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此为提取物纯化后的一个必经程序。中药提取物纯化之后,需灵活选用喷雾干燥、冷冻干燥、微波干燥、加压干燥等有效干燥手段,主要根据浸膏粉末本身物理性质与各种干燥技术的原理灵活匹配。国内专家采用上述各种干燥法分别对复方板蓝大青浸膏粉、调经益母浸膏粉等做提纯后的干燥处理[6],结果发现微波干燥所得产物防潮效果最佳,但应当避免此种技术使用后期物料局部温度过高,以防止干燥后期提取物焦化问题的发生。另有研究对比喷雾干燥与烘箱干燥防潮优劣,发现烘箱干燥技术成本相对高、所需时间长,且干燥之后效果不佳。
2中药制剂的防潮策略
2.1应用薄膜包衣技术薄膜包衣技术即在中药制剂的表面形成一层薄薄的隔离膜,阻隔制剂成分与环境成分,从而达到避免环境水分进入中药制剂、防止潮湿的目的。薄膜包衣技术的关键在于灵活选择薄膜材料,薄膜材料的选择要考虑应有的防潮效果、薄膜性能、对药物释出的影响等情况。当前较为常用的薄膜材料为乙基纤维素及HPMC等等。国内普乐安片、花红片的薄膜包衣研究结果证实了薄膜包衣技术的显著防潮效果,效果较好的包衣材料有增塑剂聚乙二醇、疏水性成膜剂、亲水性成膜剂等。
2.2优化制剂制粒方式部分中药制剂需要制粒,此种制剂就需要完善制粒方式以提升防潮效果。有研究对黄芪浸膏粉进行了离心造粒、混合制粒、摇摆制粒、干式制粒加工[7],发现上述几种制粒方式下的产物吸湿性均下降,且干式制粒、摇摆制粒防潮效果最佳。其中的干法制粒没有湿润和干燥工序,制造所得颗粒均匀度良好,因而吸湿性差。
2.3优化包装材料包装材料的选择直接决定中药制剂的防潮效果。合理选择中药制剂包装材料,可适当提升防潮效果。常用的塑料、玻璃、橡胶、金属、纤维制品都是理想的防潮包装材料,不同材质的材料用于不同的中药制剂包装中,会有不同的防潮效果。当前中药制剂包装常用材料为玻璃、铝箔、塑料。除了考虑材料性质与相对于某种制剂的防潮效果,还要考虑生产的环境、经济成本等因素。有专家提出,应当慎用铝塑及塑料包装材料[8],尽管上述材料在携带、运输、重量方面有优势,但其密封效果、耐热效果远不比玻璃材质的包装,其中的塑料包装药检合格率相对较低。
2.4合理贮存经过合理的加工、包装,中药制剂需要在合适的贮存环境中以合理的贮存方式保存,方能最大限度防治受潮变质。当前中药制剂种类繁多,不同种类的中药制剂所需的保存方式又不尽相同[9]。多数中药制剂需要在阴凉避光、干燥、低温处保存,必要时可合理使用干燥剂以降低环境相对湿度,减小中药制剂接触的环境湿度、放慢吸湿的速度。具体的贮存方式仍需根据具体中药制剂的性质而决定。
3结语
迄今大量研究显示,虽然中草药不能作为神经生长和再生的特效药,但中草药及其提取物对神经的生长和再生有不可忽视的作用,而且还可以降低一些西药带来的不良反应。笔者现将近年来的相关研究综述如下。
1 单味中药及其提取物
1.1 银杏叶
林氏等[1]采用坐骨神经功能指数、电生理及组织形态学等检测手段,全面评价银杏提取物——银杏酮酯对大鼠坐骨神经损伤后神经再生的影响。结果表明,在使用银杏酮酯后,坐骨神经功能指数、运动神经传导速度、肌张力、小腿三头肌湿重、有髓神经纤维计数几项指标均与对照组有明显差异。银杏酮酯主要成分是黄酮类和萜内酯类,可清除自由基、抗脂质过氧化,对周围神经缺血再灌注损伤起到一定的保护作用。通过抑制巨噬细胞一氧化氮合成酶(iNOS)的表达来降低大鼠坐骨神经损伤后iNOS的表达,减少NO对神经组织的进一步损伤作用,从而有利于神经再生。
1.2 当归
研究表明,当归可抗凝集、抗氧化,对缺血损伤具有保护等作用。对大鼠脑缺血后神经恢复的实验研究表明,当归注射液使大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后细胞表达血管内皮生长因子(VEGF)的基因增加,而VEGF对神经有营养作用,能刺激轴突生长,在新血管形成之前对神经系统起直接保护作用,同时有助于神经细胞存活;另外,通过磁共振成像(MRI)对神经元代谢物N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌酸储酸肌酸(Cr/PCr)和胆碱(Cho)进行检测显示,当归治疗组较对照组高信号强度区信号较同一时间点缺血损伤组减弱、体积小,NAA值大,Cr/NAA和Cho/NAA比值小,血流速度显著加快,提示神经元维持物质代谢可能与血液循环改善有关,表明当归治疗使脑组织的血液循环获得重建,代谢改善[2-4]。杨氏等[5]通过对大鼠坐骨神经后髓鞘再生的形态研究表明,当归对其再生也具有促进作用。
1.3 川芎
研究显示,川芎嗪可以抗血小板聚集和解聚已凝集的血小板,抗凝血,抗血栓形成及溶解血栓,扩张小动脉和增加心肌收缩力;另外,川芎嗪可以降低血液粘稠度,减少血浆纤维蛋白原,改善血液高凝状态,增加心、脑、肾等重要器官血流量的作用。宋氏等[6]实验表明,川芎嗪对兔眼高压下视网膜神经节细胞和双极细胞损伤有保护作用,其原因可能为川芎嗪扩张视网膜及视神经的供养血管,改善眼的血液供应。
1.4 羊藿
有学者分别用羊藿水煎剂和注射液对鸡胚背根节神经纤维生长进行了研究,结果表明羊藿对其生长有促进作用,且该作用不但有明显的量效关系,其效果也相当稳定[7-8]。
