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防己茯苓汤抗炎组分筛选及其机制分析

2017-6-13 10:02| 发布者: 海平| 查看: 233| 评论: 1

摘要: 防己茯苓汤抗炎组分筛选及其机制分析 潘一峰、杨晓露、刘朵、章丹丹 目的:研究防己茯苓汤(防己、黄芪、桂枝、茯苓、甘草)的抗炎活性组分及其作用机理。 方法:利用水煎、乙醇提取和有机溶剂萃取方法获得水/醇提取 ...

防己茯苓汤抗炎组分筛选及其机制分析

潘一峰、杨晓露、刘朵、章丹丹

目的:研究防己茯苓汤(防己、黄芪、桂枝、茯苓、甘草)的抗炎活性组分及其作用机理。

方法:利用水煎、乙醇提取和有机溶剂萃取方法获得水/醇提取物和组分,利用脂多糖和IFN-γ刺激造成鼠巨噬细胞炎症模型,采用Griess法考察细胞中一氧化氮产量,FRAP法考察总抗氧化能力;WesternBlot法考察诱导型—氧化氮合酶(iNOS)和环氧合酶2COX-2)蛋白的表达。

结果:和其它组分相比,乙醇-乙酸乙酯提取组分(EAFD)抑制亚硝酸盐的活性最强,其IC50最低,且对静息巨噬细胞的活力无影响。该组分能抑制iNOSP0.01)和COX-2P0.05)的蛋白表达,同时提高总抗氧化能力(P0.01)。

结论:实验结果提示乙醇-乙酸乙酯提取组分是防己茯苓汤主要的抗炎活性组分,部分通过抑制炎症中关键诱导型合酶的蛋白表达,提高总抗氧化能力而发挥抗炎作用。

关键词:防己茯苓汤;炎症;活性组分;诱导型一氧化氮合酶;环氧合酶2;分子机制

防己茯苓汤出自张仲景所著《金匮要略》之水气病脉证篇:防己、黄芪、桂枝各三两,茯苓六两,甘草二两,以上五味,以水六升,炙取二升,分温三服。具有益气健脾,温阳利水的功效。现代临床应用广泛,主要用于治疗慢性肾炎水肿、心脏病水肿、肝硬化腹水等水肿类疾病,还可辅助治疗慢性胃炎、慢性结肠炎、慢性滑膜炎等。

其在多种动物模型上呈抗炎效果,能抑制二甲苯致小鼠耳肿胀和大鼠蛋清性足肿胀,抑制大鼠棉球性肉芽增生,降低大鼠毛细血管通透性,降低角叉菜致大鼠趾肿组织中的前列腺素含量。但其抗炎的活性组分及其分子机制尚未完全确定和阐明。本实验利用水煎和乙醇提取分别获得防己茯苓汤水或醇提取物和组成方剂的单味药醇提取物,再利用有机溶剂萃取将方剂粗提取物分成极性不同的组分,以激活巨噬细胞中亚硝酸盐形成的影响为筛选指标,对筛选获得的活性组分进行机制分析,包括炎症中关键酶类诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthaseiNOS)、环氧合酶(cyclooxygenase-2COX-2)的蛋白表达及总抗氧化能力的测定评价。

1材料

1.1药物提取物及组分的制备

1.1.1药材

均购自上海康桥中药饮片有限公司。

1.1.2水提取物及其组分制备

防己90g、黄芪90g、桂枝90g、茯苓180g、甘草60g,打粉混合,水煎煮,提取3次,滤液浓缩干燥后得浸膏(79.04g),分散于水中,依次用石油醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇依次萃取3次,得石油醚组分、乙酸乙酯组分、正丁醇组分和萃后水溶性组分。

1.1.3乙醇提取物及其组分制备

药材和剂量同上,打粉混合,用70%乙醇,80℃,提取3次,滤液浓缩和冷冻干燥后得浸膏(59.28g),分散于水中,石油醚、乙酸乙酯、水饱和正丁醇依次萃取3次,得石油醚组分、乙酸乙酯组分、正丁醇组分和萃后水溶性组分。

1.1.4单味药醇提取物制备

取以上5种单味药各100g分别打粉,提取(70%乙醇,80℃)3次,合并滤液和冷冻干燥后得浸膏即为单味药乙醇提取物。以上提取物及组分用DMSO配成200mg/mL溶液,-80℃保存,临用前稀释成所需浓度,DMSO终质量分数<0.1%

1.2药物与试剂

RAW264.7细胞购自ATCC公司;RPMI1640、胎牛血清,购自Gibco公司。二甲基亚砜(DMSO)、脂多糖(LPS)、噻唑蓝(MTT)、Griess反应试剂,水溶性维生素ETrolox)、TPTZ均购自Sigma公司;蛋白含量测定试剂购自碧云天公司;PVDF膜购自Bio-rad公司;鼠重组干扰素(IFN-γ),购自Millpore公司。蛋白梯度对照品,购自Progema公司;iNOSCOX-2、β-actin抗体和二抗购自CellSignalingTechnology公司和SantaCruz公司。ECL检测试剂购自GE公司。其他试剂均为分析纯。

