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【摘要】目的:建立同时测定白藜芦醇和白藜芦醇苷含量的高效液相色谱法,优化虎杖中有效成分白藜芦醇和白藜芦醇苷的提取工艺.方法:采用梯度法建立同时测定白藜芦醇和白藜芦醇苷的高效液相色谱方法,以白藜芦醇和白藜芦醇苷总量为考察指标,设计以乙醇浓度、溶剂倍数及醇提温度等为影响因素的4因素3水平的正交实验,确定虎杖中上述有效成分的最佳提取工艺.结果:在选定的色谱条件下,虎杖提取物中白藜芦醇和白藜芦醇苷可以达到基线分离.检测白藜芦醇及其苷的线性回归方程分别为Y=0.0006X-0.183(r=0.9996),Y=0.0011X-0.478(r=0.9993);线性范围分别为0.48~38.4mg/L和0.47~38.2mg/L.日内、日间精密度都小于5%,回收率在90%~105%之间,样品分析时间小于7min.虎杖中有效成分白藜芦醇和白藜芦醇苷的最佳提取工艺为乙醇浓度80%,溶剂倍数15,醇提温度70℃,提取时间2h.结论:建立了准确可靠、分析速度快可同时检测虎杖提取物中白藜芦醇和白藜芦醇苷的分析方法,优化了质量可控的提取工艺.
【关键词】虎杖;白藜芦醇;白藜芦醇苷;高效液相色谱
0引言
虎杖(polygonumcuspidtumsieb)为蓼科蓼属多年生草本植物虎杖的干燥根茎,主要含有蒽醌类、二苯乙烯类、水溶性多糖和鞣质等成份[1].白藜芦醇(3,4′,5三羟基二苯乙烯)和白黎芦醇苷是虎杖的主要功效成分,具有保护心脏、抗血栓、降血脂[2]等药理作用.白藜芦醇及白藜芦醇苷的药理作用相近,但其极性却相差较大.本研究探讨一种兼顾白藜芦醇及白藜芦醇苷的提取工艺,并建立同时测定白藜芦醇和白藜芦醇苷含量的高效液相色谱法(highperformanceliquidchromatography,HPLC),旨在为虎杖的药理作用研究以及科学合理利用提供试验依据.
1材料和方法
1.1材料白藜芦醇苷和白藜芦醇的对照品均由中国药品生物制品检定所提供;虎杖的干药材购自西安市胡家庙药材市场.2695型高效液相色谱仪,2996型二极管阵列检测器(美国Waters公司);调温式电热套(北京科伟永兴仪器有限公司);色谱纯乙腈,甲醇(美国TEDIA公司),其他试剂均为国产分析纯.
1.2方法
1.2.1工作曲线的建立分别精密称取白藜芦醇苷及白藜芦醇对照品10mg置100mL容量瓶中,加甲醇稀释至刻度,摇匀,制成100mg/L的白藜芦醇苷和白藜芦醇对照品混合储备液,备用.分别精密吸取两对照品储备溶液0.05,0.2,1,2,4mL配制成浓度为0.5,2,10,20,40mg/L的混合对照品的标准溶液,依次取20μL进样.色谱条件为:色谱分析柱:C18(250mm×4.6mm,5μm,美国Phenomenix公司);流动相:乙腈和水,梯度洗脱如表1所示.检测波长:315nm;流速:1mL/min;柱温为30℃.按上述色谱条件测定峰面积积分值,以峰面积积分值为纵坐标,对照品浓度值为横坐标绘制工作曲线,应用Excel软件采用最小二乘法计算回归方程.
表1HPLC流动相梯度表
时间(min)〖〗乙腈(%)〖〗水(%)〖〗流速(mL/min)〖〗梯度类型0〖〗28〖〗72〖〗1.0〖〗67〖〗72〖〗28〖〗1.0〖〗69〖〗72〖〗28〖〗1.0〖〗620〖〗28〖〗72〖〗1.0〖〗1
1.2.2精密度和准确度测定分别精密吸取白藜芦醇及白藜芦醇苷储备液0.1,0.5,3mL,配成浓度为1,5,30mg/L混合对照品的标准溶液.每个浓度6个样本,连续测定3d,与标准曲线的建立同时进行.代入当日的回归方程计算标准溶液的浓度,将结果进行方差分析,即得到本方法的精密度.将1,5,30mg/L三个浓度标准溶液的白藜芦醇和白藜芦醇苷的测定浓度值与标准溶液的标示浓度相比,即得方法回收率.
1.2.3虎杖有效成分提取工艺的优化在本生产工艺研究中,根据药物有效成分、药理作用及理化性质特点,选择醇提法进行正交试验,以提取时间(A1,2,3h),乙醇浓度(B70%,80%,90%),醇提温度(C50,60,70℃)和溶剂倍数(D10,15,20)作为考察因素,选择3个水平,综合评价提取工艺,选用L9(34)正交表,安排正交实验.