1.5 三七
研究人员曾应用三七及其提取物三七皂苷对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及机制进行探讨,结果表明,三七及其提取物对脑源性神经营养因子的表达有上调作用[9-10]。周氏等[11]研究显示,三七总皂苷除了通过抑制受损伤的背核神经元iNOS表达之外,可能还通过其他机制保护神经元。
1.6 人参
崔氏等[12]的研究表明,人参皂苷Rg1对成年大鼠局灶性脑缺血SVZ神经干细胞有促进增殖、迁移及分化的作用,但其机制有待进一步研究。另外,人参皂苷Rg1对MPTP致帕金森病模型小鼠多巴胺能神经元具有保护作[13-14],但机制尚未明确,可能与抗凋亡过程有关。
1.7 黄芪
曲氏等[15]对脑缺血再灌注后神经细胞凋亡及JUN蛋白表达影响的研究表明,脑缺血再灌注后神经细胞凋亡的发生机制与兴奋性氨基酸、钙超载、自由基增多等有关,但更重要和更直接的是凋亡细胞内活跃的基因表达,黄芪注射液可通过下调JUN蛋白表达,从而抑制神经细胞凋亡。谢氏等[16]研究表明,黄芪对成年皮层神经元有保护作用,机制可能是通过改变细胞内钙离子浓度、降低环磷酸腺苷(cAMP)水平,调节神经元活力。
1.8 白芥子
临床研究表明,白芥子通过促使皮肤发泡,加速深部血液循环,营养神经,对神经损伤起到一定保护作用[17-18]。
2 中药复方
2.1 补阳还五汤
补阳还五汤为中药复方治疗缺血性脑病的名方,临床应用极为广泛,也是目前研究中药复方对神经保护和再生的焦点,已引起了国内外专家的广泛关注。陈氏等[19]探讨了补阳还五汤对红核脊髓束横断后神经元保护作用的影响,实验结果提示,补阳还五汤不仅提高了轴突横断后红核神经元的存活率,还对其萎缩有抑制作用。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)可经内皮细胞激活作用促成凝血状态和血管收缩,增加神经缺损和组织损伤。谢氏等[20]对急性脑梗死患者使用补阳还五汤,通过检测TNF-α显示,在西医常规治疗后加用补阳还五汤,患者血浆TNF-α明显下降,从而说明了补阳还五汤对急性脑梗死后神经的保护有促进作用。有研究表明,神经元内Ca2+超载是缺血性脑损伤的关键因素,补阳还五汤对Ca2+通道开放有抑制作用[21],从而保护神经细胞。补阳还五汤对脑缺血后神经保护和再生均有促进作用,增加缺血后星形胶质细胞的表达[22]。临床治疗表明,补阳还五汤及加味补阳还五汤均对缺血性脑病有较好的疗效[23]。另有临床报道显示,应用补阳还五汤治疗周围神经病变也取得了一定的疗效[24-27]。
2.2 清开灵注射液
张氏等[28]选择清开灵注射液中有效组分栀子苷、黄芩苷、胆酸、珍珠母制成4种注射液,将以上4种组分按单组分含量等体积混合后在大鼠脑缺血1.5 h后再灌注前由大鼠尾静脉注入,结果表明,实验组各组分能通过多环节的综合作用不同程度减轻内皮细胞损伤,增加微血管灌流,促进星形胶质细胞活化,有较好的神经保护作用。
2.3 黄芪桂枝五物汤
黄芪桂枝五物汤治疗周围神经系统疾病的研究表明,其对周围神经损伤后的保护和再生都起到了一定的作用。现代药理研究表明,黄芪除具有降糖、耐缺氧、镇痛、抗寒、抗疲劳作用外,尚能抑制醛糖还原酶,对细胞代谢、核酸代谢有良性调节作用。桂枝有镇痛、扩血管、抗凝血、抑制血小板凝聚、抗炎等作用;白芍有镇痛、降糖、抗缺氧、清除自由基、抗炎等作用;大枣有抗疲劳、增强免疫功能等作用;生姜能降脂、镇痛、抗氧化、抗炎、抗血小板聚集,且对环氧合酶及脂氧合酶、6-酮-PGF1α血栓素B2等均有抑制作用;土鳖虫有耐缺氧、降脂、抗凝溶栓作用。总之,该方有良好的改善坐骨神经变性坏死、脱髓鞘等病理形态学变化的作用[29]。
3 展望
神经系统疾病,特别是中枢神经系统疾病常常给患者带来巨大的痛苦,而且往往还有严重的后遗症。若能将病变的神经给予修复或使神经细胞再生,恢复其正常的功能,无疑将为患者的康复带来很大的希望。
在中医药研究领域,迄今的动物实验和临床对神经的保护和再生的研究,都围绕在温阳补肾和活血化瘀的药物。中医认为,“肾为先天之本”,“藏精”。“精”为根本,濡养人体组织器官,而神经在中医中被归属为“脉络”和“髓”,补肾则能填“精”,濡养“脉络”和“髓”。活血则能通络,化瘀则能疏通血管,对缺血性神经系统病变有独到的功效。中医认为,风中经络,引起肢体麻木,感觉障碍;痰湿阻滞,则脉络不通,引起瘫痪等症状。故治疗常用药物有健脾化痰类(如白芥子)、活血化瘀类(如当归、三七、川芎等)、温阳补气类(如羊藿、人参、黄芪等),而复方用祛风通络类(如黄芪桂枝五物汤、补阳还五汤等)、清热解毒类(如清开灵注射液)。这些药物或复方在治疗过程中都取得良好的疗效。但其具体有效成分及其作用机制尚不明确,需要进一步研究。
由于神经再生方面的实验研究中尚缺乏成熟、规范、统一的动物模型,实验标准不尽相同,这使得到的实验数据和结果很难得到一致认可,阻碍了相关研究的进展。所以,当前急需建立统一、规范的动物模型,确定实验的统一标准,这样才能得出更准确的数据,使实验结果更具有说服力。
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【关键词】 乙醇提取物
