姜黄素氢化物的抗炎、抗腹水瘤活性研究

发布时间：2019-10-21 13:40

【摘要】：目的:姜黄素(Curcumin,CUR)是从姜科植物根茎中分离出来的二酮类色素,具有抗炎、抗氧化、促凋亡等多方面药理活性,耐受性好,毒性低,具有很好的临床应用价值。然而,姜黄素在水溶液中溶解性很差,结构不稳定,口服生物利用率低,导致其临床应用存在诸多困难。因此,寻找姜黄素在体内代谢中发挥作用的活性形式,具有极其重要的研究意义。本课题拟以姜黄素在生物体内的初级氢化代谢产物之一:四氢姜黄素(Tetrahydrocurcumin,THC)和次级氢化代谢产物之一:八氢姜黄素(Octahydrocurcumin,OHC)与姜黄素进行对比研究,探讨其在抗炎、抗腹水瘤中的药理活性差异,并对其作用机理进行初步阐释,为姜黄素在临床上的合理利用提供实验基础。方法:1.OHC的合成及THC、OHC急性毒性的初步研究利用硼氢化钠(NaBH4)对姜黄素结构中的两个羰基(C=0)进行氢化,通过控制条件,设计合成OHC,并利用液质谱联用仪(HPLC-MS),核磁共振谱(1H-NMR和13C-NMR)对其进行检测,与已报道的OHC文献色谱数据对比验证其结构和纯度;采取半数致死量实验以及最大耐受量实验两种方法,评价THC和OHC的小鼠最大给药量和急性毒性反应。2.姜黄素氢化物的抗炎作用研究KM小鼠连续7天,每天1次口服给药给予THC和OHC各三个剂量组(10、20、40mg/kg)及CUR单剂量组(100mg/kg),第7天给药1小时后,进行二甲苯致小鼠耳肿胀实验、醋酸致小鼠毛细血管通透性实验以及角叉菜胶致小鼠足肿胀实验,测量统计小鼠左、右耳的重量、腹腔灌洗液的OD值以及致炎前后足部体积差异,计算耳肿胀率及耳肿胀抑制率、通透性增强度和抑制率以及足肿胀百分率和足肿胀抑制率。KM小鼠连续7天,每天1次口服给药给予THC和OHC单剂量组40 mg/kg及CUR单剂量组100 mg/kg,第7天给药1小时后,进行角叉菜胶致小鼠足肿胀实验,于造模4小时后,处死小鼠,取各组小鼠的足部组织,测定足部组织中COX-1、COX-2和 NF-κB 的活性,测定足部组织中 TNF-α,IL-1β,IL-6,PGE2,TAB1、TAK1 和 p-TAK1的含量。3.姜黄素氢化物的抗腹水瘤活性研究复制H22腹水瘤KM小鼠模型,口服给药给予THC和OHC各三个剂量组(5、10、20mg/kg)及CUR单剂量组(100mg/kg),连续7天,每天1次,观察各组小鼠日常情况,统计小鼠生存周期,绘制生存曲线,比较组间差异;连续7天口服给药给予THC和OHC单剂量组(20 mg/kg)及CUR单剂量组(100 mg/kg),每天1次,测定小鼠体重、腹围,第7天给药1小时后,处死小鼠,测定小鼠腹腔腹水量、细胞活力及免疫脏器重量,检测各组H22腹水瘤细胞的凋亡率,检测MDM2、p53、Bax、Bcl-2、cytochrome C、caspase-9 和 caspase-3 在蛋白水平上的表达情况。结果:1.OHC的合成及THC、OHC急性毒性的初步研究结果分析采用上述方法进行合成纯化后,其结构经液质联用仪(HPLC-MS),核磁共振谱(1H-NMR和13C-NMR)检测,与已经报道文献的OHC色谱数据对比,证明合成的化合物即为OHC,且纯度为98.06%;此外,THC和OHC的半数致死量无法检测,THC或OHC的小鼠灌胃给药单次最大耐受量实验结果提示两者均大于5g/kg。2.姜黄素氢化物的抗炎作用研究小鼠耳肿胀实验中,模型组小鼠右耳与左耳重量相比具有统计学意义,提示造模成功,与模型组相比,THC及OHC各剂量组、CUR单剂量组和阳性(Indo)组均可显著减轻耳肿胀度,且THC及OHC各给药组呈剂量依赖关系,与CUR相比,THC(40mg/kg)和OHC(40mg/kg)两组对小鼠耳肿胀有更强的抑制效果;小鼠通透性实验中,模型组小鼠OD值与空白小鼠相比具有统计学意义,提示造模成功,与模型组相比,THC及OHC各剂量组、CUR单剂量组和阳性(Indo)组均可显著减少小鼠腹腔灌洗液的OD值,且THC及OHC各给药组呈剂量依赖关系,与CUR相比,THC(40mg/kg)和OHC(40mg/kg)两组对毛细血管通透性有更强的抑制效果;小鼠足肿胀实验中,模型组小鼠足部体积与造模前小鼠足部体积相比具有统计学意义,提示造模成功,与模型组相比,THC及OHC各剂量组、CUR单剂量组和阳性(Indo)组均可显著减少造模小鼠足部肿胀体积,且THC及OHC各给药组呈剂量依赖关系,此外,THC(40mg/kg)和OHC(40mg/kg)两组的效果强于CUR;进一步研究证实,THC和OHC可以选择性抑制COX-2的活性,对COX-1无影响,并抑制NF-κB的活性,降低 TNF-α,IL-1β,IL-6,PGE2,TAB1 和 p-TAK1 的含量,提高 TAK1 的含量,且与CUR相比,THC(40mg/kg)和OHC(40mg/kg)两组对角叉菜胶所致的足部肿胀有更强的抑制效果。3.姜黄素氢化物的抗腹水瘤活性研究各剂量组均可显著提升小鼠的生命天数,降低小鼠体重、腹围、腹腔腹水量和细胞活力,对免疫脏器无不良影响,提高细胞凋亡率,抑制MDM2和Bcl-2的活性,增强 p53、Bax、cytochrome C、caspase-9 和 caspase-3 的活性,且与 CUR 相比,THC和OHC对H22腹水瘤小鼠具有更好的治疗效果。结论:实验结果表明OHC的合成方法安全有效,且纯度很高;此外,THC和OHC的急性毒性测试提示两者的急性毒性均非常小,使用安全性很高;体内抗炎和抗腹水瘤活性研究均证实了 THC和OHC具有很好的抗炎和抗肿瘤活性,且与CUR相比,两者的作用更加显著,其抗炎的作用机制可能是下调TAK1/NF-κB通路的蛋白表达,而抗腹水瘤的潜在机理可能是通过线粒体凋亡通路诱导H22腹水瘤细胞的凋亡。
【学位授予单位】：广州中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R285.5

【参考文献】