王文婷 ,王彥珺 ,林向輝 ,林曉熙 ,李 偉 ,任 珅 *
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材學(xué)院,長(zhǎng)春130118;2.遼寧熙峰藥業(yè)集團(tuán)有限公司,桓仁117000)
原發(fā)性肝細(xì)胞癌在世界上作為一種最常見(jiàn)的惡性腫瘤, 已成為全球第三大與癌癥相關(guān)的死亡的主要原因[1]。 肝癌治療的選擇取決于腫瘤的生物學(xué)行為,目前臨床上治療肝癌的方法眾多,主要包括化學(xué)治療、放療和手術(shù)切除等[2]。近年來(lái),大量科學(xué)研究表明,由天然產(chǎn)物衍生的藥物具有高效、低毒的功效,因此被廣泛應(yīng)用于抗癌藥物的使用[3]。
人參為五加科人參屬Panax ginseng C.A. Meyer植物的干燥根及根莖, 是我國(guó)一種集藥用和營(yíng)養(yǎng)雙重價(jià)值的傳統(tǒng)中草藥,享有“中華神草”“百草之王”等美譽(yù),具有大補(bǔ)元?dú)狻⒀a(bǔ)脾益肺等功效,久服可輕身延年、增強(qiáng)免疫功能[4-5]。近年來(lái),人參的食用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到人們廣泛關(guān)注,因此人參系列產(chǎn)品也隨之產(chǎn)生,例如人參糖果、人參飲料等。 同時(shí),通過(guò)利用人參精深加工得到的產(chǎn)品,來(lái)進(jìn)一步提升人參的功效,增強(qiáng)機(jī)體免疫力,更符合現(xiàn)代“以食為養(yǎng)、以食為療”的養(yǎng)生理念[6]。因此,開(kāi)發(fā)人參功能性食品對(duì)于促進(jìn)人參相關(guān)制品的深度開(kāi)發(fā)具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。
鮮人參膏(Fresh ginseng paste,FGP)是在原膏劑基礎(chǔ)上引入的一種創(chuàng)新性的制備工藝,主要充分利用專利技術(shù)[7],選用新鮮人參并利用其不同部位的加工方法,配以紅棗精華,科學(xué)加工,轉(zhuǎn)化稀有活性物質(zhì),成功富集出以 Rk1,Rg5,Rg3 為代表的 16 種稀有皂苷組分群,最大限度地保留了人參中所有活性成分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[6,8],同時(shí)更富含精氨酸雙糖苷AFG、氨基酸、多糖、人參蛋白等多種有益物質(zhì)[9]。
人參加工產(chǎn)品因其富含人參皂苷并具有豐富的藥理活性,是一種獨(dú)特的藥食兼具的開(kāi)發(fā)品。本文以人參的現(xiàn)代研究背景, 初步探究人參新型加工品 “鮮人參膏”對(duì)H22荷瘤小鼠的抗腫瘤作用,以期為人參功能性食品的開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ), 進(jìn)一步豐富人參系列深加工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用。
雄性 ICR 小鼠,SPF 級(jí),5~6 周齡,體重 20~22g,購(gòu)自長(zhǎng)春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司,合格證號(hào):SCXK(吉)2018-0007,自由飲水,適應(yīng)性飼養(yǎng) 1 周后隨機(jī)分成4 組,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
小鼠H22肝癌細(xì)胞株, 購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院上海細(xì)胞所,經(jīng)本實(shí)驗(yàn)室傳代并保存;注射用環(huán)磷酰胺(CTX),上海華聯(lián)制藥有限公司;鮮人參膏(FGP),五星級(jí)產(chǎn)品,遼寧熙峰藥業(yè)集團(tuán)有限公司提供(SC10721052200667);谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)試劑盒,購(gòu)自南京建成生物工程有限公司;腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和干擾素-γ(IFN-γ)試劑盒,購(gòu)自美國(guó) R&D 公司。
VD-650 超凈工作臺(tái),上海蘇凈實(shí)業(yè)有限公司;酶標(biāo)儀Spectra Max Plus 384, 美國(guó)分子生物儀器公司;Neofuge 1600R 高速離心機(jī), 上海力新儀器有限公司;Leica DM 500 顯微鏡, 德國(guó)徠卡有限公司;AL 104 電子天平,上海梅特勒-托利多儀器有限公司。