[摘要]目的:筛选中药地椒乙醇提取物的抗肿瘤活性成分,探讨其可能的抗肿瘤作用机制。方法:从野生地椒乙醇提取物中分离得到乙酸乙酯、正丁醇和丙酮3种萃取组分,以体外培养的人白血病细胞株K562和HL60作为研究对象。将各萃取组分与肿瘤细胞作用一定时间后,计数存活肿瘤细胞数,分析药物对肿瘤细胞生长曲线的影响,考察各组分对肿瘤细胞生长的抑制作用。以去甲斑蝥素作为阳性对照组,通过形态学分析等方法,研究中药地椒乙醇提取物可能的抗肿瘤作用机制。结果:中药地椒乙酸乙酯萃取物对人白血病细胞株K562和HL60均有显著的抑制作用,且呈药物浓度依赖性,并可诱导肿瘤细胞凋亡;而正丁醇和丙酮萃取物对两种白血病细胞均无显著的抑制作用。结论:体外实验表明,乙酸乙酯萃取物是中药地椒乙醇提取物中主要的抗肿瘤活性成分。
[关键词]地椒; 乙醇提取物; 乙酸乙酯萃取物; 抗肿瘤药; K562; HL60
Antitumor effect of ethanol extracts from Thymus quinquecostatus Celak on human leukemia cell line
ABSTRACT Objective: To screen the antitumor fraction of ethanol extracts from Thymus quinquecostatus Celak and investigate its antitumor effect on human leukemia cell line. Methods: Ethyl acetate, nbutanol and acetone fractions were separated from the ethanol extracts of wild Thymus quinquecostatus Celak. Growth inhibiting effects of these extracts on human leukemia cell lines K562 and HL60 were determined by live cell counting and cell growth curve analysis. The possible antitumor mechanism was studied by morphological analysis with norcantharidin as a positive control. Results: Ethyl acetate fraction could significantly inhibit the proliferations of K562 and HL60 cells, and the inhibiting effect depended on the concentration of ethyl acetate fraction. Ethyl acetate fraction could induce apoptosis of K562 and HL60 cells. The nbutanol and acetone fractions had no significant inhibiting effect on K562 and HL60 cells. Conclusion: Ethyl acetate fraction is the major antitumor fraction in ethanol extracts from Thymus quinquecostatus Celak.
KEY WORDS Thymus quinquecostatus Celak; ethanol extract; ethyl acetate fraction; antineoplastic agents; K562; HL60
中药地椒(Thymus quinquecostatus Celak),又名百里香,为唇形科百里香属植物,属矮小半灌木,茎匍匐生长,常生长于山坡和海边低丘上[1,2]。药用其地上部分,阴干或鲜用,味辛、性温,有小毒,有祛风解表、行气止痛之功[3]。民间单用地椒或配伍其他中药治疗癌症,确有一定的疗效。我们在对地椒进行有效成分提取、分离及分析的基础上[4,5],以小鼠移植性肿瘤为模型,研究了地椒的抗肿瘤作用及其对机体免疫功能的影响[6]。随后,我们又以体外培养的人红白血病K562细胞和人早幼粒白血病HL60细胞为研究对象,进一步筛选地椒乙醇提取物中的抗肿瘤活性成分,并阐明其可能的抗肿瘤作用机制,现报道如下。
1材料与方法
1.1实验材料 (1)野生地椒采自山东省平邑县山区,全草阴干后粉碎,过40目筛。经乙醚浸泡24 h后,35℃回流3 h抽滤,去滤液,滤渣用75%酒精溶液冷浸24 h,72 ℃回流3 h,抽滤得乙醇提取物溶液。乙醇提取物进一步用乙酸乙酯、正丁醇、丙酮逐级萃取,获得地椒乙酸乙酯、正丁醇和丙酮萃取物3个组分,冷冻真空干燥后,用二甲亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)配制成不同浓度的饱和药物溶液,分别为:乙酸乙酯萃取物10 mg/ml、正丁醇萃取物20 mg/ml和丙酮萃取物2 mg/ml,置4 ℃保存。使用时用细胞培养液稀释100倍以上,使DMSO终浓度≤1%。(2)去甲斑蝥素(norcantharidin, NCTD)由北京第四制药厂王广生教授惠赠,用RPMI1640培养液加热溶解,-20℃保存[7]。(3)小牛血清为Hyclone公司产品。(4)青霉素、链霉素、庆大霉素、台盼蓝和Giemsa染液等为国产分析纯试剂。