1.3实验仪器

SpectraMAX190酶标仪,美国MD公司;超声波细胞粉碎机,宁波新芝生物科技股份有限公司;单向电泳系统,美国Bio-rad公司;sMPIC2600C自动X线胶片洗片机,上海申贝公司。2方法2.1细胞培养RAW264.7细胞用含10%胎牛血清的RPMI1640培养基,置于CO2培养箱中,在37℃和5%CO2条件下培养,隔天传代,取生长对数期细胞进行实验。

2.2基于细胞炎症模型的体外筛选

细胞悬液接种于96孔板,培养过夜。空白对照组采用含0.1%DMSORPMI1640培养细胞,模型组采用脂多糖(100μg/L)和IFN-γ(1×104U/L)协同刺激细胞,给药组用防己茯苓汤乙醇提取物、水提物、来源于醇或水提物的乙酸乙酯组分、正丁醇组分、萃后水组分、单味药乙醇提取物分别以2001005010μg/mL4个剂量处理细胞。同时加入诱导剂并培养24h后,吸取上清培养液100μL,加入100μLGriess反应液,室温反应10min,于540nm处读取光吸收值。计算给药组对细胞上清液中亚硝酸盐积累的抑制率。

抑制率(%=(模型组吸光值-给药组各剂量吸光值)/(模型组吸光值-空白对照组吸光值)×100%

2.3考察乙醇-乙酸乙酯提取组分干预前后对激活和静息巨噬细胞上清液中亚硝酸盐产量的变化

细胞分组同前,其中给药组为乙醇-乙酸乙酯提取组分204060μg/mL3个剂量处理激活和静息细胞。加刺激剂或不加刺激剂维持24h培养后,Griess法测定各组吸光值并计算乙醇-乙酸乙酯提取组分各剂量对激活或静息态细胞上清液中亚硝酸盐产量的影响。

2.4考察乙醇-乙酸乙酯提取组分和单味药乙醇提取物对激活或静息态细胞增殖能力的影响

激活态细胞的诱导处理和分组同上,静息细胞设空白对照组、乙醇-乙酸乙酯提取组分3个剂量处理组、单味药乙醇提取物4个剂量处理组,吸取上清液100μL后,加入MTT溶液(PBS溶解,5mg/mL20μL,继续培养4h后,弃上清,加入DM-SO150μL,于490nm读取吸光值,以空白对照组的细胞活力为100%对照,计算乙醇-乙酸乙酯提取组分各剂量对激活和静息细胞增殖能力以及单味药醇提取物对静息巨噬细胞活力的影响。

2.5三价铁还原抗氧化能力FRAP法测定乙醇-乙酸乙酯提取组分的总抗氧化能力

空白对照组为等量的PBS溶液,标准对照组为1mol/LTroloxEAFD处理组为100200400μg/mL3个剂量,245μL新鲜配制的FRAP溶液[0.3mol/L醋酸盐缓冲液∶10mmol/LTPTZ20mmol/LFeCl31011V/V)混合],加入5μL各组样品,静置10min后,593nm测定对还原Fe3+的能力。

PBS值读数为本底值,各组抗氧化值用各组吸光值以本底值调零后,与1mol/LTrolox的吸光值比值来表示。

2.6Westernblot检测乙醇-乙酸乙酯提取组分对iNOSCOX-2蛋白表达

细胞接种于30mm细胞培养皿,培养过夜。分组同上,乙醇-乙酸乙酯提取组分采用204060μg/mL3个剂量预处理1h后,加入刺激剂,共同孵育6h后,收集蛋白上清液进行蛋白量测定。每孔加入50μg的蛋白上样,在7.5%10%SDS-PAGE凝胶中电泳,蛋白转移到PVDF膜上,10%脱脂牛奶封闭,分别用一抗iNOS11000)、COX-211000)、β-actin1800)与膜4℃孵育过夜,PBST溶液洗膜3×15minIgG-HRP二抗(1200015000)与膜孵育1hPBST溶液洗膜3×15min,膜控干后加ECL试剂,进行显影、定影。2.7统计学方法实验数据用x±s表示,差异显著性检验采用t检验。

3结果

3.1防己茯苓汤醇水提取物及其组分、单味药乙醇提取物对激活巨噬细胞上清液亚硝酸盐量的影响

方剂中的单味药除黄芪外其它药味均能抑制激活巨噬细胞中亚硝酸盐含量,以IC50从低到高排序为:防己(30.18μg/mL)<甘草(41.92μg/mL)<茯苓(54.01μg/mL)<桂枝(71.72μg/mL)。具有抑制的活性组分有水提乙酸乙酯组分,乙醇-石油醚组分,乙醇-乙酸乙酯组分,IC50分别为61.8044.2221.00μg/mL,以乙醇-乙酸乙酯提取组分抑制效果最强,其IC50最低,强于各单味药乙醇提取物对亚硝酸盐的抑制效果(表1)。

