呂林艷 劉 洋 方彬又 鄭志遠(yuǎn) 梁云飛 麥志雄
山牡荊不同部位提取物藥效學(xué)評(píng)價(jià)研究
呂林艷1,2劉 洋1,2方彬又1,2鄭志遠(yuǎn)1,2梁云飛1,2麥志雄1,2
(1.廣西梧州制藥(集團(tuán))股份有限公司,廣西 梧州 543000;2.廣西天然藥物現(xiàn)代制劑技術(shù)工程研究中心,廣西 梧州 543000)
目的:評(píng)價(jià)山牡荊不同部位提取物的抗細(xì)菌性炎癥及腎保護(hù)的作用。方法:以受精后3天的斑馬魚用于山牡荊樣品抗細(xì)菌性炎癥功效最大檢測(cè)濃度測(cè)定及其功效評(píng)價(jià);以受精后2天的斑馬魚用于腎保護(hù)功效最大檢測(cè)濃度測(cè)定及其功效評(píng)價(jià)。結(jié)果:山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)和山牡荊根和心材對(duì)模型斑馬魚的MTC均為2000 μg/mL;山牡荊枝葉1000、2000 μg/mL濃度組,山牡荊果實(shí)1000 μg/mL濃度組,山牡荊根和心材500、1000、2000 μg/mL濃度組炎癥部位的中性粒細(xì)胞數(shù)量較模型對(duì)照組減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)和山牡荊根和心材的500、1000、2000 μg/mL濃度組中腎性水腫數(shù)量較模型對(duì)照組顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)論:山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)和山牡荊根和心材均具有抗細(xì)菌性炎癥、腎保護(hù)功效。
山牡荊;提取物;斑馬魚;細(xì)菌性炎癥;腎保護(hù)
山牡荊為馬鞭草科植物山牡荊[(Lour.) Will]的干燥根和莖,全年均可采收,除去雜質(zhì),切段,曬干制成;具有止咳定喘、鎮(zhèn)靜退熱的功效,臨床用于急、慢性氣管炎,支氣管炎,咳喘,氣促,小兒發(fā)熱等[1]。文獻(xiàn)研究表明山牡荊提取物對(duì)慢性腎炎模型大鼠的尿蛋白、血清肌酐、尿素氮、血脂水平均有明顯的改善作用[2]。本文通過建立斑馬魚細(xì)菌性炎癥模型和斑馬魚腎損傷模型,觀察山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)和山牡荊根和心材提取物對(duì)炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量、腎性水腫數(shù)量等的影響,為山牡荊抗炎和腎保護(hù)作用提供依據(jù)。
將山牡荊不同部位粉碎制成樣品,取山牡荊枝葉(過3號(hào)篩,50目)527.4 g、山牡荊果實(shí)(過3號(hào)篩,50目)563.3 g、山牡荊根和心材(過3號(hào)篩,50目)525.1 g。藥粉加5倍量純化水提取,保持微沸30分鐘,過濾,藥渣加2~3倍量純化水繼續(xù)提取,保持微沸20分鐘,過濾,合并兩次提取液,加涼開水定量至5倍量(藥粉),即得到200 mg/mL母液的試驗(yàn)樣品,冷凍(-20 ℃)儲(chǔ)存。
試驗(yàn)用魚為斑馬魚,由杭州環(huán)特生物科技股份有限公司提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào)為SYXK(浙)2022-0004,飼養(yǎng)和管理符合國(guó)際AAALAC認(rèn)證(認(rèn)證編號(hào):001458)的要求。
轉(zhuǎn)基因中性粒細(xì)胞綠色熒光品系(MPX)斑馬魚,以自然成對(duì)交配繁殖方式進(jìn)行。年齡為受精后3天(3 dpf)的斑馬魚用于樣品抗細(xì)菌性炎癥功效最大檢測(cè)濃度(MTC)測(cè)定及其功效評(píng)價(jià)。
野生型AB品系斑馬魚,同樣以自然成對(duì)交配繁殖方式進(jìn)行。年齡為受精后2天(2 dpf)的斑馬魚用于樣品腎保護(hù)功效MTC測(cè)定及其功效評(píng)價(jià)。
試驗(yàn)儀器和耗材:電動(dòng)聚焦連續(xù)變倍熒光顯微鏡(AZ100,Nikon,Japan);解剖顯微鏡(SZX7,OLYMPUS,Japan);CCD相機(jī)(VertA1,上海土森視覺科技有限公司,China);顯微注射儀(IM300,Narishige,Japan);拉針儀(PC-10,Narishige,Japan);精密電子天平(CP214,OHAUS,USA);6孔板(Nest Biotech,China)。
試驗(yàn)試劑:脂多糖(LPS,批號(hào)12180309,Sigma,Israel);乙酸地塞米松(批號(hào)B1828095,批號(hào)L1931006,上海阿拉丁生化科技股份有限公司,China);二甲基亞砜(DMSO,批號(hào)20171016,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,China);馬兜鈴酸A(批號(hào)WXBD0062V,Sigma,USA);Dextran tetramethylrhodamine(批號(hào)923446,molecular probes,USA);甲基纖維素(批號(hào)C2004046,上海阿拉丁生化科技股份有限公司,China)。
2.1.1 MTC測(cè)定