1.2体外培养人肿瘤细胞系及培养条件 将人红白血病K562细胞和人早幼粒白血病HL60细胞(聊城大学细胞分子生物学重点实验室冻存)接种于含10%小牛血清、100 U/ml青霉素和100 μg/ml链霉素的RPMI1640培养液中,在37 ℃含5% CO2的培养箱内培养传代。所有实验均在细胞的对数生长期内进行。实验所用培养液均加入庆大霉素50 μg/ml[8]。
1.3台盼蓝染色活细胞计数法测定地椒乙醇提取物3种萃取组分对体外培养的人白血病细胞生长的抑制作用 取处于对数生长期的K562细胞和HL60细胞悬液分别接种在24孔细胞培养板(Costar公司产品)上,每孔加入2 ml细胞悬液,每种细胞接种12个孔,分为6组,每组平行2个孔。第1、6组为空白对照组;第2组加入20 μl DMSO,使其终浓度为1%;第3、4、5组分别加入20 μl的丙酮萃取物、正丁醇萃取物和乙酸乙酯萃取物药物溶液,使其终浓度分别为20、200和100 μg/ml。将24孔细胞培养板置于37 ℃含5% CO2的培养箱内培养,48 h后取样,各孔均取90 μl,加10 μl 4%台盼蓝染液,反应5 min后,用血球计数板计数拒染细胞数作为活细胞数,15 min内完成计数[9]。每组有平行2个孔,取两孔的平均值。实验重复3次。
1.4测定地椒乙酸乙酯萃取物对肿瘤细胞生长的抑制作用 地椒乙酸乙酯萃取物冷冻干燥后,用DMSO溶解,配制成3种浓度,分别为10、1和0.1 mg/ml。取处于对数生长期的K562细胞,用含10%小牛血清、100 U/ml青霉素、100 μg/ml链霉素和50 μg/ml庆大霉素的RPMI1640培养液配制成浓度为5×104/ml的细胞悬液。将细胞接种在24孔细胞培养板上,每孔加2 ml细胞悬液。24孔细胞培养板置于培养箱内培养24 h,然后将24个孔分为6组,每组平行4个孔,其中3个孔用来取样计数,另1个孔用来取样做Giemsa染色。第1组为空白对照组;第2组加入20 μl DMSO,即1% DMSO对照组;第3、4、5组分别加入20 μl各种不同浓度的地椒乙酸乙酯萃取物,使其终浓度分别为1、10和100 μg/ml;第6组加入20 μl NCTD,使其终浓度为10 μg/ml,作为阳性对照组。加药即刻及加药后12、24、36、48、60、72 h,分别取样90 μl,加10 μl 4%的台盼蓝染液,计数台盼蓝拒染细胞数,每组平行3个孔,取3个孔的平均值。实验重复3次。按活细胞密度取样时相得出对照组和各加药组K562细胞的生长曲线图。按加药24 h时细胞生长抑制率药物浓度得出细胞生长抑制率曲线。细胞生长抑制率计算方法:(1)各种浓度的地椒乙酸乙酯萃取物药物溶液对细胞生长的抑制率=(1% DMSO对照组活细胞数-乙酸乙酯萃取物实验组活细胞数)/1% DMSO对照组活细胞数;(2)10 μg/ml NCTD对细胞生长的抑制率=(空白对照组活细胞数-NCTD阳性对照组活细胞数)/空白对照组活细胞数。
取处于对数生长期的HL60细胞配制成浓度为2×105/ml的细胞悬液,实验方法同K562细胞,在加药即刻及加药后24和48 h分别取样计数,实验结果的处理同K562细胞。
1.5细胞形态学观察
1.5.1活细胞的形态学 采用日本Olympus IX70121型倒置显微镜(带保温装置),在动态条件下观察活细胞形态学。
1.5.2Giemsa染色观察细胞及细胞核形态 取K562细胞或HL60细胞与地椒萃取物及NCTD孵育不同时间的细胞悬液100 μl,1 000 r/min离心3 min,涂片,细胞固定后,Giemsa染色20~30 min,用Olympus BX50系统显微镜观察并摄影。
1.6统计学方法 所有实验数据均采用SPSS 10.0软件,计量资料均数用x±s表示,组间均数比较采用t检验。
2结果
2.1中药地椒乙醇提取物3种萃取组分对人白血病细胞生长的抑制作用 丙酮萃取物、正丁醇萃取物和乙酸乙酯萃取物对K562细胞和HL60细胞作用48 h后取样,计算各组活细胞数,结果显示:地椒乙酸乙酯萃取物与空白对照组及1% DMSO对照组比较,K562和HL60活细胞数均显著下降(P<0.01),说明地椒乙酸乙酯萃取物有显著的抗肿瘤作用;而地椒丙酮萃取物和正丁醇萃取物则没有明显的抑制肿瘤细胞生长的作用。见表1。
表1 中药地椒丙酮萃取物、正丁醇萃取物、乙酸乙酯萃取物对人白血病细胞生长的抑制作用(略)
Tab 1 Growth inhibiting effects of acetone, nbutanol and ethyl acetate fractions from Thymus quinquecostatus Celak on human leukemia cells
