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【摘要】
目的利用膜分離技術(shù)分離純化白藜蘆醇,減少污染。方法虎杖苷液態(tài)發(fā)酵后濃縮,用60%的乙醇以1∶8的料液比在常溫下提取,過(guò)濾得到濾液,然后將濾液用兩級(jí)膜進(jìn)行處理,用高效液相色譜(HPLC)法檢測(cè)白藜蘆醇的純度。結(jié)果經(jīng)微濾膜處理后白藜蘆醇的純度達(dá)30.5%,再經(jīng)超濾膜處理,純度達(dá)55.8%。結(jié)論該方法可降低生產(chǎn)成本,不使用有毒有害的溶劑,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
【關(guān)鍵詞】 膜分離技術(shù); 白藜蘆醇; 清潔生產(chǎn)
Abstract:ObjectiveThe membrane separation technology used in the purification of resveratro and reducing pollution were studied. Methods After liquid state fermentation, resveratro was extracted by 60% ethanol at room temperature, solid/liquid ratio 1:8, the filtrate was obtained by filtering, and dealt it with two membrane equipments , the purity of resveratrol was detected by HPLC . ResultsThe purity of Resveratro reached 30.5% after the microfiltration membrane, and after the ultrafiltration membrane the purity of resveratro could reach 55.8%.ConclusionThis method can reduce the cost of production without toxic and harmful solvents and it can realize clean production.
Key words:Membrane separation technology; Resveratro; Clean production
虎杖苷是蓼科蓼屬虎杖干燥根莖中的一種有效成分,也可稱為白藜蘆醇苷。虎杖苷在植物中分布廣,含量高,具有較強(qiáng)的生物活性。虎杖中的虎杖苷的含量在2%左右[1]。白藜蘆醇也是虎杖的有效成分之一,其含量在0.1%~0.2%之間,屬于多酚類化合物。白藜蘆醇有化學(xué)抗癌活性,同時(shí)具有抑制血小板凝聚、保護(hù)缺血器官、抗氧化及抑菌等重要的作用[2],是目前世界上一種最新的藥用保健活性物質(zhì)。目前,該產(chǎn)品國(guó)際市場(chǎng)需求量大,具有良好的市場(chǎng)前景。傳統(tǒng)純化白藜蘆醇的方法主要是大孔樹脂吸附,這種方法主要存在原料消耗大、產(chǎn)品純度不高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、使用有毒化學(xué)物質(zhì)多、污染大等缺點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)利用膜分離技術(shù)純化白藜蘆醇。報(bào)道如下。
1 材料和方法
1.1 儀器、原料、試劑和設(shè)備虎杖苷粗提物(粉末狀,虎杖苷含量14.78%);白藜蘆醇標(biāo)準(zhǔn)品(成都思科華有限責(zé)任公司);乙醇(工業(yè)純);HPLC:戴安VWD3100(配有:紫外檢測(cè)器單通道LPG3400四元梯度泵真空脫氣機(jī)自動(dòng)進(jìn)樣器柱溫箱浙大化學(xué)工作站); AN0298分析天平(上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司); 膜設(shè)備HGDM-1(湖北工業(yè)大學(xué)膜技術(shù)研究所研制); 膜設(shè)備HGDM-2(湖北工業(yè)大學(xué)膜技術(shù)研究所研制)。
1.2 方法
1.2.1 白藜蘆醇的HPLC法檢測(cè)色譜柱C18柱(4.6 mm×150 mm), 柱溫25 ℃;流動(dòng)相甲醇-水為40∶60;流速1 ml/min;進(jìn)樣量20 μl;檢測(cè)波長(zhǎng)305 nm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣的峰面積和進(jìn)樣濃度作回歸曲線,白藜蘆醇的回歸方程為Y = 1.40×108X +1.21×104,相關(guān)系數(shù)r=0.999 913,在20 ~100 μg/ml范圍內(nèi)和峰面積呈線性關(guān)系;虎杖苷的回歸方程為Y=9.61×107X-1.84×105,相關(guān)系數(shù)為r=0.999 82,在20 ~100 μg/ml范圍內(nèi)和峰面積呈線性關(guān)系。
1.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程白藜蘆醇分離純化流程見圖1。
圖1 兩級(jí)膜分離純化白藜蘆醇流程圖(略)
虎杖苷液態(tài)發(fā)酵后濃縮,用60%的乙醇以1∶8的料液比在常溫下提取,過(guò)濾得到濾液,然后將濾液連續(xù)投入微濾膜裝置中,收集其濾液,再將濾液投入超濾膜裝置中,收集其濾液。超濾膜的濃縮液中含有大黃素,可以回收利用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分別記錄時(shí)間、操作壓力、溫度、膜通量等數(shù)據(jù)。
1.2.3 膜的清洗本實(shí)驗(yàn)完成后,微濾膜和超濾膜需要清洗,以恢復(fù)膜的水通量。先用復(fù)合清洗劑清洗 ,然后用次氯酸鈉漂洗,最后用清水洗至中性。觀察膜清洗前后的通量變化情況。
2 結(jié)果
2.1 微濾膜除雜的結(jié)果取物料5 kg進(jìn)行提取,得到提取液79 kg。取一定量的提取液烘干,再用HPLC檢測(cè),白藜蘆醇的純度為8.7%。將提取液連續(xù)投入微濾膜裝置中,出料71.4 kg,用時(shí)5.88 h,平均通量為60.70 L·m-2·h-1。我們考察了微濾膜在進(jìn)口壓力為0.9 MP,出口壓力為0.7 MP,操作溫度控制在45℃左右,流速為4.0 m/s的條件下,膜通量隨時(shí)間的變化關(guān)系。見圖2。
由圖2可以看出,開始運(yùn)行時(shí),膜的通量為124.2 L·m-2·h-1,由于冷的料液的加入,系統(tǒng)的溫度有所降低,所以通量有所下降。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),溫度恒定,由于濾餅的形成和膜的壓實(shí)作用或膜被污染、膜孔被堵塞,造成水通量開始慢慢衰減。衰減到一定程度后,由于膜表面形成了穩(wěn)定的凝膠層,通量趨于穩(wěn)定。停機(jī)時(shí)通量為47.3 L·m-2·h-1。
微濾膜主要是截留脂肪、蛋白等一些大分子雜質(zhì)。取一定量的濾液烘干,再用HPLC檢測(cè),白藜蘆醇的純度為30.5%,白藜蘆醇的純度得到了提高。
2.2 超濾膜濃縮分離的結(jié)果將微濾膜得到的濾液71.4 kg連續(xù)加入超濾膜裝置中,出料60.9 kg,耗時(shí)3.2 h,平均通量為11.08 L·m-2·h-1。我們研究了超濾膜在進(jìn)口壓力為1.5 MP,出口壓力為1.42 MP,操作溫度控制在40℃左右,流速為3.5 m/s的條件下膜通量隨時(shí)間變化的規(guī)律。結(jié)果見圖3。
圖2 微濾膜通量隨時(shí)間的變化曲線(略)
圖3 超濾膜通量隨時(shí)間的變化曲線(略)
由圖3可以看出,開始運(yùn)行時(shí),膜的通量為15.9 L·m-2·h-1 ,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),膜被污染,膜孔被堵塞,通量持續(xù)下降,80 min后,通量衰減比較緩慢,停機(jī)時(shí)的通量為9 L·m-2·h-1。取一定量的濾液烘干,再用HPLC檢測(cè),白藜蘆醇的純度為55.8%。
2.3 膜的清洗結(jié)果結(jié)果見表1。
表1 膜清洗結(jié)果(略)
由表1可以看出膜清洗后的通量可以恢復(fù)到99%以上,所以可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
2.4 精制將超濾膜的濾液進(jìn)行濃縮,回收酒精,將濃縮液用石油醚萃取再結(jié)晶,此時(shí)白藜蘆醇的純度可以達(dá)到95%以上。
3 結(jié)論
膜分離技術(shù)是21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù),包括微濾、超濾、納濾、電滲析、反滲透、膜電解、膜蒸餾、膜萃取等各種技術(shù)[3],具有能耗低、操作溫度低、無(wú)相變、不改變體系的化學(xué)性質(zhì),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地小、操作簡(jiǎn)便易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、污染小等優(yōu)點(diǎn)。
提取液烘干后,白藜蘆醇的純度為8.7%,采用微濾膜對(duì)其進(jìn)行除雜處理,白藜蘆醇純度達(dá)到了30.5%。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,膜通量較高,平均通量為60.7 L·m-2·h-1。
采用超濾膜對(duì)微濾膜濾液進(jìn)行濃縮分離處理,得到的白藜蘆醇的純度為55.8%。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,膜保持良好的通量,平均通量為11.08 L·m-2·h-1。
微濾膜和超濾膜經(jīng)清洗后,膜通量恢復(fù)到原來(lái)的99%以上。
整個(gè)過(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生,能耗低,可降低生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目的。
參考文獻(xiàn)
[1] 高守紅,楊少麟,范國(guó)榮.虎杖苷的研究進(jìn)展[J].藥學(xué)實(shí)踐雜志,2005,23(3):145.