取虎杖10g,按L9(34)正交表设计的顺序,各加入设定的乙醇量,加热煎煮规定时间和次数,滤过,合并滤液,将滤液用甲醇稀释10倍后取样20μL,用HPLC法测定白藜芦醇及白藜芦醇苷的峰面积,带入回归方程中,计算出白藜芦醇和白藜芦醇苷的总量.
2结果
2.1HPLC检测方法的特异性在本实验选定的洗脱及检测条件下,白藜芦醇和白藜芦醇苷的保留时间分别为6.8min和4.7min.白藜芦醇及白藜芦醇苷峰和杂质峰能实现基线分离,样品峰的测定不受杂质峰的干扰(图1).
2.2白藜芦醇苷及白藜芦醇标准曲线回归方程以白藜芦醇和白藜芦醇苷的峰面积为纵坐标,浓度为横坐标建立标准曲线.应用Excel软件采用最小二乘法得到白藜芦醇和白藜芦醇苷的工作曲线回归方程:Y=0.0006X-0.183(r=0.9996),Y=0.0011X-0.478(r=0.9993).结果表明,白藜芦醇及其苷分别在0.48~38.4mg/L和0.47~38.2mg/L范围内呈良好的线性关系.
2.3精密度和准确度测定1,5,30mg/L浓度的白藜芦醇苷的日内精密度分别为4.0%,2.6%和2.0%;日间精密度分别为4
.2%,4.3%和2.6%;方法回收率分别为(101±3.4)%,(94±2.3)%和(95±1.3)%.白藜芦醇的日内精密度分别为5.0%,3.0%和2.0%;日间精密度分别为4.8%,3.9%和1.1%;方法回收率分别为(96±5.1)%,(95±2.6)%和(95±1.6)%.结果显示本方法准确、重复性好.
2.4虎杖有效成分提取工艺的优化将测得值进行方差分析(表2),因素B差异具有统计学意义(P<0.01).由表3中进行直观分析可知,A因素中各水平试验结果的和比较为:K2>K1>K3,平均含量以第2水平为高;B因素中各水平试验结果的和比较为:K1>K2>K3,平均含量以第1水平为高;C因素中各水平试验结果的和比较为:K3>K1>K2,平均含量以第3水平为高;D因素中各水平试验结果的和比较为:K2>K1>K3,平均含量以第2水平为高.选择最佳的提取工艺为提取时间2h,乙醇浓度为70%,醇提温度为70℃,溶剂倍数15.表2白藜芦醇及其苷含量方差分析结果
3讨论
近年来有较多关于虎杖有效成分白藜芦醇和白藜芦醇苷提取及含量研究的报道,多采用单因素、正交试验及大孔吸附树脂吸附法研究白藜芦醇的提取条件[3-4];正交试验法及乙醇回流法优选白藜芦醇提取工艺[5-7];以白藜芦醇苷为指标,研究虎杖的提取条件等[8],这些方法均以白藜芦醇或白藜芦醇苷单个成分为指标.由于虎杖中的活性成分白藜芦醇和白藜芦醇苷都具有保护心脏、抗血栓、降血脂等药理作用,因此我们在本实验中测定样品中的白藜芦醇和白藜芦醇苷的总量并以此作为评价指标是合理可行的.我们的实验结果表明,正交试验及方差分析结果虎杖醇提取工艺最大影响因素为乙醇浓度B,其次为溶剂倍数D,再次为醇提温度C和提取时间A.最佳工艺乙醇浓度为80%,溶剂倍数为15,醇提温度为70℃,提取时间为2h.
目前对虎杖中白藜芦醇或白藜芦醇苷的测定方法很多[9-10],但是同时对白藜芦醇及其苷测定的报道较少[11],主要存在诸如样品处理方法复杂、分析时间较长等问题.本研究建立的同时测定虎杖中白藜芦醇及其苷的方法选用315nm作为检测波长,使检测方法获得了较高的灵敏度.采用乙腈和水作为流动相,白藜芦醇和白藜芦醇苷与其他化合物达到基线分离.白藜芦醇和白藜芦醇苷分别在6.8min和4.7min出峰,快速有效地实现了分离检测.
综上所述,本研究建立的虎杖提取液中白藜芦醇和白藜芦醇苷的HPLC检测方法具有灵敏、准确、迅速和工艺稳定、经济等特点,可用于虎杖提取液中白藜芦醇和白藜芦醇苷的含量测定以及有效成分提取的质量控制.