*P<0.01, vs 1% DMSO control group
2.2地椒乙酸乙酯萃取物对人白血病细胞生长的抑制作用 以取样时相为横坐标、活细胞密度为纵坐标作图,得到细胞的生长曲线。不同浓度的地椒乙酸乙酯萃取物对K562和HL60白血病细胞的生长均有不同程度的抑制作用,尤以浓度为100 μg/ml的地椒乙酸乙酯萃取物对肿瘤细胞的杀伤抑制作用最为明显,与10 μg/ml NCTD的作用相当或更强。见图1、图2。
浓度为1、10和100 μg/ml的地椒乙酸乙酯萃取物作用于K562细胞24 h,其生长抑制率分别为24.0%、41.1%和79.6%;作用于HL60细胞24 h,其生长抑制率则分别为1.1%、24.5%和65.6%。由此说明:虽然两种白血病细胞对低浓度地椒乙酸乙酯萃取物的敏感程度并不相同,但高浓度的地椒乙酸乙酯萃取物对两种白血病细胞的生长均有很强的抑制作用,且随着药物浓度的增加其抑制作用也相应增强。见图3。
2.3NCTD及地椒乙酸乙酯萃取物诱导K562和HL60细胞凋亡 NCTD作用于K562细胞24 h后诱导细胞发生凋亡的形态学变化见图4。100 μg/ml地椒乙酸乙酯萃取物作用于K562细胞12 h后就出现细胞凋亡现象,形成凋亡小体,24 h后出现大量的细胞凋亡,见图5。100 μg/ml地椒乙酸乙酯萃取物作用于HL60细胞24 h后亦有明显的细胞凋亡现象,见图6。
图1 K562细胞生长曲线(略)
Fig 1 Growth curve of K562 cells
图2 HL60细胞生长曲线(略)
Fig 2 Growth curve of HL60 cells
图3 不同浓度地椒乙酸乙酯萃取物对K562和HL60细胞生长的抑制作用(略)
Fig 3 Growth inhibiting effect of different concentrations of ethyl acetate fraction from Thymus quinquecostatus Celak on K562 and HL60 cells
图4 10 μg/ml NCTD作用于K562细胞24 h诱导细胞凋亡(Giemsa染色, ×350)(略)
Fig 4 Apoptosis of K562 cells induced by 10 μg/ml NCTD for 24 h (Giemsa staining, ×350)
图5 100 μg/ml地椒乙酸乙酯萃取物作用于K562细胞24 h诱导细胞凋亡(Giemsa染色, ×350)(略)
Fig 5 Apoptosis of K562 cells induced by 100 μg/ml ethyl acetate fraction from Thymus quinquecostatus Celak for 24 h
(Giemsa staining, ×350)
图6 100 μg/ml地椒乙酸乙酯萃取物作用于HL60细胞24 h诱导细胞凋亡(Giemsa染色, ×350)(略)
Fig 6 Apoptosis of HL60 cells induced by 100 μg/ml ethyl acetate fraction from Thymus quinquecostatus Celak for 24 h
(Giemsa staining, ×350)
3讨论
我们曾利用小鼠移植性肿瘤模型首次报道了地椒提取物的抗肿瘤作用及其对小鼠免疫系统的影响[6]。本实验在此基础上对地椒乙醇提取物作进一步的成分分离和药理研究,发现其中的乙酸乙酯萃取物有较好的杀伤肿瘤细胞的作用,对人红白血病K562细胞和人早幼粒白血病HL60细胞生长的抑制作用随作用时间的延长和药物浓度的增加而增强。而地椒丙酮萃取物及正丁醇萃取物则没有明显的抑制杀伤白血病细胞的作用。
10 μg/ml NCTD作用于K562细胞24 h,可明显诱导K562细胞的凋亡,Giemsa染色可见凋亡细胞,主要表现为细胞核固缩、碎裂等[10,11]。本实验中我们发现:地椒乙酸乙酯萃取物同样可以诱导肿瘤细胞发生细胞核固缩、碎裂等形态学变化,推测其抑杀肿瘤细胞也主要是通过诱导肿瘤细胞发生凋亡。与NCTD诱导K562细胞凋亡不同的是,地椒乙酸乙酯萃取物诱导两种白血病细胞发生凋亡并不伴随细胞有丝分裂期的阻滞[7],推测其诱导肿瘤细胞凋亡应与NCTD诱导肿瘤细胞凋亡发生在不同的细胞周期。
我们以荷S180实体瘤小鼠为模型,用不同浓度的地椒乙酸乙酯萃取物溶液进行灌胃,初步的实验结果表明:地椒乙酸乙酯萃取物能明显抑制S180实体瘤的生长。此外,在对地椒乙醇提取物进行抗肿瘤活性成分筛选的基础上,我们对地椒乙酸乙酯萃取物组成成分进行了质谱扫描,结果表明:地椒乙酸乙酯萃取物中含有几十种黄酮成分。体外实验发现地椒黄酮具有很强的抗氧化活性[5]。地椒乙酸乙酯萃取物中的黄酮成分是否为地椒中主要的抗肿瘤活性成分还有待作进一步的药理研究及有效成分的分离分析工作。
[参考文献]
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3肖培根, 连文琰. 中药植物原色图谱[M]. 北京: 中国农业出版社, 1999. 418.
