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DNA是生物体内重要的遗传物质,在生长发育过程中发挥着重要作用,但其极易受损。内源性和外源性因素的刺激都易引发DNA损伤,尤其是化疗药物在发挥自身强大的抗肿瘤作用的同时,常常附带着严重的副作用,其可通过增强细胞内氧化应激反应诱导DNA损伤从而对正常组织产生巨大伤害,因此寻找能有效保护DNA,降低氧化应激反应和化疗毒副作用的DNA保护剂具有重要意义。目前已发现不少中药多糖都具有抗氧化作用,并可通过抑制外源性因素导致的氧化应激,起到保护DNA的作用。前期研究发现,从传统中药蛴螬(Holotrichia diomphalia Bates)中分离出的多糖HDPS-2Ⅱ对化学诱导剂CCl4引起的急性肝损伤具有保护作用,然而目前蛴螬多糖HDPS-2Ⅱ的结构特征仍不明确,并且其DNA保护作用尚未深入研究。因此,本课题旨在对中药蛴螬中提取分离出的HDPS-2Ⅱ进行结构解析,为中药蛴螬的深入研究提供结构基础,并明确HDPS-2Ⅱ是否对细胞DNA具有保护作用,发掘HDPS-2Ⅱ作为DNA保护剂的潜力。方法:1.运用Sephadex A-25和Sephadex G-100葡聚糖凝胶柱分别对两个主产地:陕西和安徽的蛴螬粗多糖(HDPS)进行分离纯化,得到蛴螬多糖HDPS-2Ⅱ。采用高效尺寸排阻色谱(HPSEC)法测定两种产地HDPS-2Ⅱ的均一性和分子量,红外光谱(IR)法分析多糖的主要官能团。2.运用高效液相色谱(HPLC)法测定两种产地蛴螬多糖HDPS-2Ⅱ的单糖组成;用三氟乙酸(TFA)制备多糖的酸水解产物;甲基化和气质联用仪(GC-MS)分析多糖的糖苷键及其他基团类型;核磁共振仪进行一维(1D)和二维(2D)核磁共振光谱测定,分析其糖苷键连接方式;乙醚萃取HDPS-2Ⅱ中脂肪酸类物质,硫酸-甲醇衍生后进行GC-MS分析。3.以中国仓鼠肺细胞(CHL)为细胞模型,分别运用MTT实验和染色体畸变实验考察不同浓度的HDPS-2Ⅱ对CHL细胞生长抑制和染色体畸变的影响;用3.5μM的阿霉素(ADM)和50μM的过氧化氢(H2O2)为DNA损伤诱导剂,探究2.5 mg/L、5 mg/L、10 mg/L浓度的HDPS-2Ⅱ对ADM和H2O2分别诱导的CHL细胞的染色体畸变保护作用。4.ADM和H2O2分别诱导的CHL细胞损伤模型,分别给予2.5 mg/L、5 mg/L、10 mg/L的HDPS-2Ⅱ处理24、48 h,应用彗星实验分析细胞彗尾长度,免疫荧光染色法检测γ-H2AX的表达量,活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒检测细胞内ROS、MDA、SOD的水平。结果:1.HPSEC结果表明,两种产地陕西和安徽的HDPS-2Ⅱ均为均一性多糖,分子量分别为8.7 k Da和5.9 k Da;总糖含量分别为88.0%和89.1%,糖醛酸含量分别为1.6%和3.1%,蛋白含量分别为2.0%和2.2%。IR结果显示了陕西和安徽的HDPS-2Ⅱ样品均出现多糖羟基和糖环中C-H的特征吸收峰。2.