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[关键词] 白藜芦醇;肝癌
[中图分类号] R735.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2013)02(c)-0022-03
原发性肝癌或肝细胞癌是目前世界上最常见的恶性肿瘤之一,死亡率高,预后较差。其发生发展是一系列多基因参与、多步骤协同的复杂过程,目前已在DNA、miRNA、信号通路、蛋白等多个层面研究其防治措施。肝癌的发生机制目前尚未完全阐明,公认的机制主要有:癌变由肝脏干细胞异常分化引起;癌变由成熟肝细胞去分化而致。其中涉及到癌基因的激活,抑癌基因的抑制及多种信号通路、蛋白的激活与抑制等。
白藜芦醇(3,5,4′-trihy-droxy-trails-stilbene)是一种自然产生的含有芪类结构非黄酮类多酚化合物,主要在红葡萄酒、花生中发现[1]。在过去的研究中发现Res具有抗氧化[2]、抗炎[3]、抗衰老[4]、抗病毒[5]、降血糖[6]、止痛、平喘[7]等作用。有报道表明,Res对于青光眼[8]、胰腺炎[9]、骨关节炎[10]等疾病具有保护作用。它可以防止和治疗心血管疾病[11],对癌症亦有防治作用,例如肝癌[12]。以下就近年来Res对肝脏肿瘤的防治的相关研究做一综述。
1 体外研究
Res已被证明能抑制人的多种肝癌细胞,例如HepG2[13-14]、Hep3B[13]、H22[15]、大鼠肝癌细胞FAO[16]、H4IIE[17]、大鼠腹水肝癌细胞AH109A[18]等。Res抑制肝癌细胞生长的机制与诱导细胞凋亡和阻滞细胞周期有关。Sun等[15]证实Res对H22的生长抑制作用是由于细胞凋亡,也可以通过激活半胱氨酸蛋白酶从而诱导H4IIE细胞凋亡[17]。Kuo等[13]研究表明,T-Res在浓度为40~80 μmol/L时可以抑制p53阳性的HepG2细胞的生长,但对于p53阴性的Hep3B的生长无明显影响,这表明RES诱导细胞凋亡是依赖于p53信号通路。此实验同时发现细胞被阻滞于G1期时,凋亡相关蛋白P21的表达明显增加。Notas等[19]则认为T-Res在0.1 μmol/L时可以通过对细胞周期G1和G2/M的阻滞而诱导HepG2细胞凋亡。在相似的实验研究中,认为Res通过其抗氧化作用,抑制肝癌细胞增殖。T-Res在纳摩尔浓度和匹摩尔浓度时,通过调节NO/NOS系统,增加iNOS和eNOS的表达,激活NOS,增加NO的表达,抑制NOS酶从而起抑制肿瘤细胞增殖的作用。在Res诱导肝癌细胞凋亡中的另一个重要的角色是微囊蛋白-1(CAV-1)。CAV-1是微囊家族的成员,在大多数人类肿瘤细胞中不表达或表达减少。CAV-1过表达的转化细胞的生长收到抑制[20]。Yang等[21]研究发现CAV-1可以通过其胆固醇相关系统提高HepG2对Res的吸收,增加其抗增殖和促凋亡的作用。经100 μmol/L Res预处理的HepG2细胞中CAV-1的表达增加,而CAV-1可以负反馈提高Res的吸收,通过p38丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)通路和caspase-3表达从而诱导细胞凋亡。经100 μmol/L Res处理后的细胞与未处理组相比,72 h后其凋亡明显增加。此外,有报道表明,Res在高浓度(100~200 μmol/L)时可以减少S期的HepG2细胞,但在低浓度(10~50 μmol/L)时可以增加S期的HepG2细胞[22]。徐凌等[23]研究发现Res能以剂量依赖方式拮抗肝细胞癌HepG2细胞的增殖,进一步的研究提示Res能显著下调miR-151和FAK mRNA表达,而miR-151能促进肝癌细胞的周期转换,使肝癌细胞周期进程明显加快。Parekh等[24]研究发现,Res可以通过减少细胞周期蛋白D1,调控P38MAPK、Akt和Pak1的表达、活化等抑制HepG2细胞的生长。De Lédinghen等[25]认为Res抑制肝癌细胞HepG2增殖的作用机制涉及到受体后机制,与其细胞毒性或促凋亡作用无关。
此外,白藜芦醇的化学防癌活动可能涉及到细胞色素P450(CYP450)酶的抑制[26]。CYP450在化学致癌的激活中发挥着重要作用。例如,在100 μmol/L时Res可以通过与芳香烃受体结合,从而抑制小鼠肝癌HEPA 1c1c7细胞丁基对苯二酚诱导的CYP1A1的活性。在细胞培养中发现Res对肝癌细胞株的侵袭性起抑制作用。Kozuki等[18]发现在低浓度时Res能抑制大鼠腹水肝癌细胞AH109A的侵袭入侵,但在高浓度(25~200 μmol/L)时起抑制增殖作用。这一机制与其抗氧化作用有关,与其抗增殖作用相关性不大。Res的防癌的另一机制与其抗血管生成作用有关。例如,Zhang等[27]研究证实Res在缺氧条件下可以抑制血管内皮生长因子(VEGF)的表达,通过缺氧诱导因子-1A来抑制HepG2细胞的生长。
2 体内研究
