基于化学成分变化对炆远志“减毒”效应研究
2022-07-22丁平平易斌陈华师陈明霞吕尚张青陈西勇饶毅
丁平平 ,易斌 ,陈华师 ,陈明霞,4,吕尚 ,2,张青 ,陈西勇,饶毅 ,2
(1.江西中医药大学,江西 南昌 330004;2.中药固体制剂制造技术国家工程研究中心,江西 南昌 330000;3.江西建昌帮药业有限公司,江西 抚州 344000;4.北京斯利安药业有限公司,北京 100176)
远志为远志科植物远志(PolygalatenuifoliaWilld.)的干燥根,主要含有三萜皂苷类、寡糖酯类、酮类成分[1-2]。其中远志皂苷类成分包括远志皂苷A、B、C、D等多种原型皂苷,经高温炮制后水解成具有相同母核的细叶远志皂苷和远志酸(见图1)。远志既具有安神益智、祛痰、消肿的作用,同时还对胃肠道有刺激性[3-4]。文献研究表明,远志经蜜炙后远志皂苷B的含量下降,从而降低了胃肠道毒性,因此可将远志进行炮制以降低胃肠道毒性[5-6]。历代医方本草对远志的炮制方法记载众多,甘草制远志习称制远志,首载于《雷公炮炙论》,是目前临床应用最多的炮制品,为2020年版《中国药典》所收载。炆法炮制为江西建昌帮药业有限公司独门炮制技艺,经考证最早出自明朝缪希雍《炮炙大法》,早在东晋葛洪已有应用,具有“工具辅料独特,工艺取法烹饪,讲究形色气味,毒性低疗效高”的炮制风格,在赣闽地区广为流传,代表饮片有炆熟地、炆黄精、炆远志等[7-8]。目前,未见炆远志化学成分与毒性关系的研究报道。
图1 远志中的皂苷类成分结构式Figure 1 Structural formula of saponins in P.tenuifolia
本文以炆远志为研究样品,与生远志、制远志进行对比研究,选用远志原型皂苷类成分中含量较高的远志皂苷B为代表,以及远志酮Ⅲ、3,6′-二芥子酰基蔗糖酯、细叶远志皂苷、远志酸为检测指标,分析远志炆制过程各成分之间的变化规律;并针对具有毒性的远志皂苷B变化情况,采用小鼠小肠上皮隐窝细胞(IEC-6细胞)为模型,以IC50和可间接反应机体组织细胞受氧自由基攻击的严重程度的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)为指标[9-12],比较3者对胃肠道的毒性,研究炆远志化学成分变化与毒性之间的关系。
1 材料与仪器
1.1 材料
远志药材:批号 Y068-201204、Y068-201206、Y068-201210,由江西建昌帮药业有限公司提供,经江西中医药大学付小梅教授鉴定为远志科植物远志(PolygalatenuifoliaWilld.)的干燥根。
小鼠小肠上皮隐窝细胞系(IEC-6细胞),购自中乔新舟生物公司。
DMEM高糖培养基(Solarbio,批号:12100);胎牛血清(ExCell Bio,批号:FSP500);PBS磷酸盐缓冲液(0.01 mol/L,pH 7.2-7.4,Solarbio,批号:P1020);0.25%胰蛋白酶-EDTA消化液(Solarbio,批号:T1300);二甲亚砜(DMSO,POWER CELL,批号:O1028A);Cell Counting Kit-8(meilunbio,批号:MA0218-3-Mar-05G)。丙二醛(malondialdehyde,MDA)试剂盒(批号:A003-1-2)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)试剂盒(批号:A006-2-1)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)试剂盒(批号:A001-3-2)均购自南京建成生物工程研究所。3,6′-二芥子酰基蔗糖酯(批号:20021903,纯度≧98.0%)、远志酮Ⅲ(批号:YRY144-200401,纯度≧98.0%)、细叶远志皂苷(批号:PS000954,纯度≧98.0%)、远志皂苷B(批号:35906-36-6,纯度≧98.0%)、远志酸(批号:110796-201922,纯度>99.2%)对照品均购自中国食品药品检定研究院。
1.2 仪器
LC-20AT高效液相色谱仪(日本岛津公司);KQ-250DB型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);AB104-N万分之一天平(瑞士梅特勒-托利多公司);AUW2200十万分之一电子分析天平(日本岛津公司);Milli-Q超纯水仪(美国Millipore公司);恒温电热套(常州国华公司);SpectraMax I3多功能酶标仪(MD,USA美国);BA410生物显微镜(厦门Motic公司);二氧化碳恒温培养箱(NAPCO)。
2 方法
2.1 炮制品的制备
生远志:取远志药材,洗净,去除远志木质心,