4程霜, 马清温, 孙震晓. 百里香挥发油化学成分的GC/MS分析[J]. 香料香精化妆品, 2002, 14(5): 13.
5程霜, 马清温, 孙震晓, 等. 百里香萃取物的体外抗自由基活性研究[J]. 食品工业科技, 2004, 25(3): 5355.
6孙震晓, 孙晋华, 程霜, 等. 中药地椒提取物的抗肿瘤作用及对小鼠免疫功能的影响[J]. 中西医结合学报, 2003, 1(3): 209210, 238.
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9徐叔云, 卞如濂, 陈修. 药理实验方法学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1994. 14411442.
【关键词】 中药提取液; 药材吸水量; 相对比重; 固含量; 黏度
中药提取液是中成药制药过程中重要的物料形态,在各工艺过程中主要经过的过程包括化学物质自药材中的溶出扩散、液体在管道内的流动、液态物料水分的蒸发(浓缩)和固态半固态物料水分的蒸发(干燥)。相关的物理性质主要有反映提取液中物相比例的固体含量(含固量,浸出物量)、表示浓缩状态的相对比重和与运动性质有关的黏度等。了解中药提取液的主要物理性质之间的相关性,可以提供对提取液本身的深入认识;在进行浓缩干燥的时候可以利用提取液本身性质的相关性简化研究因素,可以更广泛深入研究提取液性质与其它工艺参数之间的关系,为提供更有效控制浓缩干燥过程的参数设置提供理论基础[1]。本研究就中药提取液的常见物理性质进行了研究。
1 材料与方法
1.1 材料
药材:薄荷等40种常用中药饮片(上海养和堂中药饮片有限公司)、丹参(饮片,上海康桥中药饮片厂)。
主要仪器:液体比重天平(PZB5,上海精密科学仪器有限公司天 平仪器厂);黏度计(Brookfield Viscosmeter LDI+,Brookfield Engineering Laboratories,Inc. US);真空干燥箱(ZK82B,上海实验仪器厂);上皿电子天平(FA1004,上海天平仪器厂)。
1.2 方法
1.2.1 提取液的制备 取饮片以常水(视药材被充分浸泡)于室温(20℃)浸泡12 h,倾倒读取滤液,以加水量与读取量差值为饮片吸液量。以此量的5倍为浸提量加热煮沸后,保持微沸2 h,120目滤布滤过,浓缩至不同相对含量(g药材·ml-1)。同一提取液在浓缩过程中连续取样,放置于同一温度,分别测定其相对比重、含固量(浸出量)和黏度;对同一浓度提取液进行加热,测定不同温度条件下黏度。
1.2.2 相对比重的测定[2] 以液体比重天平法进行。
1.2.3 含固量的测定[2] 参考浸出物含量测定法进行。
1.2.4 黏度测定[2] 用旋转式黏度计测定不同温度、相对比重、含固量同一提取液的运动黏度。
1.2.5 相关性考察 分别考察以上考察指标之间的相关性,进行回归分析。数据处理、分析及绘图使用Excel软件。
2 结果
2.1 饮片吸水量
饮片的吸水性考察结果见表1。结果表明常见中药饮片的吸水量倍数在0.8~2.9之间,一般浸提加水量在5~10倍,为平均吸水量的2倍以上。这个数值可以做为浸提条件研究中加水量的计算基础。
表1 常用中药饮片的吸水量/mlo(50g)-1,20℃
饮片名称吸水量饮片名称吸水量/mlo(50g)-1生白芍50金银花130 生甘草70夏枯草200 葛根75100 柴胡110诃子70 桂枝40北五味子50 生黄芪60枸杞子80 知母90桃仁30 当归120栀子30 川芎60桑寄生70 熟地85麻黄70 钩藤60益母草140 忍冬藤90茯苓30 黄柏95猪苓S50 丹皮55乳香- 陈皮100没药40 番泻叶130生牡蛎- 枇杷叶110丹参105 大青叶90阿胶 -
依据药材入药部位的不同,计算相同入药部位的饮片吸水平均倍数,进行比较后得到不同入药部位药材饮片的冷浸(20℃)吸水顺序为:花>叶>全草>皮>茎木>根及根茎>果实种子>菌类>树脂,见表2。表2 不同入药部位药材饮片的平均吸水量/倍(20℃)
2.2 含固量与相对比重
薄荷水提取液的含固量与相对比重关系见表3。以线性回归考察薄荷水提取液相对比重与含固量的关系得到一条直线,线性关系良好,见图1。同法得到丹参片提取液相对比重与含固量的直线关系,见图2。提取液的含固量与相对比重之间正相关,具有良好的直线回归关系。表3 薄荷水提取液的含固量与相对比重
2.3 相对比重与黏度
测定不同相对比重丹参水提取液的黏度,结果见表4。直接回归考察两者相关关系,相关系数R2=0.9197。对黏度值做数学变换,取自然对数再后进行回归,得到较好结果R2=0.9912,见图3。表4 丹参提取液的相对比重与黏度(25℃)