目前许多研究表明Res在动物模型中起预防肿瘤的作用。Khanduja等[28]发现经2.5 mg/kg Res处理2周后给予二乙亚硝胺诱导的小鼠模型,其肝脏中的鸟氨酸脱羧酶(ODC)及环氧合酶较未经Res处理的小鼠模型明显减少。ODC是多胺生物合成途径中的限速酶,与细胞增殖和癌变密切相关[29]。而环氧合酶主要与炎症反应中前列腺素的形成、肿瘤的发生发展、血管生成等有关[30]。Bishayee等[31]研究表明,按50~300 mg/kg的剂量连续口服白藜芦醇20周后,与未处理组相比,二乙基亚硝胺及苯巴比妥诱导的大鼠的肝细胞结节的发生、数量及种类等明显减少。Res通过上调促凋亡蛋白Bax和下调抗凋亡蛋白Bcl-2起抗癌作用。Res的化学防癌作用也涉及降低氧化应激,抑制炎症反应介导的核因子E2相关因子(Nrf2)[32]、热休克蛋白(HSP70)、COX-2和NF-κB[33]等。但有实验表明,Res处理后并不能阻止多氯联苯(PCBs)诱导的大鼠肝脏肿瘤[34]。如上所述,体外实验研究表明Res是CYP450酶抑制剂。Canistro等[35]研究Res经腹腔注射(50 mg/kg连续7 d)对小鼠肝外源性代谢酶的影响发现Res可以抑制CYP450酶,但对于肝脏解毒的代谢酶,起相反作用,诱导UDP-葡萄糖醛酸活性增强,同时减弱谷胱甘肽S-转移酶活性。有学者对二乙亚硝胺诱导动物肝癌实验研究发现,Res诱导肿瘤细胞凋亡的途径之一可能是上调Nrf2核转录因子介导的蛋白及mRNA的表达。部分文献表明,Res除了化学防癌作用外尚可作为化疗药物运用。Delmas等[36]用Res作用肝癌小鼠模型,发现其通过诱导细胞周期依赖性蛋白激酶(cyclin dependent kinase,CDK)抑制蛋白的产生,降低CDK蛋白表达和活性,使肝癌细胞阻滞于S期和G2/M期,从而抑制肝癌细胞增殖,并且这种抑制作用存在时间和剂量的依赖性,白藜芦醇短期作用结果显示,能以浓度依赖的方式阻碍肿瘤细胞DNA合成及随后的增殖;而当时间延长至24 h,白藜芦醇则对细胞周期作用方式略显不同,在低浓度(20 μmol/L)范围内减慢细胞周期进程循环速度,在高浓度(40~80 μmol/L)下则导致细胞周期某特定时相的阻滞。经白藜芦醇处理过的细胞除了在相应细胞周期时相受影响外,同时还伴有细胞核增大,核粒度增多。
3 总结与展望
研究证实,Res可以通过诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖、阻滞细胞周期、介导体液免疫应答、调节细胞因子分泌、拮抗肿瘤血管生成影响肿瘤的发生过程。但目前缺乏有效的临床或流行病学研究证实Res对肝癌的化学预防作用。虽然目前有两个临床试验表明连续29 d给予2.5 g/d T-Res后,检测血浆中胰岛素样生长因子1和胰岛素样生长因子结合蛋白3水平,与未给药组相比明显降低,表明了其潜在的癌症预防作用[37]。0.5 g/d和1.0 g/d的T-Res连续给药29 d后结肠癌组织中的细胞增殖明显受抑[38]。目前HCC的发生发展机制尚未明确,但作为植物抗毒素Res可以通过多方面作用对部分HCC起到一定的防治作用,定能在将来的肝癌治疗中占一席之地。
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关键词:虎杖;白藜芦醇;微波提取
1引言
白藜芦醇被认为是一种在植物受到病原性进攻和环境恶化时产生的植物抗毒素,目前已被证明具有抗菌、抗癌、抗炎、降血脂等多种药理活性[1~5]。因此,研究从富含白藜芦醇的植物虎杖中提取白藜芦醇具有重要的社会效益与经济效益[6]。而微波法提取作为一种提取效率高、加热快、适用性广等优点的提取方法也有着独特的优势。本文采用乙醇水溶液作为提取溶剂进行微波法提取,并通过正交实验综合对比微波功率、乙醇浓度、提取时间、料液比4个因素以确定最佳的从中药虎杖中提取白藜芦醇的工艺条件,确立微波法提取白藜芦醇的工艺。
2实验部分
2.1实验仪器与试剂
仪器:紫外分光光度计(日本岛津、UV2550),微波合成/萃取反应工作站(上海新仪、MAS-Ⅱ)。 试剂:虎杖(采购于达州市药店博爱大药房),白藜芦醇标准品(阿拉丁试剂),其余试剂如无说明则均为分析纯。
2.2实验方法
白藜芦醇标准曲线的绘制:将准确称取的8.1mg白藜芦醇标准品置于100mL容量瓶中,无水乙醇溶解并定容至刻度得81μg/mL的标准品贮备液。从贮备液中准确移取1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL分别置于25mL容量瓶中,乙醇稀释定容至刻度得系列标准溶液。使用UV2550紫外分光光度计在306nm以乙醇为空白测得其吸光度,以白藜芦醇浓度Y对吸光度X进行线性回归(见图1)。回归方程为:y=6.9621x+0.0454,线性良好(r=0.9999)。
2.3微波提取工艺考察
2.3.1正交实验设计
将虎杖置于真空干燥箱下干燥后经中药粉碎机粉碎,准确称取粉末2.0g按照L9(34)正交实验不同因素条件(表1)进行提取,抽滤除去残渣后的滤液使用提取溶剂定容至100mL。精密移取0.5mL到25mL容量瓶中以乙醇稀释定容,摇匀在紫外分光光度计测其306nm处吸光度。