【關(guān)鍵詞】
虎杖;白藜蘆醇;提取分離;研究
虎杖為蓼科植物虎杖的根莖,主要含有[1]蒽醌類、二苯乙烯類、水溶性多糖和鞣質(zhì)等成份。白藜蘆醇和白黎蘆醇苷是虎杖的主要功效成分。白藜蘆醇作為一類親脂性多酚物質(zhì),具有抗血小板凝聚,保護(hù)肝臟,抗腫瘤活性等藥理作用,特別是對(duì)心腦血管系統(tǒng)具有較強(qiáng)的藥理活性。本實(shí)驗(yàn)采用酶法實(shí)驗(yàn),對(duì)虎杖中的白藜蘆醇進(jìn)行提取分離,本研究旨在為虎杖開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
1儀器與試藥
1.1儀器Agilent1100高效液相色譜儀;AG285分析天平;KS-600d超聲清洗器;Delta320pH計(jì);HHW420型三用恒溫水箱。
1.2試藥虎杖粉末,批號(hào):20060829;纖維素酶,批號(hào):F20071116;植物水解酶、植物提取酶;白藜蘆醇對(duì)照品(中國(guó)藥品生物制品檢定所,批號(hào):1535-200001,純度:99.5%;甲醇、乙醇、磷酸、磷酸二氫鉀(分析純);乙腈(色譜純);蒸餾水。
2方法與結(jié)果
2.1白藜蘆醇的測(cè)定方法
色譜條件色譜柱ODSC18;流動(dòng)相乙腈∶水(0.02%磷酸)30∶70;流速1ml/min;柱溫30℃;檢測(cè)波長(zhǎng)303nm;20μl進(jìn)樣環(huán)。理論塔板數(shù)不低于3000;分離度大于1.5。精密稱取干燥白藜蘆醇對(duì)照品330μg,置10ml容量瓶中加甲醇制成濃度33μg/ml的溶液作為對(duì)照品溶液[2]。
2.2單因素考察①試樣的制?。壕芊Q取虎杖粉末若干份,每份約0.1g,再每份加入pH=5.0緩沖鹽溶液5ml。搖勻,在45℃酶解18h后,加入20ml95%乙醇超聲提取30min,取出放冷,定容至25ml,搖勻,過(guò)濾,取續(xù)濾液。②酶種類的篩選:取試樣3份,1份不加酶,其他2份分別加入10mg纖維素酶和植物水解酶,并按色譜條件進(jìn)行測(cè)定,對(duì)于沒(méi)有加入任何酶的試樣,虎杖中白藜蘆醇含量為1.8/mg/g-1,加入纖維素酶試樣中白藜蘆醇含量為4.6/mg/g-1,加入植物水解酶的試樣中白藜蘆醇含量為9.1/mg/g-1。由測(cè)定結(jié)果可知,植物水解酶處理效果最好,白藜蘆醇含量最高,與不加入任何酶的試樣相比較,白藜蘆醇含量提高了4倍。③溫度的選擇:酶的活性與溫度有關(guān),各種酶的溫度需求不同。一般來(lái)說(shuō)[3],溫度越高,酶的反應(yīng)速度越快,但當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),部分酶可能會(huì)失去活性,一般酶的酶解溫度是在30℃~60℃左右,故在實(shí)驗(yàn)中分別選取30℃、40℃、50℃和60℃四個(gè)溫度段。取試樣4份試樣,分別置于不同的溫度段中,30℃時(shí),白藜蘆醇回收率為0.82%;40℃時(shí),白藜蘆醇回收率為1.57%;50℃時(shí),白藜蘆醇回收率為1.49%;當(dāng)是60℃時(shí),白藜蘆醇回收率為1.31%,由此可見,酶解的最適宜溫度為40℃左右。④酶解時(shí)間的選擇:根據(jù)酶的活性及溫度需求,還要找出酶解的時(shí)間。取4份試樣,分別進(jìn)行3h,5h,7h,9h時(shí)間的酶解,經(jīng)過(guò)不同的時(shí)間段后,3h后的白藜蘆醇回收率為0.52%,5h后的白藜蘆醇回收率為1.32%;7h后的白藜蘆醇回收率為1.79%;9h后的白藜蘆醇回收率為1.38%,由以上數(shù)據(jù)可知,酶解最適宜的時(shí)間為7h。⑤酶解pH值及酶量的選擇:采用以上的方法步驟,實(shí)驗(yàn)后通過(guò)數(shù)據(jù)分析可知,虎杖專用酶最適酶解pH=3.0,酶含量為原藥材的30.0%。
3討論
近年來(lái),隨著科技及研究的不斷進(jìn)展,人們對(duì)虎杖白藜蘆醇提取分離已取得了一定的進(jìn)展,一些新的技術(shù)和手段不斷應(yīng)用于這一領(lǐng)域,為白藜蘆醇提取提供了更科學(xué)的方法[4]。本試驗(yàn)采用的白藜蘆醇測(cè)定方法,條件比較穩(wěn)定,分離效果好,可用于虎杖及其制劑的含量測(cè)定。
參考文獻(xiàn)
[1]江曙,朱蓉蓉,張芳,等.虎杖中白藜蘆醇提取方法及工藝的優(yōu)化.南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2006,22(3):197-199.
[2]黃志芳,易進(jìn)海,劉倩伶,等.酶解法提取純化虎杖提取物中白藜蘆醇的工藝研究.天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2009,21(6):1061-1064.
[關(guān)鍵詞] 4-羥基白藜蘆醇甲基化物;3,4,5-三甲氧基苯甲酸;格利雅試劑;縮合反應(yīng)
[中圖分類號(hào)] R944.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210(2012)12(c)-0030-02
白藜蘆醇(resveratrol,3,4′,5-trihydroxy-trans-stilbene)即反式3,4′,5-三羥基茋,廣泛存在于虎杖、葡萄、花生等多種植物中。白藜蘆醇作為一種重要的植物抗毒素,具有抗菌、抗氧化、抗癌、抗血小板凝聚、抗艾滋病等活性[1-5],被譽(yù)為繼紫杉醇后的第二大抗癌藥物。4-羥基白藜蘆醇(4-hydroxy resveratrol,3,4,5,4'-四甲氧基二苯乙烯)是白藜蘆醇的羥基衍生物,實(shí)驗(yàn)證明4-羥基白藜蘆醇對(duì)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)有明顯的抑制作用[6-7],且抗氧化活性遠(yuǎn)強(qiáng)于白藜蘆[8-10],目前尚無(wú)天然動(dòng)植物提取4-羥基白藜蘆醇的報(bào)道,因此化學(xué)合成成為了制備4-羥基白藜蘆醇與其衍生物的重要方法[10-12]。但是由于多羥基的存在不易保存,一般將其進(jìn)行甲基化修飾,增強(qiáng)穩(wěn)定性,增大其生物利用度。
茋類化合物合成方法主要有經(jīng)三苯基膦的烯烴化反應(yīng)[13]、以對(duì)甲氧基苯乙烯和3,4,5-三甲氧基苯基四氟化硼重氮鹽經(jīng)鈀催化的芳基化反應(yīng)[10]等,具有原料價(jià)格昂貴、來(lái)源不易、反應(yīng)條件苛刻、溶劑毒性大等缺點(diǎn)。本文以3,4,5-三甲氧基苯甲酸為原料,通過(guò)還原、鹵代制備3,4,5-三甲氧基氯芐,氯芐制成格利雅試劑與大茴香醛縮合制備了4-羥基白藜蘆醇的四甲基化衍生物,該路線中試劑原料均價(jià)廉易得,反應(yīng)操作簡(jiǎn)單,條件溫和。合成路線見圖1。
1 儀器與試藥
1.1 儀器
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器RE-52A;循環(huán)式真空泵;X-4數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀;ZF7三用紫外分析儀;WQF-200型傅里葉變換紅外光譜儀);H-NMR(Varian Mercury 400核磁共振儀);MS(Kratos MS-80型質(zhì)譜儀)。
1.2 原料與試劑
3,4,5-三甲氧基苯甲酸(張家界貿(mào)源化工有限公司);大茴香醛,BF3/Et2O(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);NaBH4(天津市福晨化學(xué)試劑廠);鎂(湖南匯虹試劑有限公司);SOCl(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);其他試劑均為分析純。
2 方法與結(jié)果
2.1 3,4,5-三甲氧基氯芐(3)的制備
參照文獻(xiàn)[11-12]制備化合物(4)與(3)。3,4,5-三甲氧基苯甲醇(4)的收率為92.1%,折光率為1.514;IR:3 422.00(O-H),2 940.81(C=C-H),1 593.39(C=C),1 236.50(C-O-C),1 127.03(C-O),1 061.9伯醇(C-O),829.20(1,2,3,5-四取代)。3,4,5-三甲氧基氯芐(3)的收率為94.2%,mp.59~60℃(文獻(xiàn)58~61℃);1H-NMR(CDCl3,300 MHz),86.60(S,2H),4.42(S,2H),3.88(S,6H),3.85(S,3H)。
2.2 3,4,5-三甲氧基苯甲基氯化鎂(2)的制備
250 mL的三口燒瓶通入氮?dú)馐蛊績(jī)?nèi)空氣排盡,加入鎂條碎片(1.2 g,0.05 mol),再加少量無(wú)水四氨呋喃(THF)覆蓋鎂條,加入碘晶一粒,至溶液微沸,加入3,4,5-三甲氧基氯芐的無(wú)水THF溶液,反應(yīng)2 h,溶液呈灰綠色體系?;揖G色體系即3,4,5-三甲氧基苯甲基氯化鎂THF溶液 。
2.3 3,4,5,4'-四甲氧基二苯乙烯(1)的合成
不經(jīng)分離,在3,4,5-三甲氧基苯甲基氯化鎂THF溶液中加入對(duì)甲氧基苯甲醛2.0 g,氮?dú)獗Wo(hù),反應(yīng)1 h,加硫酸,加熱至沉淀溶解,二氯甲烷萃取,飽和碳酸氫鈉、飽和食鹽水洗滌,干燥,抽濾,濾液旋蒸除去溶劑,得白色產(chǎn)品,產(chǎn)品經(jīng)柱層析得白色結(jié)晶3,4,5,4'-四甲氧基二苯乙烯1.27 g,收率18.4%。mp.159℃(文獻(xiàn)157℃)。1H-NMR(CDCl3):δ 7.43~7.46(d,2H),7.0(d,1H),6.95~6.87(m,3H),6.72(s,2H),3.91(s,6H),3.87(s,3H),3.83(s,3H);13C-NMR(CDCl3):δ159.3, 153.4, 137.6,133.5,130.0,127.8,127.6,126.6,114.2,103.3,61.0,56.1,55.3;MS m/z 301。
3 討論
本文以廉價(jià)的3,4,5-三甲氧基苯甲酸為原料,通過(guò)還原、鹵代制備3,4,5-三甲氧基氯芐,再經(jīng)制備格利雅試劑與大茴香醛縮合制備了目標(biāo)化合物4-羥基白藜蘆醇的四甲基化衍生物,總收率15.96% 。該路線能順利實(shí)現(xiàn)4-羥基白藜蘆醇甲基化物的全合成,原料價(jià)廉易得,反應(yīng)條件溫和,操作簡(jiǎn)便。但是(1)的合成收率較低,可能是鹵代烴較活潑,在制備格利雅試劑時(shí)會(huì)生成偶聯(lián)副產(chǎn)物導(dǎo)致。該路線能為全合成4-羥基白藜蘆醇的甲基化物提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
[參考文獻(xiàn)]
[1] Filip V,Ploekova M,Smidrkal J,et al,Resveratrol and its antioxidant and antimicrobial effectiveness [J]. Food Chem,2003,83(4):585-593.
[2] 陳國(guó)良,耿春梅,劉湘永.白藜蘆醇衍生物及類似物的研究進(jìn)展[J].藥學(xué)進(jìn)展,2006,30(4):145-150.
[3] Minnie Holmes-Mcnary,Albert S,Baldvin JR. Chemopreventive properities of trans-resveratrol with inhibition of activation of the I κB Kinase [J]. Cancer Res,2000,60(13):3477-3483.
[4] Mertens,Talcott SU,Percival SS. Ellagic acid and quercetininteract synergistically with resveratrol in the induction of apoptosis and cause transient cell cycle arrest in humanleukemiaee US [J]. Cancer Lett,2005,218(2):141-151.
[5] 金順姬,段錠,黃梅,等.白藜蘆醇和抗壞血酸對(duì)預(yù)防非典型肺炎方劑Ⅰ和Ⅵ所致小鼠外周血液淋巴細(xì)胞DNA損傷的保護(hù)作用[J].中草藥,2003,34(12):1114-1117.
[6] Filip V,Ploekova M,Smidrkal J,et al,Resveratrol and its an-tioxidant and antimicrobial effectiveness [J]. Food Chem,2003,83(4):585-593.
[7] Murias M,Jager W,Handler N,et al. Antioxidant,prooxidant and cytotoxic activity of hydrox ylated resveratrol analogues:structure-activity relationship [J]. Biochem Pharmacol,2005,69(6):903-912.
[8] 馮磊,金堅(jiān),陶文沂,等.白藜蘆醇抑制耐阿霉素人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7/ADM增殖的研究[J].中國(guó)生化藥物雜志,2007,28(4):240-243.
