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炎症是多种难治性疾病的共同病理机制,是不同病因引起的相同病理过程。以传统中药为对象,研发新型抗炎药物,合理预防、适度控制炎症,对防治与炎症密切相关的心血管疾病具有一定意义。机体内诱导型一氧化氮合酶(iNOS)激活产生的过量一氧化氮(NO)参与炎症反应和组织损伤,而经内皮型一氧化氮合酶(eNOS)催化生成的适量NO则能维持正常血管内环境的稳定。对这两类不同来源的NO进行双重调控,抗炎且同时调整血管内皮功能,可能有助于相关心血管疾病的防治。目前以iNOS为抗炎新靶点的药物开发已经在全球范围展开,因化学合成的iNOS抑制剂存在选择性差和副作用大等问题,从天然产物中筛选安全有效的iNOS靶向性物质调控机体NO产量已成为一个重要的新兴方向。大量中药已被证实能够通过多种机制发挥各种抗炎活性,但针对此类药物是否具有iNOS抑制作用及机制、同时探索其是否具有血管内皮作用鲜有报道。
本研究将首先以脂多糖(LPS)协同干扰素-γ(IFN-γ)刺激巨噬细胞RAW264.7造成炎症细胞模型进行iNOS抑制性中药提取物筛选为基础,结合离体血管环实验深入研究野菊花、苍耳草两味抗炎中药提取物及其活性单体对血管内皮功能的影响,探讨中药对NO双重调控机制。研究主要包括以下几个方面:
1.抗炎中药/天然产物的文献筛选
以中药干预炎症疾病模型的中文文献(30种中药)以及具有iNOS抑制作用的民族药物/天然产物的英文文献(98种药物)为考察范围,针对两者交集内的药物,选择该药的近缘属种为活性筛选对象。
2.建立巨噬细胞炎症模型进行7种中药提取物筛选
以LPS/IFN-γ刺激RAW264.7巨噬细胞株,建立体外细胞水平炎症模型,应用Griess reaction检测药物对NO生成的影响和MTT法检测药物对细胞增殖活力影响,通过96孔筛选平台对7种中药的13个提取物的进行iNOS抑制活性研究。
3.野菊花、苍耳草提取物抗炎研究及活性单体化合物分析分离
基于前期初筛结果,因野菊花、苍耳草提取物对NO调控呈现强效低毒的特点,结合中医临床对两者的使用规律,利用巨噬细胞炎症模型进行提取物抗炎作用检测(蛋白、基因),说明药物通过抑制iNOS表达影响NO释放,探索提取物潜在的抗炎机制;鉴于上述活性,分别对野菊花、苍耳草提取物进行了逆向活性导向性成分追踪、分离,探讨二者活性物质基础。
4.iNOS抑制性抗炎药物对血管内皮功能的影响研究
利用离体血管进行提取物舒张血管作用的检测--考察提取物舒张血管效应及机制,试图阐明野菊花苍耳草除抑制iNOS降低NO生成之外还能作用于血管内皮,活化eNOS促进NO适量释放,通过对NO双重调控的特点探索抗炎中药防治心血管疾病的可能性。
5.探索性研究
野菊花、苍耳草组合提取,以NO调控活性、炎性因子抑制等为主要考察对象,尝试探索明代古方两味药合用的药理学依据。
结论:
1.本研究通过结合抗炎中药、iNOS抑制性天然药物文献,针对性地选出7种中药,同时建立巨噬细胞炎症模型用于考察上述中药的13个提取物的iNOS抑制活性;
2.通过巨噬细胞炎症模型筛选,发现半枝莲提取物I、蒺藜提取物I、野菊花、苍耳草提取物均有一定的抑制活化巨噬细胞释放NO的作用;结合细胞增殖活力分析,提示野菊花、苍耳草不但具有良好的iNOS抑制作用且相对细胞毒性较小;
3.野菊花提取物能抑制炎症细胞模型产生NO以及iNOS蛋白表达;抑制致炎因子iNOS、IL-1β、IL-4、IL-6的基因表达;苍耳草提取物能抑制炎症细胞模型产生NO以及iNOS蛋白表达;抑制致炎因子iNOS、IL-1β、IL-4、IL-6的基因表达。
木犀草素可能为野菊花提取物主要活性成分之一;活性追踪分离到苍耳草两个成分,以Negtive-ESI-MS、1H-NMR,13C-NMR波谱数据推断所分离到的成分为xanthatin、13-dihydro-xanthatin,其中xanthatin为苍耳草活性成分之一。
4.野菊花提取物及其单体可以舒张舒张离体血管环,表现为内皮依赖性(最大剂量舒张率分别为45.4±4.0%、68.5±7.7%,P<0.05)和部分非内皮依赖性舒张效应(最大剂量舒张率分别为20.0±6.0%、18.0±8.0%,P<0.05)。一氧化氮合酶抑制剂L-NAME可以阻断舒血管作用,前列环素-2阻断剂吲哚美辛无阻断舒血管作用。苍耳草单体xanthatin具有内皮依赖性舒血管作用(最大剂量舒张率为50.88±8.99%,P<0.001),L-NAME、吲哚美辛、可溶性鸟甘酸环化酶(sGC)抑制剂ODQ可以阻断舒血管作用。Xanthatin在最大剂量时可舒张去内皮血管环(16.33±3.78%,P<0.001),K通道阻断剂格列苯脲、四乙胺能减弱但不能阻断该作用。
5.探索研究发现,野菊花、苍耳草组方提取物对NO、相关炎性因子的抑制作用与等量单味药提取物相比,增效明显,差异显著。本研究同时采用高效液相结合中药色谱指纹图谱相似度软件进行成分差异分析,结果表明组方增效可能是促进活性物质溶出,产生新化合物的可能性较低。