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非甾体抗炎药(NSAIDs)是一类应用广泛的解热镇痛抗炎药物,如阿司匹林、塞莱昔布等等。NSAIDs通过抑制环加氧酶(COX),阻断前列腺素(PG)的生物合成而起作用。由于经典的非甾体抗炎药物在治疗炎症的同时会引起严重的胃肠道毒副反应,尤其在患风湿性关节炎、类风湿性关节炎和骨关节炎等需长期用药的患者中表现更为突出,因而限制了其临床应用。研究发现COX存在三种亚型:COX—1、COX—2和COX—3。COX—1为结构型酶,主要位于细胞内质网中,几乎存在于所有正常组织中,参与调节细胞的正常生理功能,如减少胃酸分泌、保护胃肠粘膜、维持血小板和肾脏的正常功能等,对机体自稳态有重要作用;COX—2为诱导型酶,在炎症组织可被诱导表达,当受到炎症因子刺激时,COX—2的表达增加10—80倍,引起炎症部位的PGE2含量增加,从而促进了炎症反应和组织损伤。COX—3在人大脑皮层高表达,它与COX—1具有相同的基因序列,并兼有COX—1和COX—2所有的催化特点和结构特征,目前对其研究还有待深入。目前认为经典的COX抑制剂的毒副作用主要是因为非选择性的抑制了两种同工酶COX—1和COX—2,甚至优先抑制COX—1的结果。因此,开发COX—2选择性抑制剂,实现治疗作用与毒副作用的分离,成为近年来非甾体药物研究的热点。
中药补骨脂(psoralea corylifolia L.)为一年生豆科植物,药用部位为干燥成熟果实,其主要活性成分为香豆素类化合物,其中大量存在、并起主要药理作用的是补骨脂素(PSO)和异补骨脂素(IPSO)这两个香豆素母核化合物。临床广泛用于皮肤色斑及皮肤炎症的治疗,近年来的研究发现补骨脂还具有较强的治疗肝炎及抗肿瘤的活性;共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid,CLA)是近年来从自然来源中发现的最重要的一组脂肪酸,研究发现其表现出较强的抗肿瘤活性,尤其是对乳腺癌和前列腺癌,此外CLA还能减少脂肪沉积、促进骨骼生长、防治糖尿病、防止动脉硬化、提高免疫力等。CLA异构体主要包括△—7,△—9、△—8,△—10、△—9,△—11、△—10,△—12、△—11,△—13、△—12,△—14—CLA。而其中最重要、活性最强、研究最多的是顺—9,反—11共轭亚油酸(CLA9.11)和反—10,顺—12共轭亚油酸(CLA10.12)。
为了研究香豆素类化合物及不饱和脂肪酸类化合物的抗炎活性、扩大抗炎药物的药源,本研究对PSO、IPSO及CLA9.11和CLA10.12的抗炎活性进行了研究。主要研究方法及研究结果如下:
研究方法:本研究选用对PGE2高表达的人肺腺癌细胞A549为实验对象,采用最新报道的COX—2选择性抑制剂筛选模型对四种化合物的抗炎活性进行研究,主要内容包括:
1、对A549细胞的培养条件及细胞特性进行研究;
2、采用体外细胞培养方法,通过MTT实验,观察不同浓度、不同作用时间的共轭亚油酸、PSO和IPSO对A549细胞的增殖抑制作用;
3、从抑制作用较弱的浓度中定出高、中、低药物浓度,选用COX—2选择性抑制剂筛选模型、采用ELISA法测定细胞液中PGE2浓度,进行抗炎药物筛选。最终确定CLA两个主要异构体、补骨脂素及异补骨脂素对人肺腺癌细胞A549的增殖抑制作用,并初步探讨其抗炎作用。
研究结果:
1、在常规培养及无血清培养的条件下,A549细胞的生长差别不大,在2~7天内均能迅速增殖,而在血清培养下细胞增殖速度更快,可以满足后续的造模及较短实验周期要求;
2、CLA9.11和CLA10.12对A549细胞的增殖抑制作用相似,均为典型的S型曲线,抑制作用与浓度相关,具有量效和时效关系,当浓度小于30μmol/L时,抑制作用较弱,超过这个浓度后,抑制作用急剧增大;PSO和IPSO对A549细胞的增殖抑制作用较CLA弱,为缓慢下降的直线,并且也呈现量效和时效的关系。同一浓度下的IPSO对A549细胞的抑制作用明显高于PSO;
3、共轭亚油酸的两个异构体及补骨脂素的两个异构体对COX—2均有一定程度的选择性抑制作用:CLA9.11和CLA10.12的高、中、低浓度均分别设计为30μmol/L、3μmol/L和0.3μmol/L,结果,高、中、低浓度的CLA9.11对COX—2的抑制率分别为:51.85%、44.19%和24.28%;高、中、低剂量的CLA10.12对COX—2的抑制率分别为:47.19%、39.67%和20.42%。PSO的高、中、低药物浓度设计为300μmol/L、30μmol/L和3μmol/L,它们对COX—2的抑制率分别为:41.79%、28.22%和27.79%; IPSO的高、中、低药物浓度设计为200μmol/L、20μmol/L和2μnol/L,它们对COX—2的抑制率分别为:57.40%、46.97%和25.09%。
研究结论:
1、使用该筛选模型可以在较短实验周期内较好的对药物的抗炎活性进行初步的大规模筛选;
2、CAL的两个异构体具有一定的抗炎活性,可为其它脂肪酸类化合物的药理作用研究提供一定的参考:
3、PSO和IPSO这两个香豆素的母核化合物的抗炎活性较强,而且在皮肤药物方面应用历史较久,因此具有一定的炎症药物开发价值,另外,补骨脂及其它天然药物中含有大量取代基不同的香豆素类化合物,它们可能具有更强的抗炎活性及更大的开发空间。