[9] Gosslau A,Chen M,Ho CT,et al. A methoxy derivative of resveratrol analogue selectively induced activation of the mitochondrial apoptotic pathway in transformed fibroblasts [J]. Br J Cancer,2005,92(3):513-521.
[10] Moro AV,Sega PF. Heck arylation of styrenes with arenediazonium salts:short,efficient,and stereoselective synthesis of resveratrol,DMU-212,and analogues [J]. Tetrahedron Letters,2008,49:5668-5671.
[11] Alonso F,Riente P,Yus M. Synthesis of resveratrol,DMU-212 and analogues through a novel wittig-type olefination promoted by nickel nanoparticles [J]. Tetrahedron Letters,2009,50:3070-3073.
[12] 陳文明,黃培,黃珍輝,等.天然活性化合物羥基白藜蘆醇中間體的制備研究[J].湖南中醫(yī)雜志,2011,27(12):116-117.
[關(guān)鍵詞]白藜蘆醇;乙醇;自發(fā)運(yùn)動(dòng);應(yīng)激反應(yīng);行為
[中圖分類號(hào)] R-332 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721(2016)08(b)-0015-04
乙醇是一種水溶性以及脂溶性都非常好的極性小分子,對(duì)包括血-腦脊液屏障在內(nèi)的各種生物膜都具有很強(qiáng)的穿透力,對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的功能有顯著影響。動(dòng)物研究實(shí)驗(yàn)表明,乙醇對(duì)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力、感覺(jué)能力乃至包括學(xué)習(xí)和記憶在內(nèi)的高級(jí)認(rèn)知功能都有損傷作用[1-4]。
斑馬魚是一種在發(fā)育生物學(xué)以及遺傳學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用的模式生物,近年來(lái)在神經(jīng)藥理學(xué)研究中的應(yīng)用也逐漸增多。急性乙醇處理對(duì)斑馬魚的神經(jīng)系統(tǒng)功能以及相關(guān)的行為學(xué)指標(biāo)也有顯著的影響[5-7]。
白藜蘆醇是一種主要來(lái)源于花生、葡萄、藍(lán)莓、虎杖等植物的天然多酚類化合物,有明顯的生物活性,具有保護(hù)心血管系統(tǒng)、延緩衰老以及抗癌等功效,同時(shí)對(duì)于乙醇導(dǎo)致的肝臟以及神經(jīng)系統(tǒng)損傷具有一定的緩解作用[8-10]。
本研究以新興模式生物斑馬魚作為研究對(duì)象,探討白藜蘆醇處理對(duì)斑馬魚幼魚在急性乙醇作用下自發(fā)運(yùn)動(dòng)、受激運(yùn)動(dòng)的影響。
1材料和方法
1.1動(dòng)物
野生型AB型斑馬魚來(lái)源于復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院轉(zhuǎn)化中心,按照Westerfield所著的書[11]中的方法進(jìn)行養(yǎng)殖和繁殖,室溫和水溫均為(28.5±0.5)℃,每日14 h光照,10 h黑暗循環(huán)(亮燈時(shí)間:8∶00,暗燈時(shí)間:22:00)。
1.2試劑
乙醇為優(yōu)級(jí)純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑;白藜蘆醇購(gòu)自Vetec公司;鏈霉蛋白酶購(gòu)自羅氏公司。
1.3藥物制備
1.3.1鏈霉蛋白酶制備 取1 g鏈霉蛋白酶,用22.2 ml的滅菌水溶解于50 ml離心管,密封試管,置于37℃水浴45 min,輕柔震蕩,制得濃度為45 mg/ml的鏈霉蛋白酶,分裝置于超低溫冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2乙醇溶液制備 分別量取乙醇0.2、0.4、0.8 ml,均使用系統(tǒng)水定容至20 ml,制得濃度(v/v%)為1.0%、2.0%、4.0%的乙醇溶液。
1.3.3白藜蘆醇溶液制備 電子天平稱取白藜蘆醇粉末0.030 g,使用系統(tǒng)水定容至1 L,制得濃度為0.03 g/L的白藜蘆醇溶液。
1.4儀器
電子天平:德國(guó)Sartorius公司;隔水式恒溫培養(yǎng)箱:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;Milli-Q超純水系統(tǒng):美國(guó)Millipore公司;體視顯微鏡:德國(guó)Zeiss公司;斑馬魚行為學(xué)分析系統(tǒng):法國(guó)ViewPoint公司;細(xì)胞培養(yǎng)TC24孔板(每孔半徑r=8 mm):上海吉泰遠(yuǎn)成生物科技有限公司。
1.5白藜蘆醇預(yù)處理
取自然繁殖的0 dPF魚卵若干顆,用鏈霉蛋白酶進(jìn)行脫膜處理。取成功脫模且狀態(tài)良好的魚卵300顆并均分為兩組,即白藜蘆醇處理組和白藜蘆醇非處理組。白藜蘆醇處理組魚卵使用0.03 g/L的白藜蘆醇溶液從0 dPF養(yǎng)殖到4 dPF,再將0.03 g/L的白藜蘆醇溶液換成系統(tǒng)水,養(yǎng)殖至5 dPF。白藜蘆醇非處理組魚卵使用系統(tǒng)水從0 dPF養(yǎng)殖到5 dPF。
1.6行為學(xué)檢測(cè)
將幼魚轉(zhuǎn)移至24孔板中,每孔1條幼魚。向孔中加入1 ml不同濃度的乙醇溶液(0.0%、0.5%、1.0%、2.0%)。將24孔板放入行為學(xué)分析系統(tǒng)箱體中。
1.7開放曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)
斑馬魚幼魚可以在每個(gè)孔中自由游動(dòng),由箱體內(nèi)攝像機(jī)記錄每個(gè)孔中斑馬魚幼魚的游動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)周期設(shè)置為40 min,分別是1~25 min處于光照適應(yīng)期(正常環(huán)境)、26~30 min處于光照測(cè)試期(正常環(huán)境)、31~35 min處于黑暗期、36~40 min光照恢復(fù)(正常環(huán)境)。光照期:光照強(qiáng)度為100 Lux;黑暗期:光照強(qiáng)度為0 Lux。白藜蘆醇處理組和白藜蘆醇非處理組各測(cè)試3組,所有實(shí)驗(yàn)均在9:00~16:00完成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)室周圍保持安靜,行為學(xué)檢測(cè)的室溫和水溫均為(28.5±0.5)℃。
1.8統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
采用Viewpoint軟件分析開放曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的視頻,導(dǎo)出游動(dòng)距離、平均游動(dòng)速度、游動(dòng)時(shí)間等運(yùn)動(dòng)參數(shù),30 s/次,并輸出相關(guān)數(shù)據(jù)。主要分析第26~30分鐘光照w行分析,數(shù)據(jù)比較采用雙因素方差分析和Sidak分析,統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)水平設(shè)為0.05,以P
2結(jié)果
2.1早期白藜蘆醇處理對(duì)急性乙醇作用下斑馬魚幼魚自發(fā)運(yùn)動(dòng)的影響
2.1.1光照期 雙因素方差分析顯示,F(xiàn)乙醇=45.96,P乙醇
2.1.2黑暗期 雙因素方差分析顯示,F(xiàn)乙醇=21.14,P乙醇
2.2早期白藜蘆醇處理對(duì)急性乙醇作用下斑馬魚幼魚對(duì)光照變化應(yīng)激的影響
在2.0%乙醇作用下,白藜蘆醇處理組和非處理組的光照游動(dòng)距離與黑暗游動(dòng)距離比值均顯著增加(P均
3討論
Karlsson等[12]給予小鼠不同濃度的乙醇,通過(guò)行為學(xué)測(cè)定發(fā)現(xiàn)低濃度乙醇能促進(jìn)小鼠的自發(fā)活動(dòng)水平,高濃度乙醇則出現(xiàn)自發(fā)活動(dòng)水平被抑制的現(xiàn)象,這與成年斑馬魚對(duì)乙醇的反應(yīng)基本一致,即在較低濃度乙醇的急性處理下表現(xiàn)出自發(fā)運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng),隨著乙醇濃度的逐漸增高表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)的抑制,同時(shí)失去了對(duì)環(huán)境中刺激因素的反應(yīng)[5]。本研究結(jié)果顯示,在光照環(huán)境中給予斑馬魚幼魚乙醇刺激,其自發(fā)活動(dòng)水平隨著乙醇濃度的增高而增加,這一現(xiàn)象與本研究的實(shí)驗(yàn)對(duì)象有關(guān)。5 dPF的斑馬魚幼魚已經(jīng)可以出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)[6],但與成魚相比較,神經(jīng)系統(tǒng)并未發(fā)育完全,對(duì)乙醇濃度的敏感性較低[7],所以會(huì)產(chǎn)生2.0%乙醇作用的斑馬魚幼魚在光照環(huán)境下自發(fā)運(yùn)動(dòng)水平上升的現(xiàn)象。
Emran等[13]的研究顯示,在斑馬魚幼魚發(fā)育到4 pPF時(shí),野生型斑馬魚幼魚對(duì)光線的刺激已經(jīng)有相應(yīng)的反應(yīng),即無(wú)論是光線突然從明亮變黑暗還是光線突然從黑暗變明亮,斑馬魚幼魚都會(huì)出現(xiàn)驚嚇?lè)磻?yīng),因此,當(dāng)光線由明轉(zhuǎn)暗時(shí),斑馬魚幼魚會(huì)出現(xiàn)游動(dòng)的增加,這與光線變化所導(dǎo)致的應(yīng)激作用相關(guān)。由于斑馬魚在黑暗中游動(dòng)多,在光亮中游動(dòng)少,因此光亮中游動(dòng)距離與黑暗中游動(dòng)距離的比值一般1,提示在高濃度乙醇作用下,斑馬魚幼魚的應(yīng)激反應(yīng)已基本消失。
Liu等[14]的研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇干預(yù)可以通過(guò)其良好的抗氧化作用緩解小鼠慢性溫和應(yīng)激導(dǎo)致的抑郁癥狀,從而提高小鼠的自發(fā)活動(dòng)水平。本研究中,在中低濃度乙醇的作用下,白藜蘆醇處理組的游動(dòng)距離比值均高于非處理組,說(shuō)明白藜蘆醇預(yù)處理可以降低斑馬魚幼魚因乙醇誘導(dǎo)的應(yīng)激反應(yīng)增加。Hu等[15]的研究顯示,白藜蘆醇可以緩解腦內(nèi)因可卡因戒斷導(dǎo)致的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)上升;而在高濃度乙醇作用下,白藜蘆醇處理組對(duì)應(yīng)激反應(yīng)消失的作用并不明顯,這可能與預(yù)處理的白藜蘆醇濃度有關(guān)。斑馬魚幼魚的給藥方式主要通過(guò)皮膚吸收,因此斑馬魚生活的水環(huán)境是唯一的給藥介質(zhì),而白藜蘆醇作為天然單體化合物,其在水中溶解度較低,僅為0.03 g/L。本研究選擇該濃度為干預(yù)濃度,已發(fā)現(xiàn)其對(duì)乙醇造成的行為異常有一定的緩解作用,在進(jìn)一步的研究中可嘗試提高白藜蘆醇的給藥濃度,從而進(jìn)一步探索白藜蘆醇對(duì)神經(jīng)損傷的具體緩解途徑。
本研究中,在相同濃度乙醇的情況下,白藜蘆醇處理組的斑馬魚幼魚游動(dòng)距離均多于非白藜蘆醇處理組,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Pal等[16]在白藜蘆醇對(duì)氟化物誘導(dǎo)的基因損傷的作用研究中發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇干預(yù)后腦內(nèi)多巴胺含量顯著增加,這說(shuō)明白藜蘆醇可能會(huì)通過(guò)增加多巴胺含量來(lái)增加斑馬魚幼魚的自發(fā)游動(dòng)水平。在柳富平等[17]對(duì)多巴胺和運(yùn)動(dòng)能力的研究中也驗(yàn)證了多巴胺含量增加可以提高運(yùn)動(dòng)能力這一觀點(diǎn)。
[參考文獻(xiàn)]
[1]Buske C,Gerlai R.Early embryonic ethanol exposure impairs shoaling and the dopaminergic and serotoninergic systems inzebrafish[J].Neurotoxicol Teratol,2011,33(6):698-707.