2.4 黏度与温度
丹参提取液的相对比重、黏度与温度的关系见表5。当rpm=50时(图4),回归曲线按照提取液浓度从大到小的顺序依次是:
y=151729x-1.9504,R2 = 0.9871;
y =4734.4x-1.4023,R2 = 0.9806;
y= -0.0594x + 7.4098,R2 = 0.9500。
当rpm=100时,回归曲线按照提取液浓度从大到小的顺序依次是:
y=213130x-2.0244,R2 = 0.9918;
y =2304.6x-1.1962,R2 = 0.9862;
y =-0.0626x + 9.037,R2 = 0.9669。
提取液在低浓度时候,温度与黏度成直线关系;随着浓度的增大,温度与黏度之间呈现出指数关系,温度越高黏度越小;如果温度足够,不同浓度提取液黏度值有接近趋势。
在黏度计不同转速下,曲线的系数有差异,说明了提取液的动力学性质属于非牛顿流体,黏度随着受力的改变而改变。表5 丹参提取液的浓度、黏度与温度
2.5 含固量与与黏度
含固量表现为一定体积提取液的固体总量,如果以该固体为目标物质,那么含固量就等于提取液的浓度。因此,从上节内容可知,含固量与黏度是正相关关系。图5是70℃时浓度与黏度的回归关系。
图5 提取液浓度与黏度的关系
3 讨论
本研究显示不同植物部位来源药材的吸水量具有规律性。贺福元等建立了中药材吸水膨胀动力学数学模型并对大黄进行了研究,结果表明中药材吸水膨胀服从一级线性动力学量变,可用线性模型表达[3]。
中药提取液提取液代表总固体物质含量的浓度(含固量)、浓缩程度的比重和动力学性质的黏度之间多具备良好的相关性,因此,在进行中药浸提液的处理过程中,可以利用这些指标进行工艺控制。在浓缩干燥过程中,如果建立质量控制成分与提取液的含固量的联系,那么就可以将干燥的过程控制与制剂质量连接起来,提高中药制剂全程控制的水平。其中,提取液的含固量与相对比重之间正相关,具有良好的直线回归关系。其关系式可以归纳为:含固量=a(相对比重-1),其中a是一个接近2的数字[1]。该公式与实际生产的经验比较吻合,可以作为经验公式应用,并可以进一步探讨其理论上的规律性。
中药制剂技术研究应关注提取物的物理性质[4]。中药提取液同样是广义“中药提取物”的表现形式之一。中药提取液的这些性质不仅可以用于浓缩干燥过程控制,还可以向中药制剂的上游工序延伸,用于提取过程的监控。例如,提取达到平衡时,其行对比重应该达到一个平衡数值,直接监控该参数就可以判断提取进行的程度。中药制药过程中物料相关物理性质的相关性研究将有利于对中药制药过程的理解和控制,相关研究已经有所开展,如文献[1,3~6]。在这一方面,相关行业(如食品、饮料、化工领域)对物料的物理性质包括其过程动力学研究的比较深入,中药制剂值得借鉴,使生产过程的认识和控制水平得以提升。
【参考文献】
1 耿炤. 中药提取物固体颗粒化研究.上海:上海中医药大学,2004.
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3 贺福元,马家骅,刘文龙 ,等.中药材吸水膨胀动力学数学模型的建立及对大黄的验证实验研究.中成药,2004,26(10):788~791.
4 刘怡,冯怡,徐德生. 中药制剂技术研究应关注提取物的物理性质.2007,29(10):1495~1498.
中图分类号:R587.1 文献标识码:A 文章编号:1007-2349(2010)05-0073-02
糖尿病(Diabetes mellitus,DM)是常见的慢性病,目前糖尿病慢性合并症及并发症非常普遍,如高血压、心脑血管疾病、眼及肾脏病者约占2/3。近年来的研究结果表明,单味中药及其提取物在防治糖尿病方面以其多成分、多途径、多靶点、相对安全、不良反应小的特点,显示出独特的优势,现将其近5年来研究进展综述如下。
1 降血糖
糖原是体内葡萄糖的重要储存形式,糖原合成减少或者分解增加可以引起血糖水平升高,导致DM发生。柳氏等研究发现,血竭乳剂能增加DM小鼠肝、肌糖元含量,降低糖原合成酶激酶(GSK-3B)表达水平,由此推测,血竭乳剂能够通过调节GSK-3B表达起到降低血糖的作用。Norberg等嘲在体外及动物实验中均发现,绞股蓝皂苷可以刺激胰岛素细胞释放且呈现剂量依赖性。淀粉酶抑制剂可抑制消化道,尤其是十二指肠的淀粉酶活性,因而减少或延缓消化道淀粉水解为单糖,使单糖的吸收减少而降低血糖,所以对糖尿病患者餐后血糖以及过食碳水化合物引起的脂肪增加有对抗作用。魏氏等研究发现,绞股蓝多糖在体外对a-淀粉酶具有较强的抑制作用,且呈现剂量依赖性,其抑制率相当于同等浓度阿卡波糖抑制作用的50%左右。Megally等的体外实验表明,绞股蓝可以有效抑制α-糖苷酶的活性,与阿卡波糖(IC50:53.9μg/mL)相比,其50%有效抑制浓度(IC50:42.8μg/mL)更低。