图1白藜芦醇标准溶液的浓度与吸光度曲线
表1正交实验的水平与因素
水平1因素(所有提取试验设置温度均为80℃)A微波功率/W1B乙醇浓度/%1C提取时间/min1D料液比/(g/mL)1
2
31300
500
700160
70
80110
15
2011∶10
1∶20
1:30
2.3.2正交实验结果
按照表1的正交实验设计分别对每个因素的进行水平条件进行实验,并根据得到的吸光度结果来计算实验结果(表2)。
表2正交实验结果
编号1因素1试验结果A1B1C1D1吸光度1130016011011∶1011.1532130017011511∶2011.2823130018012011∶3011.2234150016011511∶3011.3015150017012011∶1011.2876150018011011∶2011.2537170016012011∶2011.3558170017011011∶3011.2919170018011511∶1011.198K113.65813.80913.69713.638K213.84113.86013.78113.890K313.84413.67413.86513.815k111.21911.27011.23211.213k211.28011.28711.26011.297k311.28111.22511.28811.272R10.06210.06210.05610.084
从表1和表2的实验数据与极差计算结果可以看出R-D值为最大,R-C值为最小,这说明微波法提取虎杖中白藜芦醇的4个影响因素中以料液比对其的影响最为关键,而提取时间影响较小。R-A与R-B相同说明微波功率与乙醇浓度影响基本相同,根据正交实验的结果我们综合可以得出影响提取虎杖中白藜芦醇的因素中料液比>(微波功率=乙醇浓度)>提取时间,并确立微波法提取虎杖中白藜芦醇的最佳工艺条件为微波700 W功率、乙醇浓度70%、料液比1∶20、提取时间20min。
3结果与讨论
3.1结果分析
从正交实验结果与各因素的极差我们可以直观的看出,虎杖中白藜芦醇的提取影响因素中料液比影响显著,提取液乙醇浓度、微波功率、提取时间也都有着各自的影响。根据正交实验影响因素的实验基础上,最终确定了微波辅法提取虎杖中白藜芦醇的最佳工艺是700W微波功率下使用70%的乙醇,以1∶20的料液比下提取20min。在最佳条件下进行3次平行实验白藜芦醇提取率均在在2.4%以上,提取效果较好。
3.2讨论
微波法提取中药有效成分主要是利用微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物料内部的微管束和腺胞系统的过程,由于吸收了微波能,细胞内部的温度将迅速上升,从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力,结果细胞破裂,其内的有效成分自由流出从而可以显著提高中草药有效成分提取效率。而微波萃取本身是一种“体加热”过程,即内外同时加热,因而加热均匀,热效率较高。微波萃取时没有高温热源,因而可消除温度梯度,且加热速度快,物料的受热时间短,因而有利于热敏性物质的萃取,所以一直吸引着研究人员的兴趣[7,8]。我们通过实际的实验结果也证明微波在20min就基本完成虎杖中白藜芦醇的提取,提取效率较高,具有良好的应用前景。
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[关键词] 肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体;白藜芦醇;PC-3;凋亡
[中图分类号] R285 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2014)12(c)-0008-04
前列腺癌是严重威胁男性健康的肿瘤之一,发病率居世界肿瘤第六位。虽然内分泌治疗可以使大多数患者的病情得到控制和改善,但绝大多数患者会发展为激素抵抗性前列腺癌,患者生存率较低。因此,寻找有效的治疗手段延长此类患者的生存期,成为目前前列腺癌治疗的有效途径。
肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand,TRAIL)属于肿瘤坏死因子超家族成员,能够高特异性地诱导肿瘤细胞的凋亡,且对正常组织细胞没有作用[1-4],因而成为肿瘤生物学治疗新的热点。白藜芦醇(Resveratroi,Res)属多酚类化合物,研究发现,其不仅具有抗炎、抗动脉粥样硬化、抗氧化等作用,还可抑制乳腺癌、肝癌、肺癌等多种肿瘤细胞的生长[5-9]。本实验利用人前列腺癌细胞PC-3,观察联合应用Res和TRAIL蛋白对PC-3细胞的凋亡情况,证实Res能够促进TRAIL对PC-3细胞的凋亡作用。
1 材料与方法
1.1 材料
人前列腺癌细胞PC-3购自上海中科院细胞库;Res购自天津迈迪瑞康公司;重组人TRAIL蛋白购自TEPROTEH公司;AnnexinV/PI凋亡检测试剂盒购自天根生物公司;CCK8检测试剂盒购自碧云天公司;caspase-8、caspase-3活性检测试剂盒购自碧云天公司;其他试剂为国产分析纯。