[2]Mathur P,Guo S.Differences of acute versus chronic ethanol exposure on anxiety-like behavioral responses in zebrafish[J].Behav Brain Res,2011,219(2):234-239.
[3]Parker MO,Annan LV,Kanellopoulos AH,et al.The utility of zebrafish to study the mechanisms by which ethanol affects social behavior and anxiety during early brain development[J].Proq Neuropsychopharmacol Bio Psychiatry,2014,55:94-100.
[4]Pittman JT,Lott CS.Startle response memory and hippocampal changes inzebrafish pharmacologically-induced to exhibit anxiety/depression-like behaviors[J].Physiol Behav,2014,123(2):174-179.
[5]Gerlai R,Lee V,Blaser R.Effects of acute and chronic ethanol exposure on the behavior ofzebrafish (Danio rerio)[J].Pharmacol Biochem Behav,2006,85(4):752-761.
[6]Lockwood B,Bjerke S,Kobayashi K,et al.Acute effects of alcohol on larval zebrafish:a genetic system for large-scale screening[J].Pharmacol Biochem Behav,2004,77(3):647-654.
[7]Guo N,Lin J,Peng X,et al.Influences of acute ethanol exposure on locomotor activities of zebrafish larvae under different illumination[J].Alcohol,2015,49(7):727-737.
[8]Tiwari V,Chopra K.Resveratrol prevents alcohol-induced cognitive deficits and brain damage by blocking inflammatory signaling and cell death cascade in neonatal rat brain[J].J Neurochem,2011,117(4):678-690.
[9]Gonzalez A,Pariente JA,Salido GM.Ethanol stimulates ROS generation by mitochondria through Ca2+ mobilization and increases GFAP content in rat hippocampal astrocytes[J].Brain Res,2007,1178(6):28-37.
[10]Tiwari V,Chopra K.Resveratrol abrogates alcohol-induced cognitive deficits by attenuating oxidative-nitrosative stress and inflammatory cascade in therat brain[J].Neurochem Int,2013,62(6):861-869.
[11]Westerfield M.The zebrafish book:a guide for the laboratory use of zebrafish,Brachydanio rerio[M].Eugene,OR:University of Oregon Press:1995
[12]Karlsson O,Roman E.Dose-dependent effects of alcohol administration on behavioral profiles in the MCSF test[J].Alcohol,2016,50:51-56.
[13]Emran F,Rihel J,Dowling AJE.A behavioral assay to measure responsiveness of zebrafish to changes in light intensities[J].J Vis Exp,2008,20(20):e923.
[14]Liu S,Li T,Liu H,et al.Resveratrol exerts antidepressant properties in the chronic unpredictable mild stress model through the regulation of oxidative stress and mTOR pathway in the rat hippocampus and prefrontal cortex[J].Behav Brain Res,2016,302:191-199.
[15]Hu P,Zhu W,Zhu C,et al.Resveratrol fails to affect cocaine conditioned place preference behavior,but allevistes anxiety-like behaviors in cocaine withdrawn rats[J].Psychopharmacology(Berl),2006,233(7):1279-1287.
[16]Pal S,Sarkar C.Protective effect of resveratrol on fluoride induced alteration in protein and nucleic acid metabolism,DNA damage and biogenic amines in rat brain[J].Environ Toxicol Pharmacol,2014,38(2):684-699.
[關(guān)鍵詞] 白藜蘆醇;椎間盤突出;盤髓核細(xì)胞;細(xì)胞因子
[中圖分類號(hào)] R9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-0742(2013)08(c)-0057-02
腰椎間盤突出是一種慢性退行性疾病,其確切病因和病理生理機(jī)制仍不清楚[1]。目前,炎癥因素在椎間盤退變中的作用日益受到關(guān)注[2]。參與椎間盤突出的炎癥介質(zhì)有很多,包括IL-6、IL-1β、TNF-α和PGE2等[3]。IL-1β可以促使內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生多種生物活性物質(zhì),還可以激活腦內(nèi)的多種酶,如COX-2、iNOS等[4]。因此,以IL-1β作為炎癥反應(yīng)的誘導(dǎo)物,可廣泛應(yīng)用于各種細(xì)胞模型當(dāng)中。該實(shí)驗(yàn)旨在探討白藜蘆醇對(duì)IL-1β誘導(dǎo)椎間盤細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的影響,為研究椎間盤退行性病變的防治提供理論依據(jù)?,F(xiàn)報(bào)道如下。
1 資料與方法
1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑
白藜蘆醇購(gòu)自Sigma-Adrich公司(純度>99%)。用DMSO配制成 0.2 mol/L 母液備用,使用前DMSO終濃度不高 0.1 %。IL-6和IL-8購(gòu)自深圳欣博盛生物科技有限公司。IL-1β購(gòu)自Sigma-Adrich。細(xì)胞培養(yǎng)板購(gòu)自Corning。
1.2 髓核細(xì)胞的原代培養(yǎng)
將椎間盤手術(shù)患者術(shù)體內(nèi)獲取的椎間盤組織用D-Hanks液清洗,并將髓核組織與纖維環(huán)及纖維環(huán)交界區(qū)組織剪成1 mm3的小塊, 反復(fù)洗滌后加入0.25%的胰蛋白酶消化15 min。離心洗滌后繼續(xù)用0.2% II型膠原酶消化4 h。用完全培養(yǎng)基終止消化并用200目尼龍網(wǎng)過(guò)濾后,吹打成細(xì)胞懸液后接種于6孔板中,37℃、5% CO2條件下培養(yǎng)。
1.3 實(shí)驗(yàn)分組與處理
待髓核細(xì)胞生長(zhǎng)至融合度為90%左右時(shí),根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆譃榻M:①空白對(duì)照組:僅加入0.1% DMSO;②IL-1β組(陽(yáng)性對(duì)照組):加入5 ng/mL IL-1β作用2 h;③Res組:加入終濃度為5 μmol/ L、30 μmol/L、50 μmol/L 3種濃度,按不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆謩e作用 0 h、12 h、24 h、36或48 h。培養(yǎng)中止后收集細(xì)胞,進(jìn)行測(cè)定。
1.4 ELISA檢測(cè)IL-8和IL-6的產(chǎn)生
收集感染后24孔板中細(xì)胞上清液,按照ELASA 試劑盒說(shuō)明書檢測(cè)IL-8、IL-6的水平。即,100 μL細(xì)胞上清液加入到每個(gè)捕獲抗體包被的微孔板中,室溫孵育2 h。洗板后,加入100 μL檢測(cè)抗體,室溫繼續(xù)孵育2 h。隨后棄混合物,每孔加入100 μL streptavidin-HRP,室溫避光孵育20 min。最后,每孔加入100 μL底物,室溫避光孵育20 min,然后加入50 μL終止液,分光光度計(jì)檢測(cè)450 nm處OD值。
1.5 統(tǒng)計(jì)方法
采用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理數(shù)據(jù),結(jié)果采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,多組比較采用one-way方差分析并行Student’s t檢驗(yàn)。
2 結(jié)果
2.1 髓核細(xì)胞的分離與培養(yǎng)
人椎間盤髓核組織培養(yǎng)后4 h,細(xì)胞尚未完全貼壁,形態(tài)學(xué)表現(xiàn)為圓形,胞漿比例較大,細(xì)胞核清亮。繼續(xù)培養(yǎng)5~7 d后,髓核細(xì)胞開始貼壁并轉(zhuǎn)化為梭形原代細(xì)胞且呈單層生長(zhǎng)。隨后細(xì)胞間開始有突起相連接。15~20 d后融合成片。
2.2 不同濃度白藜蘆醇對(duì)IL-1β誘導(dǎo)髓核細(xì)胞產(chǎn)生IL-6和IL-8的影響
髓核細(xì)胞未經(jīng)任何處理情況下,產(chǎn)生的IL-6和IL-8較低。IL-1β作用2 h后,IL-6和IL-8產(chǎn)生顯著增多。而細(xì)胞隨后用5 μmol/ L、30 μmol/L、50 μmol/L白藜蘆醇處理后,IL-6和IL-8含量隨著白藜蘆醇濃度的遞增而逐漸降低。見圖1。
2.3 白藜蘆醇不同時(shí)間對(duì)IL-1β誘導(dǎo)髓核細(xì)胞產(chǎn)生IL-6和IL-8的影響
髓核細(xì)胞用5 ng/mL IL-1β作用12 h即可誘導(dǎo)較高水平的IL-6和IL-8表達(dá)。其峰值位于24 h。而采用50 μmol/L 白藜蘆醇作用后,IL-8和IL-8水平明顯低于IL-1β組。見圖2。
3 討論
隨著對(duì)炎性因子的深入研究,發(fā)現(xiàn)其不僅在導(dǎo)致疼痛的過(guò)程中發(fā)揮重要作用,而且還參與了椎間盤的退變。IL-6是一種具有許多生物學(xué)功能的細(xì)胞因子,對(duì)多種細(xì)胞的生長(zhǎng)、化及基因表達(dá)都有影響,在椎間盤退行性病變中起重要作用[5]。研究顯示,突出腰椎間盤組織培養(yǎng)液中IL-6含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常椎間盤組織.腰椎間盤中的IL-6可能是通過(guò)自分泌或旁分泌方式產(chǎn)生,并作用于椎間盤自身細(xì)胞從而產(chǎn)生一系列病理效應(yīng)。和IL-6一樣,IL-8作為重要的白細(xì)胞趨化因子,對(duì)特異和非特異的免疫反應(yīng)細(xì)胞具有強(qiáng)烈的趨化作用,并能調(diào)節(jié)細(xì)胞同血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附和相互作用[6]。目前發(fā)現(xiàn)IL-8是多種原因所致的缺血再灌注損傷過(guò)程和全身性失控炎癥反應(yīng)的主要炎癥因子,同時(shí)也可能參與椎間盤組織的退變[7]。
該實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果顯示,單純的髓核細(xì)胞本身分泌IL-6和IL-8不多。給予IL-1β刺激后,其含量顯著增高。而給予白藜蘆醇預(yù)處理后,髓核細(xì)胞中IL-6和IL-8含量隨著白藜蘆醇濃度的增高而明顯降低,這表明白藜蘆醇落能夠抑制退變椎間盤組織中IL-6和IL-8的異常表達(dá),對(duì)阻止頸椎間盤退變具有良好作用。白藜蘆醇通過(guò)阻止退變頸椎間盤炎性因子的滲出,從而阻斷了炎性因子對(duì)頸椎體的破壞作用,但究竟其影響機(jī)制如何,尚需進(jìn)一步研究。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 楊文華. 老年性腰椎間盤突出特點(diǎn)及中西藥結(jié)合治療探析[J]. 當(dāng)代醫(yī)學(xué), 2012,18(35):152-153.
