張群鑠譚紅勝 付文衛(wèi)尚宇婧徐宏喜*
(1.上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,上海201203; 2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院,上海 200025)
單純性皰疹是單純皰疹病毒(Herpes simplex virus,HSV)所引起的一種急性皰疹性皮膚病,此病毒終生感染宿主,可引起從簡(jiǎn)單的口腔和外生殖器潰瘍到非常嚴(yán)重的腫瘤和腦炎等一系列疾?。?]。目前臨床上的治療藥物以阿昔洛韋等核苷類抗病毒藥物為主,但由于長(zhǎng)期大量的使用,臨床已產(chǎn)生耐藥病毒株[2]。因此,開發(fā)具有新型抗病毒作用機(jī)制的藥物來取代或者輔助洛韋類用藥迫在眉睫。
徐宏喜等[3?5]對(duì)300 多種中藥進(jìn)行了系統(tǒng)的抗病毒篩選,首次報(bào)道夏枯草水提物具有體外抗HSV?1 活性,繼而對(duì)夏枯草多糖進(jìn)行了抗HSV 活性的導(dǎo)向分離,獲得了分子量分別3 500 和8 500 的2 個(gè)多糖組分,初步化學(xué)研究顯示為木質(zhì)素多糖復(fù)合物;用夏枯草提取物制備的凝膠制劑,體內(nèi)豚鼠動(dòng)物模型(HSV?1)及小鼠動(dòng)物模型(HSV?2)均有活性,且無細(xì)胞毒性;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),夏枯草多糖通過阻止病毒吸附和穿透進(jìn)入宿主細(xì)胞而發(fā)揮作用,作用機(jī)制與阿昔洛韋的直接殺滅病毒不同[6?12]。
目前,多數(shù)文獻(xiàn)將夏枯草水提醇沉部分默認(rèn)為夏枯草多糖,其分離方法也多以提高多糖純度為目標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)將夏枯草酶解提取液用乙醇梯度沉淀分段,以抗HSV 活性為導(dǎo)向,嘗試尋找夏枯草抗HSV 活性組分,分析各部分成分組成,以期為進(jìn)一步探尋夏枯草抗HSV 復(fù)合多糖構(gòu)效關(guān)系提供研究基礎(chǔ)。
夏枯草(批號(hào)2018052102)購(gòu)自上海華鷹藥業(yè)有限公司,經(jīng)上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院生藥教研室張紅梅副教授鑒定為正品。纖維素酶(批號(hào)64001136)、D?葡萄糖(批號(hào)101330576)、沒食子酸(批號(hào)20180710)、考馬斯亮藍(lán)G?250、無水碳酸鈉、95%乙醇、苯酚、濃硫酸、磷酸,均購(gòu)自上海國(guó)藥試劑有限公司;牛血清蛋白(批號(hào)Exp2019103)購(gòu)自上海泰坦科技股份有限公司;磷鉬鎢酸試液(上?;茖?shí)驗(yàn)器材有限公司);細(xì)胞活力檢測(cè)試劑盒CCK8(上海李記生物科技有限公司)。
Vero 非洲綠猴腎細(xì)胞購(gòu)自美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫,貨號(hào)CCL?81;10%胎牛血清100 U/mL 青霉素、100 μg/mL 鏈霉素(美國(guó)Hyclone 公司);2 mM L?谷氨酰胺、1%非必需氨基酸、1%丙酮酸鈉、DMEM 培養(yǎng)液(美國(guó)Gibco 公司)。
HSV?1 GHSV?UL46 株購(gòu)自美國(guó)模式培養(yǎng)物集存庫,貨號(hào)VR?1544。
粉碎機(jī)、冷凍干燥機(jī)(Alpha 2?4 LDplus CHRTST);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RV10DS25 IKA);CP225D 分析天平(德國(guó)Sartorius 公司);centrifuge 5810R 離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf公司);SK7200HP 超聲儀(上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司);紫外分光光度計(jì)(Mapapa P3);酶標(biāo)儀SpectraMax M2e(美國(guó)Molecular Device 公司)。