試驗(yàn)在6孔板中進(jìn)行,每孔定容標(biāo)準(zhǔn)稀釋水后含量為3 mL,設(shè)置30尾/孔,試驗(yàn)用魚為3 dpf轉(zhuǎn)基因中性粒細(xì)胞綠色熒光品系(MPX)斑馬魚。設(shè)置正常對(duì)照組(標(biāo)準(zhǔn)稀釋水處理組,即空白對(duì)照組)和模型對(duì)照組(顯微注射LPS于斑馬魚卵黃囊建立細(xì)菌性炎癥模型),并在細(xì)菌性炎癥模型斑馬魚上分別水溶給予山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材(濃度見表1)。28℃條件下處理5 h后,測(cè)定山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材對(duì)模型斑馬魚的MTC。
2.1.2 抗炎功效評(píng)價(jià)
試驗(yàn)在6孔板中進(jìn)行,每孔定容標(biāo)準(zhǔn)稀釋水后含量為3 mL,設(shè)置30尾/孔,試驗(yàn)用魚為3 dpf轉(zhuǎn)基因中性粒細(xì)胞綠色熒光品系(MPX)斑馬魚。設(shè)置正常對(duì)照組(標(biāo)準(zhǔn)稀釋水處理組,即空白對(duì)照組)和模型對(duì)照組(顯微注射LPS于斑馬魚卵黃囊建立細(xì)菌性炎癥模型),并在細(xì)菌性炎癥模型斑馬魚上分別水溶給予山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材(濃度見表2),及陽(yáng)性對(duì)照藥乙酸地塞米松,濃度為32.6 μg/mL。28 ℃條件下處理5 h后,在熒光顯微鏡下拍照,每實(shí)驗(yàn)組隨機(jī)選取10尾,用ImageJ v1.53k軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,分析炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量,并評(píng)價(jià)山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材的抗細(xì)菌性炎癥功效。
2.2.1 MTC測(cè)定
試驗(yàn)在6孔板中進(jìn)行,每孔定容標(biāo)準(zhǔn)稀釋水后含量為3 mL,設(shè)置30尾/孔,試驗(yàn)用魚為2 dpf野生型AB品系的斑馬魚。設(shè)置正常對(duì)照組(標(biāo)準(zhǔn)稀釋水處理組,即空白對(duì)照組)和模型對(duì)照組(用馬兜鈴酸A水溶給予斑馬魚建立腎損傷模型),并在腎損傷模型斑馬魚上分別水溶給予山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材(濃度見表3)。28 ℃條件下處理2天后,測(cè)定山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材對(duì)模型斑馬魚的MTC。
2.2.2 腎保護(hù)功效評(píng)價(jià)(表型觀察)
試驗(yàn)在6孔板中進(jìn)行,每孔定容標(biāo)準(zhǔn)稀釋水后含量為3 mL,設(shè)置30尾/孔,試驗(yàn)用魚為2 dpf野生型AB品系斑馬魚。設(shè)置正常對(duì)照組(標(biāo)準(zhǔn)稀釋水處理組,即空白對(duì)照組)和模型對(duì)照組(用馬兜鈴酸A水溶給予斑馬魚建立腎損傷模型),并在腎損傷模型斑馬魚上分別水溶給予山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材(濃度見表4),以及陽(yáng)性對(duì)照藥地塞米松,濃度為9.81 μg/mL。28 ℃條件下處理2天后,統(tǒng)計(jì)腎性水腫的發(fā)生率,并評(píng)價(jià)山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材的腎保護(hù)功效。
2.2.3 腎小球?yàn)V過促進(jìn)功效評(píng)價(jià)
試驗(yàn)在6孔板中進(jìn)行,每孔定容標(biāo)準(zhǔn)稀釋水后含量為3 mL,設(shè)置30尾/孔,試驗(yàn)用魚為2 dpf野生型AB品系斑馬魚。設(shè)置正常對(duì)照組(標(biāo)準(zhǔn)稀釋水處理組,即空白對(duì)照組)和模型對(duì)照組(用馬兜鈴酸A水溶給予斑馬魚建立腎損傷模型),并在腎損傷模型斑馬魚上分別水溶給予山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材(濃度見表5),及陽(yáng)性對(duì)照藥地塞米松,濃度為9.81 μg/mL。28 ℃條件下處理1天后,將熒光標(biāo)記物(Dextran tetramethylrhodamine)靜脈注射給各實(shí)驗(yàn)組斑馬魚,繼續(xù)處理1天后,在熒光顯微鏡下拍照,每實(shí)驗(yàn)組隨機(jī)選取10尾,數(shù)據(jù)的采集和分析是利用NIS-Elements D 3.20高級(jí)圖像處理軟件,以斑馬魚體內(nèi)殘留的熒光強(qiáng)度評(píng)價(jià)山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材的腎保護(hù)功效。
統(tǒng)計(jì)學(xué)的處理結(jié)果用mean±SE表示。用SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,<0.05表明差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1.1 MTC
在本實(shí)驗(yàn)條件下,山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)和山牡荊根和心材對(duì)模型斑馬魚的MTC均為2 000 μg/mL。詳見表1。
表1 樣品抗炎功效濃度摸索實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=30)