[2] 王娜, 趙丹慧, 田偉. 椎間盤突出癥局部炎癥機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 國(guó)外醫(yī)學(xué)(骨科學(xué)分冊(cè)), 2005,26(4):228-230.
[3] 項(xiàng)菁, 劉君, 黃擁軍. 腰椎病突出椎間盤組織炎癥因子含量與直腿抬高的相關(guān)性研究[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新, 2010,7(18):18-19.
[4] 潘樹和, 高云. 補(bǔ)腎壯督通絡(luò)法對(duì)腰椎間盤突出癥引起的自身免疫性炎癥的作用[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 2010,(12):245-246.
[5] 尚琦松, 黃擘, 盛文輝, 等. 炎性因子TNF―α及IL-18與椎間盤退變的相關(guān)性研究[J]. 中國(guó)矯形外科雜志, 2009,17(5):385-387.
[6] 史銳. 退變腰椎間盤組織中MMP-3、IL-1、TNF-α的表達(dá)變化及意義[J]. 山東醫(yī)藥, 2012,52(30):67-68.
【摘要】 目的 探討白藜蘆醇(Resveratrol,Res)體外抑制U251、U87和SHG44腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長(zhǎng)及誘導(dǎo)凋亡的不同作用比較,驗(yàn)證Res確可導(dǎo)致U251細(xì)胞凋亡。方法 MTT比色法測(cè)量不同劑量的Res作用U251、U87和SHG44膠質(zhì)瘤細(xì)胞24h后對(duì)增殖的影響及不同劑量的Res作用U251、U87和SHG44細(xì)胞6h、24h、48h后的影響。流式細(xì)胞儀用Annexin VFITC和PI雙染檢測(cè)U251、U87和SHG44細(xì)胞凋亡率。HE染色、Hoechst 33342熒光染色、透射電鏡(TEM)觀察U251細(xì)胞形態(tài)改變,流式細(xì)胞儀測(cè)定U251細(xì)胞的細(xì)胞周期改變。結(jié)果 Res明顯抑制U251、U87和SHG44細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖(P<0.01)且對(duì)U87細(xì)胞的抑制作用最強(qiáng),U251和SHG44細(xì)胞次之;對(duì)U251細(xì)胞的抑制作用呈濃度及時(shí)間依賴性反應(yīng);Res所致的U251 、U87和SHG44膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡為濃度依賴關(guān)系,且對(duì)U87細(xì)胞的凋亡作用強(qiáng)于U251和SHG44細(xì)胞。U251凋亡細(xì)胞的細(xì)胞周期主要發(fā)生G1期阻滯。結(jié)論 Res對(duì)U251、U87和SHG44細(xì)胞生長(zhǎng)抑制及凋亡作用以U87細(xì)胞更明顯,對(duì)U251細(xì)胞的抑制作用呈濃度及時(shí)間依賴性反應(yīng)并引起了其細(xì)胞周期改變。
【關(guān)鍵詞】 白藜蘆醇;膠質(zhì)細(xì)胞瘤;細(xì)胞凋亡
Comparison Study on Resveratrol Suppressing Human Glioma Cells Growth and Inducing Apoptosis
Key words:Resveratrol; Glioma; Apoptosis
0 引言
Res是一種多酚類化合物,化學(xué)名為3,5,4’三羥基反均二苯代乙烯(3,5,4’trihydroxystilbene, C14H12O3),分子量228.2 [1]。近年來(lái)對(duì)其抗腫瘤作用研究較廣泛。本研究旨在證明Res可抑制人源腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞系U251生長(zhǎng)并導(dǎo)致其發(fā)生凋亡及細(xì)胞周期改變,探討生長(zhǎng)抑制與劑量、時(shí)間及凋亡與劑量的關(guān)系,并與Res抑制U87及SHG44腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長(zhǎng)及誘導(dǎo)凋亡的作用比較。
1 材料與方法
1.1 材料
Res購(gòu)自Sigma公司,用DMSO溶解配成200 mmol/L貯存液-20℃凍存?zhèn)溆?;U251、U87和SHG44細(xì)胞系由本研究所提供;DMEM培養(yǎng)基購(gòu)自Gibico公司;胎牛血清購(gòu)自灝洋生物公司;MTT、Hoechst 33342熒光試劑盒、Annexin VFITC和PI均為Sigma公司產(chǎn)品。
1.2 方法
1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)
U251、U87和SHG44細(xì)胞在含10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液中,置于37℃、5% CO2孵箱中培養(yǎng),0.25%胰蛋白酶消化傳代。
1.2.2 MTT法
實(shí)驗(yàn)首先進(jìn)行3種細(xì)胞Res處理24h的生長(zhǎng)狀態(tài)比較,取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期U251、U87和SHG44細(xì)胞,接種至96孔板內(nèi);實(shí)驗(yàn)按3種細(xì)胞分3組,每組將Res分7個(gè)不同濃度梯度,分別為5、25、50、100、200、300、400μmol/L的處理組及濃度為0μmol/L Res 的等量DMSO的對(duì)照組,每種濃度設(shè)6個(gè)重復(fù)孔,并以空白孔調(diào)零。各組細(xì)胞培養(yǎng)24h后,將培養(yǎng)液換成含不同濃度Res的培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)24h,隨后每孔加入20μl、5g/L的MTT,繼續(xù)培養(yǎng)4h,最后每孔加150μl DMSO振蕩10min,酶標(biāo)分析儀檢測(cè)490nm波長(zhǎng)的光密度值(Optical density,OD)。其次按照同樣方法進(jìn)行Res處理U251、U87和SHG44細(xì)胞6h、24h、48h的分組及其細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)的MTT法OD值測(cè)量。所得數(shù)據(jù)用SPSS 10.0軟件計(jì)算均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差,并進(jìn)行方差分析,組間差異采用Dunnettt 檢驗(yàn)。
1.2.3 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞周期及Annexin VFITC 和 PI雙染檢測(cè)細(xì)胞凋亡率
消化收集200μmol/L Res處理24h的U251細(xì)胞及對(duì)照組細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞濃度1×106 /ml各取4ml,按常規(guī)細(xì)胞周期樣品檢測(cè)方法作程序性處理后進(jìn)行流式細(xì)胞儀檢測(cè);分別消化收集300、150、50、5μmol/L Res處理24h組的U251、U87和SHG44細(xì)胞和DMSO對(duì)照組的細(xì)胞,加入5μl Annexin VFITC和5μl PI于細(xì)胞懸液中避光染色10min,流式細(xì)胞儀檢測(cè)凋亡的百分比,數(shù)據(jù)用multicycle分析軟件處理。
1.2.4 凋亡細(xì)胞的光鏡觀察
將U251傳代細(xì)胞接種于蓋玻片表面,培養(yǎng)24h后,換成含200μmol/L Res的DMEM培養(yǎng)液,繼續(xù)培養(yǎng)24h后,HE染色,光鏡觀察。
1.2.5 凋亡細(xì)胞的Hoechst 33342熒光檢測(cè)
200μmol/L Res處理24h的U251細(xì)胞按熒光染色試劑盒方法逐步進(jìn)行后熒光顯微鏡下攝片。
1.2.6 凋亡細(xì)胞的TEM觀察
消化收集200μmol/L Res處理24h的U251細(xì)胞,細(xì)胞計(jì)數(shù)1×106 ~107,1 500r/min離心15min后,4%戊二醛固定,按常規(guī)TEM樣品作程序性處理,行TEM觀察。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,計(jì)量資料結(jié)果采用(±s)表示,組間均數(shù)的比較用t 檢驗(yàn)分析和方差分析。
2 結(jié)果
2.1 Res所致U251、U87和SHG44細(xì)胞的細(xì)胞毒性效應(yīng)比較
通過(guò)設(shè)計(jì)的MTT實(shí)驗(yàn),首先比較了Res對(duì)U251、U87和SHG44細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制效果,見圖1。隨著Res作用濃度的增加、作用時(shí)間的延長(zhǎng),膠質(zhì)瘤細(xì)胞受抑制作用越顯著,從左到右的生長(zhǎng)曲線分別為U87、U251和SHG44細(xì)胞,可以看到U87細(xì)胞在同種濃度下的受到抑制更明顯,存活率更低;MTT法分析存活率,當(dāng)前存活率=同一濃度處理組OD值均值/DMSO對(duì)照組OD值均值×100%,設(shè)DMSO對(duì)照組存活率為100%。
其次Res作用6h、24h、48h后的U251、U87和SHG44細(xì)胞的存活率見圖2,Res引起的3種膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長(zhǎng)抑制作用有濃度和時(shí)間的依賴關(guān)系,且有顯著差異(P<0.01)。
2.2 Res導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的流式細(xì)胞儀分析
經(jīng)300μmol/L、150μmol/L、50μmol/L Res處理24h后和DMSO對(duì)照組的U87、SHG44和U251細(xì)胞的凋亡率(包括早期及晚期凋亡)分別為52.2%、38.6%、24.4%、2.3%、40.5%、34.4%、22.7%、2.5%、43.8%、37.1%、23.3%、2.1%,有濃度依賴關(guān)系。3種細(xì)胞的凋亡率比較,可見不同濃度的Res作用后的凋亡率U87>U251>SHG44,與MTT法測(cè)得的抑制率結(jié)果相一致。DMSO對(duì)照組及150μmol/L Res處理組的U251膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡分布圖,見圖3A、B。U251的細(xì)胞周期改變, G1、G2、S期的細(xì)胞對(duì)照組分別占69.5%、2.7%、27.8%,200μmol/L Res處理組分別占76.4%、2.2%、21.4%。G1期比例升高,S、G2期比例降低,見圖3C、D。
2.3 形態(tài)學(xué)結(jié)果
2.3.1 HE染色
光鏡下觀察所見U251凋亡細(xì)胞,細(xì)胞變圓、細(xì)胞核固縮、深染,核染色質(zhì)致密,形狀不一、大小不等的團(tuán)塊邊集于核膜。
2.3.2 Hoechest 33342染色
U251凋亡細(xì)胞的熒光染色高倍鏡下觀察結(jié)果,可見凋亡細(xì)胞,細(xì)胞核固縮,核染色質(zhì)邊集,熒光信號(hào)強(qiáng),見圖4。
2.3.3 透射電鏡觀察
凋亡的U251細(xì)胞表面絨毛消失,表面光滑,細(xì)胞膜表面有出泡現(xiàn)象,線粒體崩解,胞質(zhì)濃縮,染色質(zhì)晚期碎裂,邊集。
3 討論
Res是普遍存在于葡萄屬植物中的一種物質(zhì),是一種多酚類化合物,已在72種植物中被發(fā)現(xiàn)。對(duì)Res藥理作用的認(rèn)識(shí)最早源自其具有抗脂質(zhì)過(guò)氧化作用。近年對(duì)Res抗腫瘤活性機(jī)制的研究揭示,其在腫瘤啟動(dòng)、促進(jìn)及發(fā)展3個(gè)階段都有抗腫瘤功效。目前提出的Res抗腫瘤途徑有很多種,但機(jī)制還不是很清楚。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)Res對(duì)U251腫瘤細(xì)胞的抑制率大于凋亡率更大于死亡率,說(shuō)明Res導(dǎo)致凋亡作用不是唯一途徑。我們主要對(duì)Res導(dǎo)致U251細(xì)胞凋亡及引起其細(xì)胞周期改變進(jìn)行研究,證實(shí)Res阻滯U251膠質(zhì)瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期從G0/G1期進(jìn)入S期,導(dǎo)致了S期減少,并且根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道Res可通過(guò)抑制人腦膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞 [2]、人乳腺癌MCF7細(xì)胞 [3]的細(xì)胞周期蛋白cyclin D1表達(dá),導(dǎo)致細(xì)胞周期G0/G1阻滯,并應(yīng)用周期素依賴性蛋白激酶抑制劑可以抑制Res導(dǎo)致的凋亡 [2],由此考慮細(xì)胞周期的阻滯可能促進(jìn)了Res導(dǎo)致的凋亡性死亡,引起了腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)抑制,但是其確切的作用機(jī)制還有待我們深入的研究。