準(zhǔn)確稱取鮮人參膏適量,加CMC-Na 混懸至所需給藥濃度,按10 mL/kg 灌胃給藥。 準(zhǔn)確稱取環(huán)磷酰胺(CTX)適量,用生理鹽水配制成所需濃度,采用腹腔注射給藥形式。
將腹水型小鼠腫瘤H22細(xì)胞置于37℃、5% CO2培養(yǎng)箱,用含10%FBS 的RPMI 1640 完全培養(yǎng)基懸浮培養(yǎng)。取最佳生長(zhǎng)狀態(tài)的小鼠腫瘤H22細(xì)胞,濃度調(diào)為5×106/mL,以 0.2 mL/只(1 ×106 個(gè)細(xì)胞/只)無(wú)菌注入雄性ICR 小鼠腹腔內(nèi),進(jìn)行接種傳代,于接種7d 左右,小鼠腹部膨隆,出現(xiàn)血性腹水,可用于小鼠皮下移植瘤的接種。 于無(wú)菌條件下抽取H22腹水瘤小鼠的腹水,用無(wú)菌生理鹽水稀釋后,1500 r/min 離心10 min, 洗滌細(xì)胞3次,取0.2 mL 瘤細(xì)胞懸液接種到雄性ICR 小鼠的右肩皮下。
ICR 小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周,接種后第2d,小鼠隨機(jī)分成共 4 組,即模型組(Model),陽(yáng)性對(duì)照組(CTX,30 mg/kg),F(xiàn)GP 低劑量組(FGP-L, 300 mg/kg)和高劑量(FGP-H, 600 mg/kg)組,每組 10 只。 CTX 采用腹腔注射方式給藥,F(xiàn)GP 組采用灌胃給藥,模型組以等量的生理鹽水代替,每日1 次,連續(xù)15d。 末次給藥后禁食不禁水,16 h 后眼球取血斷頸處死,收集血液及組織做相關(guān)分析。
分別稱取小鼠體質(zhì)量、瘤質(zhì)量,計(jì)算抑瘤率。 并稱取脾臟、胸腺質(zhì)量,計(jì)算臟器指數(shù)。 眼球取血后頸椎脫臼處死,完整剝離瘤塊,分離血清。
抑瘤率=(模型組瘤質(zhì)量-藥物組瘤質(zhì)量)/模型組瘤質(zhì)量
胸腺(肝臟、脾臟)指數(shù)=胸腺(肝臟、脾臟)質(zhì)量/體質(zhì)量
依照南京建成生物工程有限公司提供的試劑盒說(shuō)明書(shū), 采用微板法檢測(cè)血清中肝功能指標(biāo), 包括ALT和AST。 依照試劑盒說(shuō)明書(shū),將小鼠血清稀釋后,分別采用 TNF-α 和 IFN-γ 的 ELISA 試劑盒利用雙抗體夾心法測(cè)定血清中二者含量。
通過(guò)t 檢驗(yàn)或利用SPSS 19.0 軟件ANOVA 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 各項(xiàng)數(shù)據(jù)以 Mean ±SD 表示, 用 GraphPad Prism 8.0.4 軟件進(jìn)行方差分析并繪圖。 P<0.05 或P<0.01 認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
結(jié)果表明:模型組小鼠狀態(tài)萎靡,毛色暗淡,F(xiàn)GP給藥組小鼠狀態(tài)改善明顯, 較為活潑。 由表1 可知,CTX 組及FGP 低、高劑量組的平均瘤質(zhì)量均顯著低于模型組(P<0.05),且 FGP 低、高劑量組的平均瘤質(zhì)量顯著高于 CTX 組(P<0.05);腫瘤抑制率以 CTX 組達(dá)到最高,為60.18%,F(xiàn)GP 高、低劑量組次之。
表1 FGP 對(duì)H22 移植瘤小鼠腫瘤生長(zhǎng)的影響 (n=10,Mean±S.D)Table 1 The effect of FGP on tumor growth of H22 transplanted tumor mice(n=10,Mean±S.D)
結(jié)果表明:如表2 所示,與模型組相比,CTX 組胸腺指數(shù)顯著下降 (P<0.05),F(xiàn)GP 低、 高劑量組與 CTX組相比顯著升高(P<0.05)。 CTX 組的脾臟指數(shù)明顯低于模型組 (P<0.05), 隨著 FGP 給藥劑量的增加,與CTX 組相比,脾臟指數(shù)顯著升高(P<0.05)。
表2.FGP 對(duì)H22 移植瘤小鼠免疫器官指數(shù)的影響(n=10,Mean±S.D)Table 2.The effect of FGP on immune organ index of H22 transplanted tumor mice(n=10,Mean± S.D)
如圖1 所示, 與模型組比較,CTX 組小鼠血清中ALT 和 AST 的水平顯著升高 (P<0.05), 與 CTX 組相比,F(xiàn)GP 低、 高劑量組能夠明顯抑制血清中 ALT 和AST 水平的升高(P<0.05),初步證明了 FGP 對(duì) H22荷瘤小鼠肝功能具有一定的保護(hù)作用。
圖1 FGP 對(duì)H22 荷瘤小鼠肝功能ALT 和AST 的影響(n=10,Mean±S.D)Fig.1 The effect of FGP on ALT and AST of liver function in H22 tumor-bearing mice e(n=10,Mean ±S.D)