陕西产地的HDPS-2Ⅱ的单糖组成及摩尔比为Man∶Glc∶Gal∶Ara(2.93∶22.25∶1.49∶1.00),主要糖残基类型及摩尔比为T-Araf∶1,2-Manp∶1,3-Araf∶1,6-Manp∶T-Glcp∶1,4-Galp∶1,6-Glcp(1.11∶1.00∶1.01∶2.18∶8.44∶1.74∶17.92);安徽产地的HDPS-2Ⅱ的单糖组成及摩尔比为Man∶Rha∶Glc∶Gal∶Ara(2.77∶1.00∶3.98∶2.67∶5.33),主要糖残基类型及摩尔比为T-Araf∶1,6-Manp∶T-Glcp∶T-Rhap∶1,4-Rhap∶1,2-Manp∶1,4-Galp∶1,6-Glcp(10.14∶4.97∶8.20∶1.39∶1.00∶3.14∶6.97∶9.49);0.5 M TFA酸水解后的安徽HDPS-2Ⅱ单糖组成及摩尔比为Man∶Rha∶Glc∶Gal(5.20∶1.41∶10.90∶1.00),1.0 M TFA酸水解后的安徽HDPS-2Ⅱ单糖组成及摩尔比为Man∶Rha∶Glc∶Gal(10.62∶2.52∶26.59∶1.00)。3.陕西产地的HDPS-2Ⅱ中脂肪酸及芳环取代基为5-羟基-2-己酮、2-己醇-5-甲氧基乙酸酯、3-甲氨基-1,2-丙二醇、5-甲基-3-(甲基氨基)-2-己酮、3-叔丁基苯酚、戊酸、十六烷酸;安徽产地的HDPS-2Ⅱ中脂肪酸及芳环取代基为5-羟基-2-己酮、2-己醇-5-甲氧基乙酸酯、3-甲氨基-1,2-丙二醇、5-甲基-3-(甲基氨基)-2-己酮、3-叔丁基苯酚、戊酸、十六烷酸、十八烷酸。4.在1~300 mg/L的浓度范围内两个产地的HDPS-2Ⅱ对CHL细胞的增殖抑制率均小于40%,并且对CHL细胞无染色体畸变作用,但相同浓度安徽产地的HDPS-2Ⅱ比陕西产地的HDPS-2Ⅱ对CHL细胞增殖的抑制作用更小;在分别加入2.5 mg/L、5 mg/L、10 mg/L的HDPS-2Ⅱ后,ADM诱导的细胞染色体畸变率由52%分别下降至30%、26%、16%,IC50值分别增加了2.5%、17.2%、174.6%;H2O2诱导的细胞染色体畸变率由42%分别下降至32%、26%、22%,IC50值分别增加了9.7%、48.3%、81.8%,表明HDPS-2Ⅱ显著降低ADM、H2O2诱导的CHL细胞毒性。5.彗星实验结果显示,在分别加入不同剂量的HDPS-2Ⅱ后,ADM和H2O2对CHL细胞的彗尾损伤明显降低;免疫荧光染色结果显示,在分别加入不同剂量的HDPS-2Ⅱ后,ADM和H2O2对CHL细胞的γ-H2AX荧光明显降低;对氧化应激三个指标进行检测后,结果显示在加入HDPS-2Ⅱ后,细胞中ROS和MDA的含量减少,而SOD的水平上升,表明HDPS-2Ⅱ可以显著抑制CHL细胞中氧化应激产物的累积。结论:1.本研究分别分离纯化获得了陕西和安徽产地的均一性蛴螬多糖HDPS-2Ⅱ。两种产地HDPS-2Ⅱ的主要结构均为→6)-ɑ-Manp-(1→6)-ɑ-Glcp-(1→6)-ɑ-Glcp-(1→,F1/F3是陕西产HDPS-2Ⅱ糖链上连接的脂肪酸及苯环取代基团,F1/F2/F3是安徽产HDPS-2Ⅱ糖链上连接的脂肪酸及苯环取代基团;其中F1为5-((1-羟基-3-棕榈酰胺基丙烷)-2-氧基)-5-氧戊烷-2-甲基亮氨酸,F2为1-羟基-3-硬脂酰胺基丙烷-2-氧基-4-羟基戊酸酯,F3为5-((5-((2((5-(3-(叔丁基)苯氧基)-2-己基)氧基)-3-羟丙基)氨基)-3-甲基-5-氧戊烷)-2-氧基)-2-己酮基戊酸酯。2.HDPS-2Ⅱ无致CHL细胞染色体畸变的作用,并且对ADM和H2O2诱导的CHL细胞DNA损伤具有明显的剂量依赖性保护作用,进一步证实HDPS-2Ⅱ可通过抑制ROS、MDA的产生及提高SOD的活性从而降低ADM和H2O2诱导的细胞毒性和DNA损伤。