組別濃度/μg·mL-1死亡數(shù)/尾死亡率/%表型 正常對(duì)照組—00未見明顯異常 模型對(duì)照組—00未見明顯異常 山牡荊枝葉12500與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 25000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 50000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 1 00000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 2 00000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 山牡荊果實(shí)12500與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 25000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 50000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 1 00000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 2 00000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 山牡荊根和心材12500與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 25000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 50000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 1 00000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 2 00000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似
3.1.2 抗炎功效評(píng)價(jià)
在本次實(shí)驗(yàn)條件下,模型對(duì)照組斑馬魚較正常對(duì)照組炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量顯著增加,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001),陽(yáng)性對(duì)照組(乙酸地塞米松)較模型對(duì)照組炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量減少,且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001),山牡荊枝葉1 000和2 000 μg/mL濃度組均較模型對(duì)照組炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.05,<0.001),山牡荊果實(shí)1 000 μg/mL組可以顯著減少炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.05),山牡荊根和心材500、1 000、2 000 μg/mL組可以顯著減少炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均<0.001)。詳見表2。
表2 樣品抗炎功效評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=10)
組別濃度/μg·mL-1炎癥部位中性粒細(xì)胞數(shù)量(個(gè),mean ± SE)正常對(duì)照組—9.00 ± 0.856模型對(duì)照組—140 ± 9.26###乙酸地塞米松32.664.0 ± 2.44***山牡荊枝葉500118 ± 6.031 00099.0 ± 5.22*2 00076.6 ± 5.14***山牡荊果實(shí)500112 ± 5.941 000104 ± 4.65*2 000128 ± 11.0山牡荊根和心材50081.6 ± 7.34***1 00093.3 ± 6.25***2 00072.1 ± 4.77***
注:與正常對(duì)照組比較,###<0.001;與模型對(duì)照組比較,*<0.05,***<0.001。
3.2.1 MTC測(cè)定
在本實(shí)驗(yàn)條件下,山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材對(duì)模型斑馬魚的MTC均為2 000 μg/mL。詳見表3。
表3 樣品腎保護(hù)功效濃度摸索實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=30)