由圖2 所示, 與模型組相比,CTX 組小鼠血清中TNF-α 和 IFN-γ 含量明顯增高,差異顯著(P<0.05);與CTX 組相比,F(xiàn)GP 低、 高劑量組小鼠血清中TNF-α水平顯著升高;小鼠血清中IFN-γ 水平隨著FGP 給藥劑量的增加也隨之增加,其中FGP 高劑量組與模型組相比顯著升高。
圖 2.FGP 對(duì) H22 荷瘤小鼠細(xì)胞因子 TNF-α 和 IFN-γ 水平的影響(n=10,Mean ± S.D)Fig.2.The effect of FGP on the levels of cytokines TNF-α and IFN-γ in H22 tumor-bearing mice(n=10,Mean ± S.D)
近年來(lái), 原發(fā)性肝細(xì)胞癌的病死率已居我國(guó)惡性腫瘤中的第二位[10],因此引起人們的廣泛關(guān)注,該研究結(jié)果表明,F(xiàn)GP 能夠有效抑制H22荷瘤小鼠的腫瘤生長(zhǎng),增強(qiáng)其腫瘤抑制率,具有一定的抗腫瘤作用。 當(dāng)機(jī)體受到損傷時(shí),其臟器質(zhì)量和指數(shù)發(fā)生改變。在本研究中,隨著FGP 給藥劑量的增加,脾臟指數(shù)明顯下降,且與CTX 組相比具有顯著性;FGP 低、 高劑量組與CTX組差異顯著,說(shuō)明FGP 可以有效的對(duì)荷瘤小鼠的免疫臟器發(fā)揮保護(hù)作用。
血清中ALT 和AST 水平是反應(yīng)肝功能的兩個(gè)重要指標(biāo),當(dāng)機(jī)體肝功能受到損傷時(shí),兩者水平會(huì)顯著升高[11]。 本研究通過(guò)建立H22皮下移植瘤模型小鼠,并通過(guò)CTX 腹腔注射給藥及FGP 灌胃給藥的方式探討其抗腫瘤作用。 結(jié)果顯示,與模型組相比,CTX 組小鼠血清中的ALT 和AST 水平均顯著升高;與CTX 組相比,F(xiàn)GP 低、高劑量組小鼠血清中ALT 和AST 水平均有明顯的降低, 表明肝損傷的程度被明顯改善, 說(shuō)明FGP對(duì)H22荷瘤小鼠起到一定的抗腫瘤作用。
大量研究表明, 腫瘤的發(fā)生與機(jī)體免疫功能下降及失調(diào)有關(guān),CTX 作為臨床上常用的一種廣譜抗腫瘤藥物,主要通過(guò)免疫抑制來(lái)發(fā)揮抗腫瘤作用[12]。 在治療過(guò)程中, 與模型組比較,CTX 組小鼠腫瘤平均質(zhì)量顯著下降,胸腺指數(shù)及其脾臟指數(shù)也顯著降低。脾臟是一種重要的機(jī)體免疫器官, 胸腺是T 淋巴細(xì)胞分化成熟的場(chǎng)所,當(dāng)惡性腫瘤發(fā)生是,T 淋巴細(xì)胞會(huì)增殖分裂釋放出多種細(xì)胞因子, 細(xì)胞因子在機(jī)體內(nèi)起到相互促進(jìn)或相互抑制的作用,從而來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫系統(tǒng),同時(shí)作為評(píng)價(jià)機(jī)體免疫功能的重要指標(biāo)[13]。 TNF-α 是一種促炎因子, 能夠直接殺死腫瘤細(xì)胞且對(duì)正常細(xì)胞不產(chǎn)生明顯的毒害作用的一種細(xì)胞因子[14]。 FGP 可以使小鼠血清中TNF-α 水平顯著上升,可能是通過(guò)增加血清中腫瘤壞死因子的含量從而增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤作用。IFN-γ 主要由活化的Th 細(xì)胞和NK 細(xì)胞產(chǎn)生,能夠促進(jìn)Th1 細(xì)胞發(fā)育并且抑制Th2 細(xì)胞活化與增殖,刺激B 細(xì)胞產(chǎn)生的抗體類型向調(diào)理素方向轉(zhuǎn)變, 具有抗病毒,抗腫瘤和免疫調(diào)控的作用[15]。FGP 可以使小鼠血清中IFN-γ 水平明顯升高,說(shuō)明FGP 是通過(guò)促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生免疫因子增強(qiáng)其抗腫瘤作用。
綜上所述,F(xiàn)GP 對(duì)H22荷瘤小鼠具有明顯的抗腫瘤作用,其抑制腫瘤作用可能與增強(qiáng)機(jī)體免疫力,保護(hù)機(jī)體肝功能受損及升高血清中TNF-α 和IFN-γ 水平有關(guān)。 此外,與CTX 組相比,F(xiàn)GP 的抗腫瘤作用較好,并且其毒性較低。 該研究闡述了FGP 對(duì)H22荷瘤小鼠的抗腫瘤作用, 初步揭示了鮮人參膏能夠通過(guò)抑制腫瘤生長(zhǎng)達(dá)到保護(hù)作用,具有預(yù)防腫瘤發(fā)生的作用,為人參及相關(guān)產(chǎn)品的深度開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。