1.2 方法
1.2.1 CCK8检测细胞增殖情况 将处于对数生长期的PC-3细胞以5×104/ml接种于96孔板,首先确定Res的用药浓度,分别加入Res,浓度为12.5、25、50、100 μmol/L;TRAIL蛋白组每孔加入TRAIL蛋白,浓度分别为25、50、100、200 ng/ml;联合用药组加入Res 50 μmol/L后,每孔再分别加入上述浓度TRAIL蛋白。于细胞培养箱培养24 h后,每孔分别加入CCK8试剂各10 μl,酶标仪检测OD值。以未处理的细胞作为正常组,以培养基作为空白组。细胞增殖率%=(实验组OD值-空白组OD值)/(正常组OD值-空白组OD值)×100%。
1.2.2 流式细胞术检测细胞凋亡情况 将PC-3细胞以2×105/ml接种于6孔板,培养12 h后,TRAIL蛋白组加入TRAIL蛋白100 ng/ml;联合用药组加入Res 50 μmol/L后加入TRAIL蛋白100 ng/ml,24 h后收集细胞,具体操作步骤按照AnnexinV/PI凋亡检测试剂盒说明书进行,流式细胞仪检测细胞凋亡情况。
1.2.3 caspase-8、caspase-3活性检测 将PC-3细胞以2×105/ml接种于6孔板,培养12 h后,单独应用TRAIL蛋白组加入TRAIL蛋白100 ng/ml;联合用药组加入Res 50 μmol/L后加入TRAIL蛋白100 ng/ml,12 h后收集细胞,分光光度法检测caspase-8和caspase-3活性,具体操作步骤按试剂盒说明书进行。
1.3 统计学处理
采用SPSS 16.0统计学软件进行数据分析,组间两两比较采用q检验,以P
2 结果
2.1 Res增强TRAIL蛋白对细胞增殖的抑制作用
Res组细胞CCK8实验结果显示,当Res浓度为50 μmol/L时,增殖率为(72.61±4.41)%,Res浓度为100 μmol/L时,增殖率为(70.16±3.73)%,较前差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。TRAIL蛋白组的实验结果显示,当TRAIL蛋白的浓度为100 ng/ml时,增殖率为(69.05±6.97)%,而TRAIL蛋白浓度200 ng/ml时,PC-3细胞的增殖率为(67.72±5.68)%,较前差异无统计学意义(P>0.05)。当TRAIL蛋白浓度为100 ng/ml时,联合用药组PC-3细胞增殖率为(38.70±2.43)%,与TRAIL蛋白组相比,差异有统计学意义(P
2.2 Res促进TRAIL蛋白诱导的凋亡作用
2.2.1 流式细胞术检测结果 TRAIL蛋白组PC-3细胞的凋亡率为(34.86±1.25)%,联合用药组PC-3细胞的凋亡率升高至(70.55±2.90)%,差异有统计学意义(P
2.2.2 caspase-8、caspase-3活性检测试剂盒结果 TRAIL蛋白组caspase-8、caspase-3活性升高,联合用药组升高更明显,与TRAIL蛋白组相比,差异有统计学意义(P
3 讨论
前列腺癌为常见的恶性肿瘤,且发病率逐年上升,特别对晚期的前列腺癌目前缺少有效的治疗方法,因而,寻求新的治疗手段是目前急需解决的问题。应用有效药物促进肿瘤细胞凋亡是目前治疗肿瘤的重要途径之一,也是前列腺癌治疗的关键靶点。
TRAIL通过与细胞表面的TRAIL受体特异性结合发挥促凋亡作用[10-11],但有些肿瘤细胞TRAIL受体表达量较低而限制了TRAIL蛋白的促凋亡作用的发挥,因而寻找和应用能够提高TRAIL蛋白促凋亡作用的药物使之能够更好地发挥抗肿瘤作用[12],成为抗肿瘤治疗新的突破点。
Res的生物学作用非常广泛,除具有强大的抗炎、抗氧化作用外,还对肿瘤的发生发展有明显的抑制作用[13-17],但具体机制尚不清楚,且由于Res具有雌激素样活性,因而在前列腺癌的治疗中备受关注。已有研究结果表明,Res能够促进TRAIL蛋白对人肝癌细胞的凋亡作用[18],因此,本研究通过实验证实Res是否对TRAIL蛋白诱导的人前列腺癌细胞凋亡具有促进作用。
实验结果显示,Res能够抑制PC-3细胞的增殖,且存在剂量依赖,当Res浓度为50 μmol/L时,作用较为明显,浓度继续增高,对细胞的增殖抑制作用不再增加,因而选用50 μmol/L为联合用药组Res的用药浓度。TRAIL蛋白组的实验结果表明,随着TRAIL蛋白浓度增高,PC-3细胞的增殖率降低,在TRAIL蛋白浓度达到100 ng/ml后,对细胞增殖的抑制作用不再提高,因而联合用药组的TRAIL蛋白浓度选用100 ng/ml。在TRAIL蛋白浓度相同的情况下,联合用药组的细胞增殖率明显低于TRAIL蛋白组,说明Res能够加强TRAIL蛋白对细胞的增殖抑制作用。流式细胞术的检测结果同样显示,Res能够显著提高TRAIL对PC-3细胞的凋亡作用。由于TRAIL蛋白是通过与死亡受体结合,活化caspase-8,继而引发caspase级联反应,最后激活下游凋亡执行分子caspase-3而引发凋亡[19-20]。因此,本实验进一步检测了caspase-8和caspase-3的活性,结果显示,与单独应用TRAIL蛋白相比,联合用药组caspase-8和caspase-3的活性明显升高,进一步证实Res可以提高TRAIL对PC-3细胞的凋亡作用,为前列腺癌的治疗提供了新的思路和实验基础。