2.1 夏枯草酶解水提物分級(jí)醇沉 取夏枯草果穗,粉碎過2 號(hào)篩,取100 g 粉末,加5 g 纖維素酶混勻,加10 倍水于50 ℃攪拌3 h,迅速升溫至100 ℃滅活,加10 倍水煎煮2次,每次1.5 h,所得濾液合并濃縮后,依次用20%、30%、40%、50%、60%、70%乙醇醇沉,醇沉液于4 ℃靜置12 h 后,4 000 r/min 離心30 min,取沉淀冷凍干燥得各分級(jí)醇沉部分(依次為 PVLM?1、PVLM?2、PVLM?3、PVLM?4、PVLM?5、PVLM?6)
2.2 抗HSV?1 活性測(cè)試 CPE(cytopathic effect)指病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)大量增殖,導(dǎo)致細(xì)胞病變甚至死亡的現(xiàn)象,通過檢測(cè)細(xì)胞活力,CPE 實(shí)驗(yàn)被廣泛用于化合物對(duì)可引起細(xì)胞病變的病毒的抑制活性測(cè)定[13]。本研究應(yīng)用該實(shí)驗(yàn),采用Vero 細(xì)胞、GHSV?UL 46 病毒株、CCK8 檢測(cè)試劑、Acyclovir 陽性對(duì)照,化合物處理5 d/終點(diǎn)法,檢測(cè)受試樣品對(duì)HSV?1 的體外抑制活性。
將Vero 細(xì)胞以每孔10 000 個(gè)細(xì)胞的濃度接入96 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中,并于5% CO2、37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜。第2天分別加入受試樣品/陽性對(duì)照化合物和病毒(MOI =0.02)。細(xì)胞培養(yǎng)液中的DMSO 終濃度為0.5%。細(xì)胞在37 ℃、5% CO2條件下繼續(xù)培養(yǎng)5 d 至病毒對(duì)照孔(細(xì)胞感染病毒,無化合物處理)內(nèi)細(xì)胞病變率達(dá)到80%~95%。細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)與抗病毒實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)條件一致,但無病毒感染。
使用細(xì)胞活力檢測(cè)試劑CCK8 檢測(cè)細(xì)胞活力。受試樣品的抗病毒活性和細(xì)胞毒性分別由受試樣品對(duì)病毒引起的細(xì)胞病變效應(yīng)的抑制率和細(xì)胞活率表示。計(jì)算公式如下。
使用GraphPad Prism(version 5)軟件對(duì)受試樣品的抑制率和細(xì)胞活率進(jìn)行非線性擬合分析,得到受試樣品的EC50和CC50值。
結(jié)果顯示,受試樣品PVLM?1、PVLM?2、PVLM?6 對(duì)HSV?1 具有抑 制活性,EC50值分別 為60.79、42.45、101.70 μg/mL;其他受試樣品在測(cè)試濃度內(nèi)沒有顯示出抗病毒活性,EC50值為大于最高檢測(cè)濃度>250 μg/mL。
受試樣品在測(cè)試濃度內(nèi)對(duì)Vero 細(xì)胞沒有顯示出細(xì)胞毒性,CC50值為大于最高檢測(cè)濃度>250 μg/mL。見表1。
表1 夏枯草酶解水提物各梯度乙醇沉淀抗HSV?1 活性(μg/mL)
2.3 成分分析 結(jié)果見表2。
表2 夏枯草酶解水提物各梯度乙醇沉淀成分組成(%)
2.3.1 多糖含量測(cè)定 采用硫酸?苯酚法[14],以葡萄糖為對(duì)照品,在490 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)(A),質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X)進(jìn)行回歸,得方程A=24.674X-0.3462(r=0.999 0),在5.034~50.34 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.3.2 蛋白質(zhì)含量測(cè)定 采用考馬斯亮藍(lán)法[15],以牛血清蛋白為對(duì)照品,于595 