本研究證明Res對(duì)U251膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制呈濃度和時(shí)間依賴關(guān)系,這與我們以前對(duì)SHG44 [4]、U87 [5]細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,也與文獻(xiàn)對(duì)RT2膠質(zhì)瘤 [6]、乳腺癌 [3]、前列腺癌 [7]等的報(bào)道結(jié)果一致。同時(shí),我們也證明了Res對(duì)人源U251、U87和SHG44膠質(zhì)瘤細(xì)胞產(chǎn)生明顯的凋亡作用,與其引起其他腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡 [6,8]的結(jié)果有相似性,都有濃度依賴關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)又證實(shí)Res對(duì)U251、U87和SHG44細(xì)胞生長(zhǎng)抑制及凋亡作用以U87細(xì)胞最明顯,這樣我們以后可以采用更為敏感的U87細(xì)胞進(jìn)行機(jī)制研究及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。另外,實(shí)驗(yàn)中用于溶解Res的溶劑為稀釋至1‰的DMSO溶液,對(duì)細(xì)胞不具有毒性作用,Res對(duì)正常細(xì)胞及3T3成纖維細(xì)胞沒(méi)有明顯毒性作用 [6,8]。
以上實(shí)驗(yàn)證明了Res確可抑制人源U251膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)凋亡,并篩選出了對(duì)Res更為敏感的U87細(xì)胞作為以后機(jī)制研究的細(xì)胞系。我們認(rèn)為加強(qiáng)Res的抗癌耙點(diǎn)研究,可以為臨床開發(fā)新藥物提供理論依據(jù)。同時(shí)我們認(rèn)為Res作為一種天然藥物比傳統(tǒng)化療藥物有優(yōu)勢(shì),有著很好的應(yīng)用前景。(本文圖4見第318頁(yè))
參考文獻(xiàn)
[1]Soleas GJ, Diamandis EP, Goldberg DM . Resveratrol: a molecule whose time has come and gone? [J].Clin Biochem, 1997, 30(2): 91113.
[2] Jiang H, Zhang LJ, Kuo J, et al. Resveratrolinduced apoptotic death in human U251 glioma cells [J]. Mol Cancer Ther, 2005, 4(4): 554561.
[3] Kim YA, Choi BT, Lee YT, et al. Resveratrol inhibits cell proliferation and induces apoptosis of human breast carcinoma MCF7 cells [J]. Oncol Rep,2004, 11(2): 441446.
[4] 常洪波,章翔,甄海寧,等.白藜蘆醇抑制SHG44膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)研究 [J].中華神經(jīng)外科疾病研究雜志,2006,5(2):119123.
[5] 常洪波,章翔,甄海寧,等.白藜蘆醇誘導(dǎo)U87膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡及caspase3的激活 [J].中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志,2006,5(4):333337.
[6] Tseng SH, Lin SM, Chen JC, et al. Resveratrol suppresses the angiogenesis and tumor growth of gliomas in rats [J]. Clin Cancer Res,2004, 10(6):21902202.
[關(guān)鍵詞]色譜法;葡萄酒;白藜蘆醇
中圖分類號(hào):V750 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)16-0348-01
中草藥在國(guó)家已經(jīng)擁有數(shù)千年的歷史,屬于民族的瑰寶,但是仍需要經(jīng)過(guò)大量的研究推動(dòng)中藥產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。白藜蘆醇的化學(xué)分子式是C14H12O3,是非黃酮類多酚化合物,其相對(duì)分子質(zhì)量是228.25,這是葡萄酒中的重要組成部分,因此有益于人體的健康。野生刺葡萄中的白藜蘆醇含量很高,同時(shí)這樣的物質(zhì)還具有良好的抗癌抗菌效能,發(fā)揮出優(yōu)質(zhì)的藥理作用,受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。白藜蘆醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)具備反式和順式兩種構(gòu)象,在自然界中的白藜蘆醇主要是以反式構(gòu)象為標(biāo)準(zhǔn),這兩種構(gòu)象能夠在一定條件下實(shí)現(xiàn)相互的轉(zhuǎn)化,例如反式構(gòu)象白藜蘆醇經(jīng)過(guò)紫外光照射之后可以及時(shí)轉(zhuǎn)化為順式異構(gòu)體,這種順式異構(gòu)體的化學(xué)構(gòu)象如圖1所示。高效液相色譜技術(shù)就是在液相和氣相色譜法發(fā)展的基礎(chǔ)上,誕生出的具有分離和檢測(cè)能力的技術(shù),發(fā)揮出簡(jiǎn)便、快速、靈敏的特點(diǎn),推動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,逐漸在生物工程、食品監(jiān)測(cè)、醫(yī)療制藥等多種領(lǐng)域投入使用。
1 材料和方法
1.1 儀器和試劑
1.1.1 儀器
Agilent1100系列的高效液相色譜儀器的色譜柱全部是從美國(guó)安捷倫科學(xué)技術(shù)公司引進(jìn),MILLI-Q超純水純化系統(tǒng)主要是從美國(guó)的Millipore公司引進(jìn),CSF-3A超聲洗清器是從上海的超聲波儀器廠購(gòu)進(jìn)。
1.1.2 試劑
白藜蘆醇對(duì)照品、甲醇、冰醋酸、雙蒸水、Triton X-100、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、葡萄酒。
1.2 方法
1.2.1 樣品制備
1.2.1.1 白藜蘆醇對(duì)照品的配制
稱取50g的白藜蘆醇對(duì)照品,然后適當(dāng)?shù)募尤?00毫升的甲醇溶液,經(jīng)過(guò)配制成500毫克每毫升的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,然后運(yùn)用百分之五十的甲醇溶液和標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)備液不同比例進(jìn)行混合,配制為不同濃度的對(duì)照品溶液。
1.2.1.2 葡萄酒中白藜蘆醇的提取
量取五百毫升的干紅葡萄酒,適當(dāng)?shù)募尤胛灏俸辽囊宜嵋阴ト芤?,?jīng)過(guò)充分的振動(dòng),使其完全的融合,經(jīng)過(guò)靜置待其分層,把有機(jī)相旋轉(zhuǎn)40攝氏度之后蒸發(fā)干,殘留物應(yīng)該加入甲醇溶液定容到100毫升溶解萃取之后避光進(jìn)行保存,上機(jī)測(cè)定之前還應(yīng)該超過(guò)0.45微秒濾膜去除相應(yīng)的雜質(zhì),獲取供試品溶液。
1.2.2 色譜條件
順式白藜蘆醇檢測(cè)波長(zhǎng)應(yīng)該保持在305納米,反式白藜蘆醇的檢測(cè)波長(zhǎng)應(yīng)該保持在320納米,柱溫控制在35攝氏度,流動(dòng)相是甲醇和百分之一乙酸按照體積比值35:65配制,流速是1.0毫升每分鐘,進(jìn)樣量是20微升。
1.2.3 平衡溫度的影響
白藜蘆醇需要在55攝氏度的平衡溫度下才能獲取到最好的萃取率,并且也能夠獲得最好的峰形,如果溫度進(jìn)一步升高,峰形可能會(huì)變得不對(duì)稱,出現(xiàn)越來(lái)越寬的趨勢(shì),所以在實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)該選擇55攝氏度作為平衡溫度。
1.2.4 系統(tǒng)適應(yīng)性試驗(yàn)
1.2.4.1 線性關(guān)系
通過(guò)量取濃度是500mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液和百分之五十的甲醇溶液配制出不同濃度對(duì)照品,濃度分別是0.2500、0.1250、0.0250、0.0125、0.0025mg/ml。通過(guò)明確量取配制好的不同濃度的對(duì)照品溶液20微升,測(cè)定出峰面積,通過(guò)進(jìn)樣濃度X和峰面積Y設(shè)置線性回歸,由此得出相應(yīng)的回歸方程。
1.2.4.2 精密度試驗(yàn)
量取1.2.1.2中的供試品溶液20微升,在經(jīng)歷了五次的重復(fù)進(jìn)樣之后,測(cè)定出白藜蘆醇的峰面積,計(jì)算出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
1.2.4.3 穩(wěn)定性試驗(yàn)
通過(guò)量取供試品溶液的20微升,在間隔一小時(shí)測(cè)定一次之后,總計(jì)的進(jìn)樣是24次,在此之后測(cè)定出白藜蘆醇的峰面積,計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差。
1.2.4.4 重復(fù)性試驗(yàn)
量取供試品溶液共計(jì)五份,測(cè)定出白藜蘆醇的峰面積,計(jì)算出具體的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
1.3 數(shù)據(jù)分析
運(yùn)用Markerlynx ApplicationManager Version件加以分析,把保留時(shí)間范圍和偏差設(shè)置在1-30分鐘、2秒,相對(duì)分子的質(zhì)量范圍和偏差分別設(shè)置為50-1000及50ppm,把最小強(qiáng)度設(shè)置為50。
2 結(jié)果
2.1 線性關(guān)系
所獲得的回歸方程是Y=9096.6X+13.806,r=0.9998(n=5)。通過(guò)分析相應(yīng)的結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇的濃度保持在2.50-255.00μg/m L時(shí),和峰面積始終呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系。
2.2 精密度試驗(yàn)結(jié)果
供試品的峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.76%。
2.3 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果
供試品的峰面積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.95%,表明了在二十四小時(shí)內(nèi)穩(wěn)定。
2.4 重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果
供試品峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差是0.77%,證明了此測(cè)試的重復(fù)性較好。
3 討論
中藥屬于一種相對(duì)復(fù)雜且未知的物質(zhì)體系,因此其化合物的種類較多,數(shù)目不明確,不同的方劑含量差異較大,體現(xiàn)出復(fù)雜性。白藜蘆醇廣泛的存在于葡萄、百合與豆科植物中,體現(xiàn)出抗病毒的功效,因此被廣泛的應(yīng)用至心腦血管疾病的預(yù)防中。正是因?yàn)榘邹继J醇在食品和醫(yī)藥方面發(fā)揮出的良好功效,讓相應(yīng)的研究人員更加關(guān)注。為了解決白藜蘆醇中藥現(xiàn)代化的問(wèn)題,需要讓中藥得到國(guó)際的認(rèn)可,因此才能有針對(duì)性的開展工作,通過(guò)運(yùn)用合理的新方法解決新問(wèn)題。高效液相色譜分離分析法在面對(duì)中藥復(fù)雜的構(gòu)成成分時(shí),可以及時(shí)快速的完成分離純化的工作,做到省時(shí)、高效、低耗的落實(shí),并且能夠有效的提供最佳液相色譜,二維分離方式明顯的減少了離子的抑制效應(yīng),從而獲取到更多的樣品化合物信息,為更好的分析中藥提供了較為廣闊的平臺(tái)。
此次研究主要是通過(guò)高效液相色譜分離分析法在葡萄酒萃取白藜蘆醇的實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)出極好的精密度、穩(wěn)定性和重復(fù)性,驗(yàn)證了高效液相色譜分離分析法已經(jīng)成為了當(dāng)前中藥復(fù)雜體系研究中的重要技術(shù),因此可以為復(fù)雜體系中藥分離分析提供可靠的保障。
綜上所述,白藜蘆醇的濃度應(yīng)該在2.50-255.00μg/mL的時(shí)候和峰面積呈現(xiàn)出最佳的線性關(guān)系,其中體現(xiàn)出的精密度、穩(wěn)定性和重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差都在0.76%以上。由此判斷,高效液相色譜分離分析法在葡萄酒萃取白藜蘆醇中的應(yīng)用效果顯著,體現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
[1]昝川南,葉梁銀.淺析高效液相色譜分析法在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].化學(xué)工程與裝備,2013,02:158-161.