組別濃度/μg·mL-1死亡數(shù)/尾死亡率/%表型 正常對(duì)照組—00未見明顯異常 模型對(duì)照組—0030尾腎性水腫 山牡荊枝葉12500與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 25000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 50000較模型對(duì)照組狀態(tài)佳 1 00000較模型對(duì)照組狀態(tài)佳 2 00000較模型對(duì)照組狀態(tài)佳 山牡荊果實(shí)12500與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 25000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 50000較模型對(duì)照組狀態(tài)佳 1 00000較模型對(duì)照組狀態(tài)佳 2 00000較模型對(duì)照組狀態(tài)佳 山牡荊根和心材12500與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 25000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 50000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 1 00000與模型對(duì)照組狀態(tài)相似 2 00000較模型對(duì)照組狀態(tài)佳
3.2.2 腎保護(hù)功效評(píng)價(jià)(表型觀察)
在本實(shí)驗(yàn)條件下,與正常對(duì)照組比較,模型對(duì)照組腎性水腫數(shù)量顯著增加,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001),腎性水腫發(fā)生率100%,與模型對(duì)照組比較,陽(yáng)性藥地塞米松組腎性水腫數(shù)量顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001),腎性水腫發(fā)生率10%,山牡荊枝葉組和山牡荊果實(shí)組500、1 000、2 000 μg/mL腎性水腫數(shù)量顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均<0.001),腎性水腫發(fā)生率≤10%,山牡荊根和心材組500、1 000、2 000 μg/mL腎性水腫數(shù)量顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.05,<0.001,<0.001),腎性水腫發(fā)生率分別為80%、43%和17%。詳見表4和圖1。
表4 樣品腎保護(hù)功效評(píng)價(jià)(表型觀察)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=30)
組別濃度/μg·mL-1腎性水腫數(shù)量/尾腎性水腫發(fā)生率/% 正常對(duì)照組—00 模型對(duì)照組—30###100 地塞米松9.813***10 山牡荊枝葉5003***10 1 0002***7 2 0000***0 山牡荊果實(shí)5003***10 1 0000***0 2 0000***0 山牡荊根和 心材50024*80 1 00013***43 2 0005***17
注:與正常對(duì)照組比較,###<0.001;與模型對(duì)照組比較,*<0.05,***<0.001。
圖1 樣品處理后斑馬魚腎性水腫典型圖
注:箭頭所指為腎性水腫。
3.2.3 腎小球?yàn)V過功效評(píng)價(jià)
在本實(shí)驗(yàn)條件下,模型對(duì)照組較正常對(duì)照組全身熒光強(qiáng)度顯著增加,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001),與模型對(duì)照組相比,陽(yáng)性對(duì)照藥地塞米松可以顯著減少全身熒光強(qiáng)度,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001),山牡荊枝葉500、1 000、2 000 μg/mL組全身熒光強(qiáng)度顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001,<0.001,<0.01),山牡荊果實(shí)500、1 000、2 000 μg/mL組全身熒光強(qiáng)度顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.001,<0.001,<0.01),山牡荊根和心材500、1 000、2 000 μg/mL組全身熒光強(qiáng)度顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(<0.05,<0.01,<0.001)。詳見表5。
表5 樣品腎小球?yàn)V過功效評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(=10)
組別濃度/μg·mL-1全身熒光強(qiáng)度(像素,mean ± SE)正常對(duì)照組—446 089 ± 22 667模型對(duì)照組—778 694 ± 69 281###地塞米松9.81312 847 ± 12 543***山牡荊枝葉500352 187 ± 12 625***1 000348 159 ± 17 366***2 000371 151 ± 21 534**山牡荊果實(shí)500298 047 ± 10 073***1 000338 076 ± 14 659***2 000364 084 ± 19 045**山牡荊根和心材500375 680 ± 21 647*1 000354 541 ± 17 771**2 000274 747 ± 8 252***
注:與正常對(duì)照組比較,###<0.001;與模型對(duì)照組比較,*<0.05,**<0.01,***<0.001。
LPS是一種內(nèi)毒素,是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的組成成分,當(dāng)其作用于人類、大小鼠、斑馬魚或其他生物細(xì)胞時(shí)均會(huì)誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生[3]。中性粒細(xì)胞作為免疫應(yīng)答的第一道屏障,具有活躍的變形運(yùn)動(dòng)能力,將LPS注射到斑馬魚上后,中性粒細(xì)胞可迅速穿出血管聚集到炎癥部位進(jìn)行吞噬免疫[4]。熒光顯微鏡下,可直接觀察到中性粒細(xì)胞,通過中性粒細(xì)胞數(shù)量判斷樣品有無抗炎功效。