3.2防己茯苓汤单味药乙醇提取物对静息巨噬细胞增殖能力的影响

防己和茯苓乙醇提取物在高剂量对静息巨噬细胞具有一定的细胞毒性,黄芪乙醇提取物各剂量对巨噬细胞的增殖无影响,桂枝、甘草乙醇提取物在其抗炎IC50剂量50100μg/mL对巨噬细胞活力无影响(表2)。

3.3防己茯苓汤乙醇-乙酸乙脂提取组分对激活和静息态巨噬细胞中亚硝酸盐和增殖能力的影响

防己茯苓汤乙醇-乙酸乙脂组分呈剂量依赖性抑制激活细胞上清液中亚硝酸盐量,对静息巨噬细胞中亚硝酸盐的量无影响;能提升炎症损伤后的细胞活力,对静息巨噬细胞具有促增殖作用(表3

3.4防己茯苓汤乙醇-乙酸乙脂提取组分的总抗氧化能力测定

如表4所示,乙醇-乙酸乙脂提取组分呈剂量依赖性提升总抗氧化能力。

3.5防己茯苓汤乙醇-乙酸乙脂提取组分对iNOSCOX-2蛋白表达的影响

如图1所示,乙醇-乙酸乙脂提取组分呈剂量依赖性抑制iNOS蛋白表达(P0.01),对COX-2表达仅在最高剂量60μg/mL有显著抑制效果(P0.05)。

4讨论传统医学认为水肿等症,乃肺脾肾三脏相干之病,盖水为至阴,故其本在肾;水化于气,故其标在肺;水惟畏土,故其制在脾。防己茯苓汤主治因脾气虚弱而不能运化水湿所致之证,是治疗脾虚水肿证的基础方。《水气病脉证并治第十四》中记载:“皮水为并,四肢肿,水气在皮肤中,四肢聂聂动者,防己茯苓汤主之。”

现代研究发现防己茯苓汤在临床炎症性疾病中也颇有疗效,并在多种炎症动物实验上得以验证。而近年大量的数据证实炎症不仅仅是宿主对外来各种刺激物(细菌、病毒、紫外线等)的防御反应,肿瘤相关性炎症已作为肿瘤的第7特征。

在慢性炎症中,炎癌共用信号转导通路如NF-κBJAK2/STAT3被持续激活,诱使炎症介质如诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和环氧合酶2COX-2)的表达提高,同时在细胞因子、趋化因子的共同参与下,协同推动病程向恶性演化。防己茯苓汤中单味药除黄芪外均能抑制巨噬细胞炎症模型中NO过量产生。

方中防己、茯苓为君药,取利水消肿、祛风止痛之功,使皮水从外而解。这和防己、茯苓乙醇提取物体外具有较强抗炎活性(IC50分别为30.18μg/mL54.01μg/mL)有一定联系,但在其抗炎剂量对巨噬细胞具有杀伤作用。黄芪为臣药,能益气固表和振奋卫阳,其在细胞炎症模型中并未显示具抗炎活性而对巨噬细胞具有一定促增殖作用,提示黄芪可能重在调节免疫,减少君药的毒副作用。

桂枝通阳达表,协助茯苓和黄芪发挥着行散水湿和鼓舞卫阳的作用,也显示一定的抗炎活性(IC5071.72μg/mL)。甘草益气和中,用为佐使,协黄芪以健脾,体外具抗炎活性(IC5041.92μg/mL)且在该剂量对巨噬细胞增殖无影响,可能兼具抗炎和减毒的作用。单味药单独提取的乙醇提取物对体外细胞炎症模型的抗炎活性不及方剂整体提取后乙醇-乙酸乙酯提取组分,且抑制静息态巨噬细胞的细胞活力如单用防己乙醇提取物,提示精制后的活性组分,具有一定的增效减毒的作用。传统水煎获得的提取物在抗炎方面的活性不及乙醇提取物,可能中药抗炎类活性成分以脂溶性小分子居多,水煎制剂可能通过体内代谢才能发挥较强功效。前期一系列实验结果也显示南刘寄奴、祖师麻、桑枝、芫花等中药其抗炎活性集中在乙醇提后的乙酸乙酯组分,主要是黄酮类成分。

在本研究中,乙醇-乙酸乙脂提取组分抑制炎症关键合成酶iNOSCOX-2蛋白表达,同时提高总抗氧化能力,可作为防己茯苓汤抗炎药效的物质基础。

参考文献:略

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