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益智仁是姜科(Zingiberaceae)植物益智(Alpinia oxyphylla MIQUEL)的成熟果实,自古以来就是中医临床上的常用药材,有温脾止泻,摄唾涎,固精缩尿的功效。现代研究表明,益智仁有强心、抗癌、抗过敏等药理活性,特别是近几年的研究发现了益智仁的神经保护作用,然而对于此类研究目前主要是以粗提物为实验对象,药理作用机制也不明确。 本研究选用与多巴胺能神经元有许多相似特征的PC12细胞为实验对象,以过氧化氢(H2O2)、谷氨酸(Glu)、及1-甲基4-苯基吡啶离子(MPP+)等神经毒素分别诱导细胞损伤,从而建立体外多巴胺能细胞的氧化应激模型。结果表明,以上三种毒素均可对多巴胺能的PC12细胞产生毒性作用,在一定浓度范围内其毒性作用呈剂量和时间依赖关系。在此基础上,选择H2O2 0.4mM(24h)、Glu 10mM(48h)、及MPP+1mM(48h)作为下一步实验的模型条件。 通过以上建立的损伤模型,对益智仁中的神经活性部位进行跟踪筛选。实验发现,益智仁的乙酸乙酯部位具有明显的抗氧化应激介导的保护作用;对其进一步分离纯化,最终得到一个活性单体化合物。采用光谱学技术(红外、紫外、核磁共振波谱和质谱)对得到的单体化合物进行结构解析,最后鉴定为一种酚类化合物——3,4-二羟基苯甲酸,即原儿茶酸(Protocatechuic acid,PCA)。PCA从益智仁中分离得到目前尚未见有文献报道。在0.06~1.2mM的剂量范围内,PCA对细胞具有一定的增殖作用,而且剂量依赖地保护了氧化应激所致的细胞死亡。通过比较在不同损伤模型中的半数有效剂量(IC50)发现,PCA对MPP+介导的细胞损伤具有更加明显的保护作用,这个结果提示了PCA在不同毒素中的不同作用机制。 利用H2O2造成PC12细胞的直接氧化应激损伤,探讨PCA在神经细胞中的抗氧化机制。培养液中乳酸脱氢酶(LDH)的测定与MTT的结果基本一致,PCA剂量依赖地减少了细胞中LDH的漏出;通过细胞核的形态观察以及流式细胞仪的分析,PCA可以减少H2O2介导的PC12细胞凋亡性死亡;PCA抗H2O2氧化应激损伤的保护作用与细胞内GSH水平的提高及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的激活相关,虽然谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性并没有显著变化;另外,H2O2和Fe2+可以通过Fenton反应产生羟自由基(·OH),而PCA同样显著减弱了H2O2/Fe2+所致的细胞损伤。这些结果表明了在受活性氧(ROS)介导的氧化应激损伤时,PCA可以有效的保持PC12细胞内的抗氧化防御体系处于正常的水平,从而抑制细胞的功能衰竭而死亡。