[2]宋蘭英. 淺析高效液相色譜分析法在各領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,12:60.
關(guān)鍵詞:肝癌;Ras相關(guān)區(qū)域家族1A;甲基化
肝細(xì)胞癌是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一[1, 2]。近年來(lái)DNA甲基化在肝癌的發(fā)病過(guò)程中日益受到重視,在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)的作用下,胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-甲基胞嘧啶(CpG)[3]。DNA異常甲基化可導(dǎo)致多種癌基因的激活和(或)抑癌基因的失活,與多種腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)[4]。藜蘆醇是廣泛存在于各類植物中的一種天然多酚,研究顯示其具有多重藥理作用,包括心肌保護(hù),抑制血小板凝集,抗炎、抗氧化作用以及血管舒張等。此外,白藜蘆醇也能通過(guò)多種機(jī)制調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖,侵襲以及凋亡,因此是一種潛在的高效腫瘤預(yù)防藥物[5]。但其對(duì)肝癌細(xì)胞具有何種作用仍然不清楚。本研究旨在觀察Rev能否影響肝癌HepG2細(xì)胞系中RASSF1A基因的表達(dá)和甲基化,以此為腫瘤肝癌的預(yù)防提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料
白藜蘆醇(純度98%)為sigma產(chǎn)品;RASSF1A引物和其亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化啟動(dòng)子區(qū)購(gòu)于Integrated DNA Technology. M. SssI 甲基酶、S-腺蛋氨酸(3.2mmol/L)、10×保溫緩沖液購(gòu)于New England Biolab Inc,其余分析純?cè)噭┲饕?gòu)自生海生物工程有限公司。
1.2 細(xì)胞培養(yǎng)與活性研究
人肝癌細(xì)胞系HepG2用含10%牛胎兒血清、100U/mL的青霉素以及100U/ml的鏈霉素的DMEM培養(yǎng)基(pH7.4)中在37℃、5% CO2條件下培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)前將細(xì)胞密度調(diào)整至105/mL。實(shí)驗(yàn)分為陰性對(duì)照組和白藜蘆醇處理組。其中對(duì)照組加入等量的DMEM培養(yǎng)基(含終濃度低于0.1%的DMSO)。處理組加入不同濃度的白藜蘆醇在37℃下處理實(shí)驗(yàn)細(xì)胞24~72h。隨后用于MTT分析,并計(jì)算抑制率。抑制率=(對(duì)照組OD值-實(shí)驗(yàn)室OD值)/對(duì)照組OD值×100%。
1.3 Western blot與甲基化活性分析
細(xì)胞處理完畢后,離心(
1.4 DNA提取和水解
獲取1×107個(gè)Rev處理后的HepG2細(xì)胞,按照DNeasy Tissue kit (Qiagen)試劑盒操作步驟提取基因組DNA用于全細(xì)胞甲基化分析。DNA水解方法根據(jù)參考文獻(xiàn)提供的方法進(jìn)行[6]。
1.5 高效液相色譜- 電噴霧質(zhì)譜檢測(cè)
液相色譜包括HPLC 系統(tǒng),色譜柱和預(yù)柱。流動(dòng)相為0.1%甲酸-甲醇,流速為0.2 mL/min。電噴霧離子模式為正離子,掃描范圍為m/z 100~2 000, 離子源溫度450℃, 噴霧電壓為415 kV,破簇電壓為55 V,入口電壓6 V。采用Sciex Analyst software軟件處理數(shù)據(jù)。
2 結(jié) 果
2.1 Rev增加HepG2細(xì)胞RASSF1A mRNA和蛋白表達(dá)
如圖1所示,HepG2細(xì)胞基礎(chǔ)狀態(tài)下RASSF1A表達(dá)水平較低,而經(jīng)10 μmol/L 和30 μmol/L Rev處理后,能顯著增強(qiáng)RASSF1A蛋白的表達(dá)。
圖1. Rev對(duì)HepG2細(xì)胞RASSF1A mRNA和蛋白表達(dá)的影響
1.對(duì)照組;2.10 μmol/L Rev;3.30 μmol/L Rev
2.2 Rev能降低RASSF1A啟動(dòng)子區(qū)域以及全基因組和細(xì)核DNA甲基化以及DNMT1表達(dá)水平
高效液相色譜- 電噴霧質(zhì)譜結(jié)果顯示,30 μmol/L Rev處理HepG2細(xì)胞后,與對(duì)照組相比, RASSF1A啟動(dòng)子甲基化水平降低至32%,全基因組甲基化水平降低44%,與對(duì)照組相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
2.3 Rev對(duì)肝癌細(xì)胞增殖的影響
HepG2細(xì)胞經(jīng)Rev處理后,其增殖活性收到一定程度的抑制。其中10和30 μmol/L Rev作用后,細(xì)胞存活率降至36%和24%(P
3 討 論
有證據(jù)表明Rev可能是肝癌的一種有效的預(yù)防和治療劑。但是,Rev發(fā)揮作用的分子機(jī)制仍然不清楚。本研究中,我們首次證實(shí)Rev能上調(diào)肝癌細(xì)胞中因甲基化而失活的RASSF1A基因 mRNA和蛋白的表達(dá)。同時(shí),RASSF1A的激活還與降低其啟動(dòng)子甲基化有關(guān)。此外,本研究也發(fā)現(xiàn)Rev對(duì)HepG2細(xì)胞增殖具有抑制作用。因此,Rev可能通過(guò)抑制DNA甲基化,從而抑制肝癌生長(zhǎng)增殖。本研究發(fā)現(xiàn)Rev能在一定程度上抑制DNMT1的表達(dá),從而通過(guò)降低RASSF1A啟動(dòng)子甲基化從而重新激活RASSF1A,這可能是其化學(xué)預(yù)防肝癌的一種新的分子機(jī)制。一些超甲基化沉默的抑癌基因,如GSTP1和MGMT,已經(jīng)被認(rèn)為在肝癌和其他癌細(xì)胞系中被外源性因素重新激活。這說(shuō)明Rev能誘導(dǎo)DNA去甲基化以及重新激活由此沉默的抑癌基因。
盡管白藜蘆醇具有多方面的正向生物學(xué)效應(yīng),但其在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和分布仍不清楚,由于它水溶性很低,因此白藜蘆醇必須與相關(guān)蛋白結(jié)合后才能在血清中保持較高的濃度[7]。此外,對(duì)于治療性的藥物而言,其與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)合能力直接決定了其療效。因此對(duì)于臨床肝癌的治療,其制作工藝還有待進(jìn)一步完善以提高其藥理動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。
參考文獻(xiàn):
[1] Zhou L, Rui JA, Wang SB, et al. Risk factors of poor prognosis and portal vein tumor thrombosis after curative resection of solitary hepatocellular carcinoma[J]. Hepatobiliary Pancreat Dis Int, 2013,12(1):68-73.
[2]Yang YP, Qu JH, Chang XJ, et al. High intratumoral metastasis-associated in colon cancer-1 expression predicts poor outcomes of cryoablation therapy for advanced hepatocellular carcinoma[J]. J Transl Med, 2013,11(1):41.
[3]楊靜, 季文樾, 趙旭東, 等. 組蛋白修飾對(duì)喉癌細(xì)胞系中RASSF1A基因表達(dá)的影響[J]. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué), 2012,20(10):2001-2004.
[4]蘇庸春, 徐紅珍, 于潔, 等. 5-氮雜胞苷對(duì)HL60細(xì)胞P16、DAPK及MGMT基因甲基化狀態(tài)影響[J]. 重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2012,37(10):864-867.
[5]Castillo-Pichardo L, Cubano LA, Dharmawardhane S. Dietary grape polyphenol resveratrol increases mammary tumor growth and metastasis in immunocompromised mice[J]. BMC Complement Altern Med, 2013,13:6.