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)(A),質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X)進(jìn)行回歸,得方程A=22.611X-0.259 7(r=0.997 4),在1.687~16.867 μg/ mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.3.3 多酚含量測(cè)定 采用Folin?Ciocalteu 法[16],以沒食子酸為對(duì)照品,在760 mn 的波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以吸光度為縱坐標(biāo)(A),質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X)進(jìn)行回歸,得方程A=10.048X-0.009 8(r=0.999 9),在2.08~20.80 μg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.4 夏枯草酶解水提液30%醇沉部分多糖的純化及其活性測(cè)試
2.4.1 夏枯草抗HSV 活性部位制備 取夏枯草果穗,粉碎過篩,取粉末100 g,加5 g 纖維素酶混勻,加10 倍水于50 ℃攪拌3 h,迅速升溫至100 ℃滅活,加10 倍水煎煮2次,每次1.5 h,所得濾液合并濃縮后,加無水乙醇至醇濃度30%,于4 ℃靜置12 h 后,4 000 r/min 離心30 min,取沉淀冷凍干燥,即得。
2.4.2 柱色譜前處理 大孔樹脂D301 用95% 乙醇浸泡12 h后濕法裝柱,用95% 乙醇沖洗層析柱(體積流量2 BV/ h,BV 為樹脂體積數(shù),下同),至流出液加2 倍蒸餾水后不產(chǎn)生渾濁為止,再用大量蒸餾水洗至流出液澄清,繼續(xù)洗脫2~3 BV;HCl 溶液洗層析柱(體積流量4~6 BV/h),并浸泡2~3 h,再用蒸餾水以同樣的體積流量洗至中性,用2~3 BV 4%NaOH 溶液洗層析柱(體積流量4~6 BV/h),浸泡2~3 h 后,再用蒸餾水以同樣的體積流量洗至中性。
2.4.3 柱色譜純化過程 取“2.4.1”項(xiàng)下夏枯草抗HSV活性部位適量,制備成質(zhì)量濃度為0.3 mg/mL 的上樣液,以料液?填料1 ∶50 的比例上樣,首先用蒸餾水作流動(dòng)相,5 mL 為一流分,用自動(dòng)接收器接收,每一流分用濃硫酸?5%苯酚進(jìn)行顯色,收集顯色者,濃縮,凍干,進(jìn)行含量測(cè)定及抗HSV?1 活性檢測(cè)。再用1 mol/L NaCl 溶液作流動(dòng)相,以5 mL 為一流分,用自動(dòng)接收器接收,每一流分用濃硫酸?5%苯酚進(jìn)行顯色,收集顯色者,3 kD 超濾離心管離心,1% AgCl 溶液檢測(cè),去除NaCl 至無沉淀產(chǎn)生,凍干,按“2.3”項(xiàng)下方法測(cè)定多糖、蛋白質(zhì)、多酚含量,按“2.2”項(xiàng)下方法進(jìn)行體外抗HSV?1 活性檢測(cè)。結(jié)果見表3。
表3 夏枯草多糖及其他成分含量、活性測(cè)定結(jié)果
纖維素酶解可通過酶水解破碎植物細(xì)胞壁的作用,使細(xì)胞內(nèi)多糖物質(zhì)充分溶出,從而提高藥用成分的提取率[16?17]。纖維素酶水解過程中應(yīng)注意溫度不能過高,酶解后需立即升溫滅活。應(yīng)用CPE 試驗(yàn),對(duì)夏枯草酶解水提液各梯度乙醇沉淀進(jìn)行抗HSV 活性篩選,發(fā)現(xiàn)20% 及30%乙醇的沉淀具有良好的抗HSV?1 活性,其ED50分別為60.79、42.45 μg/mL,40%乙醇及以上的分級(jí)沉淀無活性或有較弱的活性;經(jīng)大孔樹脂D301 純化后的夏枯草多糖,純度可達(dá)77.78%,但其抗HSV 活性反而喪失。通過對(duì)各部分分級(jí)醇沉及經(jīng)大孔樹脂D301 純化后的夏枯草多糖進(jìn)行各類成分分析發(fā)現(xiàn),多糖含量的高低與其抗HSV 活性強(qiáng)弱并不呈現(xiàn)正相關(guān),反而蛋白質(zhì)及多酚類成分的去除會(huì)消除相應(yīng)成分的抗HSV 活性,其構(gòu)效關(guān)系有待進(jìn)一步探究。