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[关键词]白藜芦醇;紫外线;红斑
[中图分类号]R758 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455(2012)05-0754-03
Inhibitive effects of topical resveratrol on skin erythema induced by solar simulator ultraviolet irradiation
WU Yan1,JIA Li-li2,ZHENG Ying-na3,GAO Xing-hua1,CHEN Hong-duo1,LI Yuan-hong1
(1.Department of Dermatology,The First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001,Liaoning,China;2.Department of Dermatology, The Fourth Hospital of Jilin University;3.Department of Dermatology, People's Hospital of Henan Province)
Abstract: Objective To investigate the effect of topical resveratrol on skin erythema induced by solar simulator ultraviolet irradiation. Methods Twenty volunteers were recruited and 6 experimental sites were separately marked on their bilateral backs. Sites 1 to 4 were topically applied with resveratrol combination with antioxidant, antioxidant, resveratrol, base, respectively. The products were applied to left-side followed by irradiation, and the products were applied to right-side after irradiation. Sites 5 and site 6 were separatedly designated as positive control and negative control sites. The irradiation last 4 days and skin erythema was observed. Results On the 1st and 2nd days after irradiation, no or only slight erythema were observed on site 1 to site 3. On the 3rd and 4th days, the erythema of site 1 and site 3 remained unchanged comparing to that on the 2nd day, whereas the erythema of site 2 became obvious than before and lighter than that of site 5. The erythema on left-side is slighter than that on right-side. Conclusion Topical resveratol could effectively prevent (more obviously) and reverse the skin erythema induced by solar simulator ultraviolet irradiation.
Key words: resveratol;ultraviolet;erythema
阳光中的紫外线(ultraviolet, UV)可减少皮肤中胶原合成,加速分解,改变皮肤微循环,从而导致皮肤光老化,同时UV可能抑制皮肤的免疫功能,导致光敏性皮肤病、皮肤肿瘤等[1-2]。随着大气臭氧层的破坏,人们户外活动的增多,皮肤要接受更多的UV照射,因此保护机体免受光老化、光免疫抑制的影响到关重要。白藜芦醇是植物界分布较广的羟基二苯乙烯类化合物,最初作为一种葡萄类植物在受到真菌感染、UV照射等不利条件作用时产生的抗逆物质而被人认识,现已发现白藜芦醇具有多种药理活性[3-4]。