1.廈門市第三醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,福建廈門 361100; 2.遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,貴州遵義 563003
[摘要] 目的 探討反式白藜蘆醇(TR,Trans-Resveratrol)對(duì)Aβ25-35損傷大鼠海馬NMDA受體NR1、NR2A亞基表達(dá)的影響。方法 選擇經(jīng)莫式水迷宮(MWM)訓(xùn)練合格的大鼠,隨機(jī)分為6組:假手術(shù)組;模型組;TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組、安理申對(duì)照組。模型組通過(guò)在大鼠海馬內(nèi)注射Aβ25-35制模獲得,在模型組基礎(chǔ)上分別用TR高、中、低劑量TR干預(yù)獲得TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組,同時(shí)用安理申干預(yù)獲得安理申對(duì)照組,每組6只,采用實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)法(real time PCR)檢測(cè)6組大鼠海馬NMDA受體NR1、NR2A表達(dá)。 結(jié)果 在MWM中模型組逃避潛伏期比TR高、中、低劑量組、安理申組和假手術(shù)組明顯延長(zhǎng),各組NMDA受體NR1表達(dá)分別為(0.14±0.04), (1.51±0.54), (0.22±0.06), (0.37±0.08,0.61) ± 0.15)(LOW),(0.97±0.16)(安理申)。各組NMDA受體NR2A表達(dá)分別為(0.12±0.07)、(1.72±0.34)、(0.16±0.06)、(0.21±0.08)、(0.52±0.15)、(0.67±0.16)。結(jié)論 TR可能有下調(diào)海馬NMDAR1 、NMDAR2A受體表達(dá),從而減少海馬細(xì)胞凋亡的作用。
關(guān)鍵詞 反式白藜蘆醇;癡呆;大鼠;NMDA受體
[中圖分類號(hào)] R725 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-0742(2014)09(c)-0011-03
海馬是學(xué)習(xí)記憶的重要腦區(qū),是邊緣系統(tǒng)的一個(gè)部分[1]。NMDA受體是谷氨酸受體的一種亞型,參與形成突觸傳遞的長(zhǎng)時(shí)增強(qiáng)過(guò)程,參與調(diào)解神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,同時(shí)在癲癇、腫瘤等多種重要過(guò)程中發(fā)揮重要作用[2-3]。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的NMDA受體多達(dá)7種,包括NR1、NR2(A、B、C和D4種)、NR3(A、B2種),NR2各亞單位之間具有很好的相似性,一般將其分為2種亞群[4]。研究表明,反式白藜蘆醇(Trans-Resveratrol, TR)具有一定的抗氧化作用,在防止高血壓、動(dòng)脈硬化及提高機(jī)體免疫力方面有較好的效果[5]。
研究發(fā)現(xiàn),利用基因敲除技術(shù)敲除NR1基因后,小鼠CA1區(qū)NMDA受體興奮性突觸后電位消失,癡呆大鼠的海馬突觸傳遞發(fā)生改變,其海馬的NR2A表達(dá)輕度上調(diào),NR1表達(dá)明顯上調(diào)。經(jīng)TR干預(yù)后海馬及附近腦組織NR1、NR2A表達(dá)均下調(diào)[9]。因此,我們使用顱鉆鉆孔微注棒Aβ25-35注射損傷雙側(cè)大鼠海馬[7-8] ,注射TR后,觀察其對(duì)癡呆大鼠保護(hù)的效果,并檢測(cè)NMDA受體NR1、NR2A的表達(dá)情況,以探求臨床上癡呆病人理想藥物治療的實(shí)驗(yàn)研究方法,現(xiàn)報(bào)道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
實(shí)驗(yàn)用36只雄性大鼠為本單位實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心提供,體重208~225 g,平均體重215 g。反式白藜蘆醇(TR)粉劑購(gòu)自西安林禾生物技術(shù)有限公司。苦味酸購(gòu)自生工生物工程(上海)有限公司,鹽酸多奈哌齊(安理申)購(gòu)自衛(wèi)材(中國(guó))藥業(yè)有限公司,Aβ25-35購(gòu)自SIGMA公司,逆轉(zhuǎn)錄試劑、熒光液Green Supermix等PCR試劑購(gòu)自生工生物工程(上海)有限公司。
1.2 儀器
冷凍離心機(jī)(德國(guó)5417R)、紫外可見分光光度計(jì)(TU-1810)、湘儀 H1650-W離心機(jī),Thermo Piko Real 96 Real-time system實(shí)時(shí)PCR儀,Bioer XP Cycler普通PCR儀、雙臂腦立體定位儀(68002型RWD life science co)、顱鉆(78001型)、超微量注射棒、Morris水迷宮等。
1.3 動(dòng)物模型制備
選擇經(jīng)莫式水迷宮(MWM)訓(xùn)練合格的大鼠,隨機(jī)分為6組:假手術(shù)組;模型組;TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組、安理申對(duì)照組。模型組通過(guò)在大鼠海馬內(nèi)注射Aβ25-35制模獲得,在模型組基礎(chǔ)上分別用TR高、中、低劑量TR干預(yù)獲得TR高劑量組、TR中劑量組、TR低劑量組,同時(shí)用安理申干預(yù)獲得安理申對(duì)照組。
1.4 NMDA受體NR1、NR2A表達(dá)檢測(cè)
利用RT-PCR檢測(cè)NMDA受體NR1、NR2A的表達(dá),方法參照檢測(cè)試劑盒進(jìn)行,PCR反應(yīng)條件采用兩步法進(jìn)行,具體步驟為:95 ℃,3 min; 65 ℃,3 min。
1.5 統(tǒng)計(jì)方法
應(yīng)用spss18.0統(tǒng)計(jì)軟件分析所有數(shù)據(jù),計(jì)量資料以(x±s)表示,組間比較用Levene 檢驗(yàn)分析。
2 結(jié)果
2.1 各組NMDA受體NR1、NR2A表達(dá)
各組NRI及NR2A的表達(dá)結(jié)果見表1,與模型組相比,各組NR1及NR2A的表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且高劑量組反式白藜蘆醇干預(yù)組的NR1的表達(dá)明顯減少,與中、低劑量反式白藜蘆醇干預(yù)組相比效果好。
2.2 TR各劑量組海馬凋亡細(xì)胞病理觀察
TR各劑量組海馬凋亡細(xì)胞病理切片結(jié)果如圖1所示,TR高劑量組海馬的凋亡細(xì)胞數(shù)明顯低于TR低劑量組、對(duì)照組及模型組,TR低劑量組海馬凋亡細(xì)胞數(shù)相對(duì)對(duì)照組及模型組較少。
3 討論
海馬是人類腦部的重要區(qū)域,具有調(diào)解神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育的重要作用,是邊緣系統(tǒng)的一個(gè)部分,海馬受損是引起阿爾茨海默病的主要病因[6-7]。
NMDA受體是谷氨酸受體的一種亞型,參與形成突觸傳遞的長(zhǎng)時(shí)增強(qiáng)過(guò)程,研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)海馬神經(jīng)元突觸內(nèi)NMDA受體被阻斷時(shí),細(xì)胞變性死亡將會(huì)增加[8-10]。海馬中主要表達(dá)的NMDA受體有NR1和NR2A,NR1可以在細(xì)胞中單獨(dú)表達(dá)有功能的同聚受體,但對(duì)激動(dòng)反應(yīng)很小,NR2A不能單獨(dú)形成有功能的通道,只有和NR1組合才能表現(xiàn)活性,并使后者反應(yīng)明顯加強(qiáng),所以把NR1、NR2A放一起研究并起互相印證的作用[11-13],研究發(fā)現(xiàn),谷氨酸可能在神經(jīng)病理變化及癡呆癥狀中起重要作用,在有癡呆的大鼠甘氨酸結(jié)合能力降低,提示NMDA受體的功能缺損,Lu等[15]采用免疫印跡法分析AD 患者死后腦NR1下降39% ,NR2B下降40%,提示NMDA受體的功能缺失后, AD患者嗅內(nèi)皮質(zhì)中NR1mRNA含量較正常人下降34%,而用用高壓液相色譜分析腦組織標(biāo)本中的右旋- 天冬氨酸含量發(fā)現(xiàn)[16] AD患者的天冬氨酸較相同年齡正常對(duì)照組下降,但在神經(jīng)病理變化較小的小腦中無(wú)明顯變化,這些說(shuō)明右旋-天冬氨酸的降低可能參與NMDA受體功能下調(diào)及記憶喪失的過(guò)程。Hasanein等[17]則發(fā)現(xiàn)AD患者神經(jīng)受損區(qū)具有特異性,Aβ25-35 在AD患者腦內(nèi)堆集、產(chǎn)生神經(jīng)毒性可能是通過(guò)NMDA受體促進(jìn)氧自由基的生成所引起的[18],所以該實(shí)驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)NMDA受體含量變化,推測(cè)抗氧化藥物白藜蘆醇是否對(duì)癡呆大鼠有作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著TR劑量的增加,海馬組織NMDA受體的表達(dá)減少,癡呆癥狀有所改善,TR對(duì)癡呆大鼠海馬起到保護(hù)作用,TR對(duì)大腦海馬的保護(hù)作用可能是通過(guò)下調(diào)海馬中NMDA受體NR1及N2A的表達(dá)完成的,但其具體作用機(jī)制還需要進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 王燕.白藜蘆醇的生物學(xué)功能及其應(yīng)用前景[J].中國(guó)飼料, 2006(16):22-24.
[2] Muralidharan P, V.R. Kumar and G. Balamurugan, Protective effect of Morinda citrifolia fruits on beta-amyloid (25-35) induced cognitive dysfunction in mice: an experimental and biochemical study[J].Phytother Res, 2010,24(2): 252-258.
[3] Danysz W.CG Parsons, Alzheimer´s disease, beta-amyloid, glutamate, NMDA receptors and memantine--searching for the connections[J].Br J Pharmacol, 2012,167(2):324-352.
[4] Liu Z.NR2B-containing NMDA receptors expression and their relationship to apoptosis in hippocampus of Alzheimer´s disease-like rats[J].Neurochem Res, 2012,37(7): 1420-1427.
[5] Adams, M.M., J.H. Morrison and A.C. Gore, N-methyl-D-aspartate receptor mRNA levels change during reproductive senescence in the hippocampus of female rats[J].Exp Neurol, 2001,170(1): 171-179.
[6] 劉小莉,陳虹.阿爾茨海默病動(dòng)物模型研究概況[J].山東醫(yī)藥, 2007(11):76-77.
[7] 楊曉娟.新型復(fù)合式老年癡呆動(dòng)物模型的建立[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志, 2006(4):318-320.
[8] 陳怡,李明,王慶山.白藜蘆醇對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用的研究進(jìn)展[J].武警醫(yī)學(xué), 2006(10): 780-782.
[9] 李明.白藜蘆醇抑制大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元放電(英文)[J].生理學(xué)報(bào), 2005(3):355-360.
[10] 林奕斌, 趙同軍,展永.N-甲基-D-天氡氨酸受體的分子結(jié)構(gòu)與生理功能[J].生物學(xué)雜志, 2007(1):1-4.
[11] Lipton S A. The molecular basis of memantine action in Alzheimer´s disease and other neurologic disorders: low-affinity, uncompetitive antagonism[J].Curr Alzheimer Res, 2005,2(2):155-165.
[12] 黃春桃, 吳錫南,劉蘋.N-甲基-D-天冬氨酸受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)行為醫(yī)學(xué)科學(xué), 2006(4):377-378.
[13] Vanhoutte P,H Bading.Opposing roles of synaptic and extrasynaptic NMDA receptors in neuronal calcium signalling and BDNF gene regulation[J].Curr Opin Neurobiol, 2003,13(3):366-371.
[14] Shankar G M.Natural oligomers of the Alzheimer amyloid-beta protein induce reversible synapse loss by modulating an NMDA-type glutamate receptor-dependent signaling pathway[J].J Neurosci,2007,27(11):2866-2875.
[15] Lu L. Differential long-term neuroadaptations of glutamate receptors in the basolateral and central amygdala after withdrawal from cocaine self-administration in rats[J].J Neurochem, 2005,94(1):161-168.
[16] Hosoya K. Blood-brain barrier produces significant efflux of L-aspartic acid but not D-aspartic acid: in vivo evidence using the brain efflux index method[J].J Neurochem, 1999,73(3):1206-1211.