馬兜鈴酸副作用之一是具有強(qiáng)腎毒性,損傷腎小管上皮細(xì)胞,導(dǎo)致腎間質(zhì)纖維化及腎萎縮,并出現(xiàn)低分子蛋白尿、嚴(yán)重貧血癥狀。在人體和斑馬魚上,馬兜鈴酸均可誘發(fā)腎臟功能異常和腎性水腫,引起不可逆性地腎損傷甚至死亡[5,6]。因斑馬魚幼魚通體透明的特性,馬兜鈴酸處理后,肉眼或在顯微鏡下,可直接觀察到腎性水腫的特征表型;腎小球?yàn)V過功能障礙導(dǎo)致斑馬魚不能將外源注射紅色的熒光物質(zhì)排出體外,因此可觀察斑馬魚全身紅色熒光強(qiáng)度分析腎小球?yàn)V過功能[7]。
通過建立斑馬魚細(xì)菌性炎癥模型,研究發(fā)現(xiàn)山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)和山牡荊根和心材均具有抗細(xì)菌性炎癥功效。其中山牡荊根和心材抗細(xì)菌性炎癥功效最好,其次是山牡荊枝葉。
通過建立斑馬魚腎損傷模型,研究發(fā)現(xiàn)山牡荊枝葉、山牡荊果實(shí)、山牡荊根和心材均具有腎保護(hù)功效,具體表現(xiàn)為減少腎性水腫發(fā)生率和促進(jìn)腎小球?yàn)V過功能。其中山牡荊枝葉和山牡荊果實(shí)的腎保護(hù)功效最好,其次是山牡荊根和心材。
本文通過建立斑馬魚細(xì)菌性炎癥模型和腎損傷模型,發(fā)現(xiàn)山牡荊有抗細(xì)菌性炎癥和腎保護(hù)功效,為進(jìn)一步開發(fā)山牡荊中藥材的藥用用途提供了依據(jù)。
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Study on Pharmacodynamic Evaluation of Extracts from Different Parts of(Lour.) Will
Objective: To evaluate the anti-bacterial inflammatory and renal protective effects of extracts from different parts of(Lour.) Will. Methods: Using zebrafish from 3 days after fertilization to determine the maximum detection concentration of anti-bacterial inflammation efficacy in(Lour.) Will samples and evaluate its efficacy; the maximum concentration of renal protection was measured in zebrafish 2 days after fertilization and its efficacy was evaluated. Results: The MTC of branches and leaves, fruits, roots and heartwood of(Lour.) Will to model zebrafish were 2000 μg/mL. Compared with the model control group, the number of neutrophils in the inflammatory sites of(Lour.) Will was reduced in 1000 and 2000 μg/mL concentration groups in the branches and leaves of(Lour.) Will, 1000 μg/mL concentration groups in the fruits of(Lour.) Will, 500, 1000 and 2000 μg/mL concentration groups in the roots and heartwood of(Lour.) Will, with statistical difference. The number of renal edema in the 500, 1000, 2000 μg/mL concentration groups of branches and leaves, fruits, roots and heartwood of(Lour.) Will was significantly decreased compared with the model control group, with statistical difference. Conclusion: The branches and leaves, fruits, roots and heartwood of(Lour.) Will have the effects of anti-bacterial inflammation and renal protection.
Vitex quinata (Lour.) Will ; extract; zebrafish; bacterial inflammation; renal protection
R284
A
1008-1151(2023)07-0056-04
2023-01-09
呂林艷(1981-),女,廣西梧州制藥(集團(tuán))股份有限公司高級(jí)工程師,從事藥理研究和臨床研究工作。
麥志雄(1977-),男,廣西梧州制藥(集團(tuán))股份有限公司高級(jí)工程師,從事中藥、民族藥藥效學(xué)研究及安全性評(píng)價(jià)工作。