本研究旨在观察白藜芦醇外涂对模拟日光急性照射人体背部皮肤红斑的预防或治疗作用。
1 材料和方法
1.1 研究对象
1.1.1 招募20名健康女性志愿者,年龄45~58岁,Fitzpat rick皮肤分型均为Ⅳ型,均签署了知情同意书。
1.1.2 入选标准:无系统性疾病或皮肤病;未接受系统性治疗或皮肤局部治疗;无光敏史;非妊娠或哺乳妇女。试验于2009年1~2月(北方冬季)进行,以尽量减少外界环境中紫外线的影响[5]。
1.2 试验样品:白藜芦醇+抗氧化剂、抗氧化剂、白藜芦醇、基质均由雅诗兰黛公司(美国纽约)提供。基质霜为保湿霜,不含防晒剂,SPF值
1.3 实验仪器
1.3.1 数码相机(Nikon, Coolpix 5700,日本)
1.3.2 日光模拟器(GS2006 3.0E版,中国计量科学研究院,北京),包括一个450 瓦的氙灯加上一个WG320 滤光片(Schott, Clichy, France),光线输出模拟连续的290 nm 至400nm的日光紫外线输出,可发射出15倍太阳光强度的模拟日光。
1.4 方法
1.4.1 试验开始前两周测定每位志愿者最小红斑量(minimal erythema dose,MED)。
1.4.2 将每位研究对象的左、右侧背部非曝光部位皮肤各划出6个试验部位。双侧各部位分别给予以下操作:①部位1~4分别涂抹白藜芦醇+抗氧化剂、抗氧化剂、白藜芦醇、基质;其中,左侧涂抹半小时后予1.5倍MED的模拟日光照射,右侧先接受1.5倍MED的光照然后再涂抹上述试验样品;②部位5仅予1.5倍MED的光照而不涂抹试验样品(阳性对照);③部位6既不照射亦不涂抹试验样品(阴性对照)。各照光部位(即部位1~5)每天照光1次,连续照射4天。详见表1。
2 结果
2.1 白黎芦醇外涂对模拟日光照射所致红斑的预防作用(左侧背部):1.5倍MED的模拟日光照射后第1天,分别涂抹白黎芦醇+抗氧化剂、抗氧化剂、白藜芦醇的部位1、2、3均未出现红斑,涂抹基质的部位4出现隐约可见的淡红斑,未涂抹任何物质的部位5出现清晰的淡红斑。光照后第2天,部位1、2、3出现隐约可见的淡红斑,部位4、5红斑较前明显,呈深红色。光照后第3天及第4天,部位1、3淡红斑仍不十分明显,部位2为清晰的淡红斑或深红斑,部位4多数呈深红色,部位5红斑最明显,呈深红色甚至紫红色。未经照光的阴性对照部位(部位6)皮肤颜色与周围正常皮肤一致,无红斑出现。见图1。
2.2 白黎芦醇外涂对模拟日光照射所致红斑的治疗作用(右侧背部):照射后第1天,部位1、2、3出现隐约可见的淡红斑,部位4、5为清晰可见的红斑。光照后第2天,部位1、2、3红斑较前明显,部位部位4、5为深红色。光照后第3天及第4天,部位1、3红斑较前无加深,部位2略加深,部位4、5可见明显红斑,呈紫红色。未经照光的部位6无红斑。见图1。
3 讨论
3.1 UV照射至皮肤后最初始的炎症反应体现在皮肤血管扩张所致的红斑。在照射完成前,即已产生即时红斑;之后的1个小时,红斑强度进一步加强;UVB光源24~48h达高峰,UVA光源72h达高峰。这种红斑产生的时相性是由血管通透性时相性变化引起的:照射初血管通透性开始增加,随后的30min恢复至正常水平,之后又进一步大量增加[6]。这种变化模式在大鼠、兔、豚鼠及人类皮肤均能观察到,只是在时间上有轻微差异。UV诱导的这种皮肤血管扩张和随后的红斑反应是由多种因素参与的,其中最主要的是一氧化氮和前列腺素的产生,还包括炎症性细胞因子。进而,通过改变细胞粘附性、常驻细胞群的细胞因子表达、非常驻细胞迁移至照射区等引发炎症相关的免疫反应[6]。
3.2 白藜芦醇是一种多酚类植物抗毒素复合物,在植物受到生物(如真菌感染)或非生物(如UV)威胁时合成急剧增加,广泛存在于葡萄、松树、虎杖、花生、决明子等天然植物或果实中,具有有益于人类健康的多种生物学活性及药理作用[3-4]。本研究观察了白藜芦醇外涂对模拟日光急性照射人体背部皮肤红斑的影响。研究结果表明,1.5倍MED的模拟日光照射后第1天,预防性外涂含白藜芦醇或抗氧化剂产品的部位未出现红斑,光照后外涂含白藜芦醇或抗氧化剂产品的部位仅产生隐约可见的淡红斑,提示外涂含白藜芦醇或抗氧化剂产品可延缓红斑出现时间或减轻红斑强度;光照后第2天,外涂白藜芦醇或抗氧化剂部位红斑较相应部位第1天的明显,但较阳性对照或基质对照部位的轻微;光照后第3天至第4天,外涂含白藜芦醇产品(不加或加抗氧化剂)部位的红斑较第2天的无加深,而仅外涂抗氧化剂部位红斑较前一天有所加深,提示含白藜芦醇产品可能较单纯抗氧化剂效果更强,对UV照射诱发的皮肤炎症反应所致的红斑进展程度有很好的抑制作用。另外,在上述各时间点上,光照前外涂部位的红斑较相应光照后外涂部位的红斑均轻微,提示照射前外涂外涂含白藜芦醇或抗氧化剂产品较照射后外涂效果更好。
3.3 由此可见,白藜芦醇单独外用或联合抗氧化剂可有效地预防与治疗模拟日光照射诱导的皮肤炎症反应,尤以预防性应用效果更好。
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