高良姜抗胃炎活性部位的筛选及作用机制研究

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背景:高良姜为姜科植物高良姜(Alpinia officinarum Hance)的干燥根茎,始载于《名医别录》,被列为中品,收载于历版《中国药典》。其性味:辛,热。归脾、胃二经,具温胃止呕,散寒止痛,除心脾冷痛、脾虚寒疟,健脾胃等传统功效,现代药理研究表明高良姜具有显著抗炎、抗氧化、抗菌、抗溃疡和保护胃粘膜等作用。以高良姜为君药的姜百胃炎片、良附香苏散、胃炎方等广泛用于临床治疗慢性胃炎。慢性胃炎是胃粘膜呈非糜烂的炎性改变,组织学上以显著炎症细胞浸润、上皮增殖异常、胃腺萎缩及瘢痕形成等为特点,其最常见也是最主要的病因为幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)感染。临床上,高良姜常被组方用于H.pylori阳性慢性胃炎的治疗,但其活性物质基础及作用机制尚未明确。本论文通过多学科交叉的研究方法,筛选高良姜抗H.pylori相关性胃炎活性物质部位,并对活性部位抗H.pylori相关性胃炎作用机制进行了初步探究。目的:筛选高良姜抗H.pylori相关性胃炎活性部位,探索其作用机制,为阐释高良姜防治胃病的传统功效及中医药理论提供现代科学依据。方法:(一)采用《中国药典》高良姜项下HPLC法(C18色谱柱,流动相:甲醇-0.2%磷酸(55:45),检测波长266 nm,柱温25℃),以高良姜素含量为指标,选取优质来源高良姜药材;采用系统溶剂萃取法得到高良姜各溶剂萃取物质部位。(二)采用MTT法研究各物质部位对人胃粘膜细胞(GES-1)细胞毒作用;运用ELISA法检测高良姜各溶剂萃取物质部位对H.pylori诱导的GES-1胃炎细胞IL-8水平的影响,筛选高良姜抗H.pylori相关性胃炎活性部位。(三)建立H.pylori诱导胃炎小鼠模型,观察活性部位对H.pylori相关性胃炎小鼠行为体征及胃酸环境的影响;采用尿素酶检测法观察活性部位对H.pylori的抑制作用;应用HE染色法观察活性部位对H.pylori相关性胃炎小鼠胃组织形态的影响;采用免疫组化技术测定活性部位对H.pylori相关性胃炎小鼠胃组织中IL-8表达水平的影响,研究高良姜抗H.pylori相关性胃炎的药效学。(四)采用ELISA法检测小鼠血清中炎症因子IL-1β、IL-1ra、IL-17及TNF-α表达水平;采用免疫组化技术测定H.pylori相关性胃炎小鼠胃组织p65蛋白表达水平,应用Western blot技术检测小鼠胃组织NF-κB p65、IKKα、IKKβ、IκBα蛋白和MAPK p38、ERK1/2、JNK蛋白表达水平,探讨活性部位抗H.pylori相关性胃炎作用机制。结果:HPLC法含量测定结果显示批号为B505071的广东产高良姜药材中高良姜素含量最高,为14.17 mg/g。选取该批次药材经系统溶剂萃取法得到总提物、石油醚萃取部位、二氯甲烷萃取部位、乙酸乙酯萃取部位、正丁醇萃取部位及剩余水层。MTT试验结果显示,给药浓度低于10μg/mL时,6个部位均对GES-1细胞无细胞毒作用,当给药浓度达20μg/mL时石油醚萃取部位和二氯甲烷萃取部位具有细胞毒作用,而给药浓度高至160μg/mL时乙酸乙酯萃取部位和正丁醇萃取部位仍然无细胞毒作用。ELISA结果显示,H.pylori诱导显著升高GES-1细胞IL-8表达水平,与对照组比较,有显著性差异(P<0.01),各物质部位4μg/mL给药12 h后,石油醚萃取部位、二氯甲烷萃取部位、乙酸乙酯萃取部位能显著抑制H.pylori感染引起的GES-1细胞IL-8释放增加,与模型组比较,有显著性差异(P<0.05)。体内药效学研究结果显示:H.pylori感染显著抑制胃炎小鼠体重增长,与对照组比较,有显著性差异(P<0.01);经灌胃给药高良姜乙酸乙酯萃取部位21 d后,小鼠体重上升,与模型组比较,有显著性差异(P<0.05)。H.pylori感染显著降低小鼠胃重系数至0.591,与对照组比较,有显著性差异(P<0.05),经灌胃给药后,高剂量组胃重系数上升为0.613,与模型组比较,有显著性差异(P<0.05)。H.pylori感染使小鼠胃液pH升高至3.4,与对照组比较,有显著性差异(P<0.01),中、高剂量给药后,胃液pH分别降至2.5和2.2,与模型组比较,有显著性差异(P<0.05,P<0.01)。模型组小鼠胃部H.pylori感染率为100%,与对照组比较,有显著性差异(P<0.01),经中、高剂量灌胃给药分别降低H.pylori感染率至50%、30%,与模型组比较,有显著性差异(P<0.05,P<0.01)。H.pylori感染使小鼠胃组织发生炎性病变,并显著上调胃组织中IL-8表达水平,高良姜乙酸乙酯萃取部位能减轻胃组织炎性病变,抑制胃组织中IL-8表达水平,且呈剂量效应关系。抗H.pylori相关性胃炎作用机制研究结果表明,高良姜乙酸乙酯萃取部位明显降低H.pylori相关性胃炎小鼠血清中炎症因子IL-1β、IL-17、TNF-α的表达,促进IL-1ra的表达,与模型组比较,有显著性差异(P<0.05,P<0.01),且呈剂量效应关系。Western blot检测NF-κB通路和MAPK通路相关蛋白表达,高良姜乙酸乙酯萃取部位能显著下调p65、p-p65、p-IκBα、IKKβ、p-IKKα/β、p-p38、p-ERK1/2及p-JNK蛋白的表达水平,与模型组比较,有显著性差异(P<0.05,P<0.01),且呈剂量效应关系。结论:高良姜乙酸乙酯萃取部位能有效改善H.pylori诱导的胃炎小鼠体重下降、胃液pH升高,恢复胃重系数,降低H.pylori感染率,减轻胃组织炎性病变,具有抗幽门螺杆菌相关性胃炎作用。其作用机制可能为:1.通过抑制H.pylori诱导的IKK的活化而抑制因IKK介导的IκBα磷酸化,从而抑制NF-κB p65活化,进而抑制下游IL-1β、IL-8、IL-17、TNF-α和促进IL-1ra的产生而抑制H.pylori相关性胃炎;2.通过抑制MAPK的活化而抑制其对NF-κB磷酸化的催化而起到抑制H.pylori相关性胃炎的作用。
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