2 治疗2型糖尿病胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)
胰岛素抵抗(IR)即胰岛素的敏感性和反应性减低,是指胰岛素在糖摄取和利用方面以及其他方面作用受损,单位胰岛素产生的生物学效应低于预期水平而产生的一系列病理变化和临床表现。刘氏等研究结果表明,黄连素具有明显的改善胰岛β细胞功能、促进胰岛素的分泌及减轻胰岛素抵抗和增加胰岛素敏感性的作用。杨氏经实验研究发现,黄芪通过调控脂肪细胞凋亡,影响脂肪细胞的分布,从而改善氓。邹氏等实验研究结果提示,葛根具有改善脂肪细胞的胰岛素抵抗,从而增加脂肪细胞对葡萄糖摄取和利用的能力,在一定程度上从细胞水平阐明了葛根具有改善IR的作用机制。红芪多糖可多途径、多环节减轻糖尿病模型大鼠的IR。
3 防治糖尿病并发症
3.1 防治糖尿病血管病变糖尿病随着病情进展常合并微小血管病变和动脉血管壁的硬化,从而导致各种心、脑、肾血管疾病和视网膜病变的发生。糖尿病血管并发症是糖尿病患者死亡的主要原因之一,而内皮素(ET)是迄今发现最强的内源性缩血管活性多肽,内皮细胞是合成分泌ET的主要细胞。大量研究表明,糖尿病时高血糖及糖脂代谢紊乱可以损伤内皮细胞,ET合成和分泌增多,导致血管张力增加,结构重建,斑块形成,最终导致动脉粥样硬化的发生。此外,微循环障碍及血栓形成在糖尿病血管病变的病理发展中亦起重要作用。有研究表明糖尿病微血管并发症早期,过量的NO可能通过细胞毒与细胞抑制作用导致微血管的损伤。DM患者和DM动物模型中均存在NO合成减少和ET增多。曾氏等研究发现,在较短时间内糖浓度升高可引起血管内皮细胞一氧化氮合酶(iNOS)蛋白表达增高,对糖尿病血管病变早期进展起一定的作用。Aktan掣研究发现,绞股蓝皂苷可以通过直接抑制iNOS活性及下调核因子-KB介导的iNOS的蛋白表达水平来减少鼠类巨噬细胞NO的合成。田氏等观察了绞股蓝总皂苷对高脂血症大鼠血浆和主动脉内皮素的影响,结果提示绞股蓝总皂苷能降低血浆和主动脉ET,减少ET的合成和释放,保护内皮细胞,延缓动脉硬化的发展。给新西兰健康兔喂食高脂饲料并同时泡服绞股蓝微粉,连续60d,结果绞股蓝微粉泡服可显著降低机体血脂、全血粘度、血浆粘度及红细胞压积,红细胞变形能力也明显增加,微循环明显改善,血流加速。闵氏等研究发现,丹皮酚可以降低DM大鼠血中的ET、血栓索B2(TXB2)含量,升高6-酮-前列腺素F1a((6-Keto-PCFla)的含量但对血糖NO无明显的作用。
3.2 防治糖尿病肾病(DN) 糖尿病肾病(DN)又称糖尿病性肾小球硬化症,属于中医“消渴”、“水肿”的范畴,早期病变为尿中排出微量白蛋白,继之出现蛋白尿,最后发展为慢性肾功能衰竭,病情发展到尿毒症期则会危及生命。近年来单味中药及其提取物在改善患者临床症状、降低尿蛋白、延缓肾功能恶化方面取得了较满意的效果。大黄主要通过加速尿素氮的排泄而不是降低尿素氮的产生从而能显著提高肾小球滤过率。三七总苷有明显降低血粘度、血脂,改善微循环,降低毛细血管通透性及促进血液流动和抗血栓作用,可显著改善机体微循环。曾氏等研究发现,川芎嗪可降低血脂、血纤维蛋白原和血内皮素水平,降低血粘度,减轻肾内高灌注,改善肾内血流动力学,改善糖尿病血瘀证,保护肾功能。聂氏用刺五加注射液治疗糖尿病肾病20例,使尿蛋白、尿潜血下降,以减轻肾脏损害,改善肾脏功能,有效率为90%。黄芩对DN功能和结构的改善,其机制是多方面的,但减轻自由基代谢紊乱,抑制脂加氧酶,从而阻断血管紧张素Ⅱ的作用及抑制醛糖还原酶是其主要作用机制。野黄芩苷元(是从中药灯盏花素中提取的有效成分7-甲氧黄芪素)可能通过降低肾组织局部内皮素(ET)及转化生长因子β的含量起到对DN的保护作用。雷公藤多苷能抑制TGF-β的合成,降低血、尿TGF-β水平,阻断或拮抗TGF-β。灵芝治疗早期DN的疗效可能与其抑制肾组织TGF-β1-mRNA的表达有一定的关系。张氏等研究发现,绞股蓝总皂苷可以抑制肾纤维化结缔组织生长因子(CTGF)表达,从而遏制肾纤维化的进展。朗氏等研究提示,绞股蓝总皂苷可以明显改善糖尿病大鼠肾脏的氧化应激,延缓肾脏损害的进展。
3.3 防治糖尿病神经病变包氏等实验发现,2型糖尿病大鼠脑神经质生长因子mRNA表达下降,服用绞股蓝总皂苷的2型糖尿病大鼠脑神经质生长因子mRNA表达上调,提示绞股蓝总皂苷能增加2型糖尿病大鼠脑神经质生长因子的表达,为绞股蓝在防治糖尿病性神经病变方面的应用提供了初步的理论依据。