentindex(TI)wasusedtoevaluatetheantiviralactivityofdiferentchemicalfractionsfrom
FoliumIsatidis.TheantiviralmechanismofFoliumIsatidiswasinvestigatedbychangingthediferentwaysofdrugadministration.Result:The
fractionsⅡ~Ⅴ fromFoliumIsatidisinactivateHSVⅠ directly.Noneofthechemicalfractionshadantiviralefectsofadsorptionblocking.
ThechemicalfractionsexceptfractionⅢ andfractionⅤ inhibitedthebiologicalsynthesisofHSVⅠ.ThefractionⅣ significantlyreduce
deathrateofmiceinfectedwithHSVⅠ.Conclusion:ThefractionⅣ fromFoliumIsatidishaspowerfulantiHSVⅠ efectinvitroandinvi
vo.
[Keywords] FoliumIsatidis;herpessimplexvirustypeⅠ;antiviralstudy
[责任编辑 方文贤]
[收稿日期] 20050307
[基金项目] 河南省科技厅自然科学基金项目(004025400)
[通讯作者] 韦大文,Tel:(0371)65676818
紫金散对 H22小鼠肝癌实体瘤及腹水瘤
抑瘤率的实验研究
韦大文1,贾玉梅1,李中正2
(1.河南中医学院,河南 郑州 450008;2.山东中医药大学,山东 济南 250014)
[摘要] 目的:观察紫金散对小鼠H22肝癌腹水瘤及实体瘤的抑瘤率及量效关系。方法:将昆明小鼠移植H22
肝癌细胞后,分为模型组,环磷酰胺组,紫金散低、中、高剂量组,观察紫金散对肝癌腹水瘤及实体瘤的抑瘤率。结
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