2.2 远志酮Ⅲ、3,6′-二芥子酰基蔗糖酯和细叶远志皂苷的含量测定
采用2020年版《中国药典》“远志”项下的方法。
2.3 远志皂苷B、远志酸的含量测定
2.3.1 色谱条件 色谱柱:Agilent Eclipse XDB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);以乙腈(A)-0.05%甲酸溶液(B)为流动相,梯度洗脱(0~5 min,85%~75%B;5~10 min,75%~65%B;10~50 min,65%~53%B);检测波长:210 nm;流速:1.0 mL/min;进样量:10 μL;柱温:30℃。
2.3.2 对照品溶液的制备 取远志皂苷B、远志酸对照品适量,精密称定,分别加70%(体积分数,下同)甲醇制成每1 mL含1 mg远志皂苷B、0.2 mg远志酸的溶液,即得。
2.3.3 供试品溶液的制备 取生远志(Y068-201204、Y068-201206、Y068-201210)按“2.1”项下炆远志炮制工艺进行炮制,分别于炆制过程中的不同时间点进行取样。精密称取各远志样品粉末约0.5 g,精密加入70%甲醇25 mL,称定质量,超声提取30 min,放冷,称定质量,用70%甲醇补足减失的质量,过滤即可。
2.3.4 测定方法 分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10µL,注入液相色谱仪,测定,即得。
2.4 细胞毒性试验
称取生远志、制远志及炆远志,精密加入70%甲醇提取2次,减压浓缩回收溶剂后,真空干燥制得干膏。分别精确称定生远志、制远志及炆远志干膏加入适量DMSO溶解,制成质量浓度为30 mg/mL(按饮片计)母液。远志皂苷B用DMSO溶解,制成10 mg/mL的母液,实验时再以含有10%胎牛血清的DMEM高糖培养液(以下简称为完全培养基)进行等比例稀释,得各所需浓度稀释液,用于小鼠小肠上皮隐窝IEC-6细胞毒性试验。
2.4.1 CCK-8测定细胞抑制率 将小鼠小肠上皮隐60℃烘箱鼓风干燥,即可。
制远志:参照2020年版《中国药典》项下方法炮制。取甘草,加适量水煎汤,去渣,加入净远志,用文火煮至汤吸尽,取出,干燥,即得制远志[3]。
炆远志:取净远志和甘草,一同放入炆药罐内,加入温水(45~50℃)适量,上盖,将罐移至围灶内,堆放干糠于四周,点火加热,炆制16 h,至罐内汁水吸尽,取出,筛去甘草,65℃干燥至半干后,取出拌入药汁,待药汁吸尽后继续干燥,即得炆远志[13]。该炮制方法由江西建昌帮药业提供。窝细胞IEC-6在含10%FBS的高糖DMEM中于37℃、5%CO2培养箱中进行常规培养。试验分为对照组(含有细胞的未给药组)、空白组(不含细胞的未给药组)、不同炮制工艺的远志样品组和远志皂苷B组。参照文献[12-15],取对数生长期的IEC-6细胞,调整细胞密度为 5×105个/mL,每孔 100 μL接种于96孔板中,置于恒温培养箱中培养,隔天取出,弃去上清液,分别于细胞中加入以上稀释至不同浓度的生远志、制远志、炆远志及远志皂苷B单体药液,每个浓度6个复孔;同时设置未加药液的对照组。将处理好的细胞置于CO2培养箱中培育24 h。取出,分别加入CCK-8试剂200 μL,继续培养1 h后停止,在450 nm波长处进行测定,计算细胞抑制率及IC50值。
2.4.2 细胞中MDA、SOD、GSH的测定 根据细胞抑制试验结果,分别设置生远志、制远志、炆远志及远志皂苷B单体的高、中、低3个浓度组及对照组(含有细胞的未给药组)、空白组(不含细胞的未给药组)。取对数生长期的IEC-6细胞,调整细胞密度为1.2×106个/mL,每孔2 mL接种于6孔板中,置于5%CO2恒温培养箱中培养。隔天取出,弃去上清液,加入预配置的样品溶液,同时设置对照组,每组6个复孔,将处理好的细胞置于CO2培养箱中培育24 h。将培养好的细胞,根据试剂盒说明书进行样品前处理及MDA、GSH、SOD的测定[5-7]。
3 结果及讨论
3.1 远志炆制过程及远志不同炮制品的含量测定
远志皂苷B、远志酸的含量测定方法学考察结果显示,远志皂苷B及远志酸的线性回归方程分别为y=2 793.80x+22 348.71、y=4 662.78x+2 830.06,线性范围分别为 15.47~494.90 μg/mL、6.31~201.88 μg/mL,相关系数分别为0.997 6、0.999 6。精密度试验RSD值分别为0.13%、2.99%(n=6),稳定性试验RSD 值分别为 1.32%、0.83%(n=6),重现性试验RSD值分别为0.81%、1.18%,平均加样回收率分别为98.97%和98.55%、RSD值分别为0.93%和1.21%。以上结果表明远志皂苷B、远志酸含量测定方法可行,符合要求。
对3批次炆远志炮制过程中的5个成分的变化进行检测,并与制远志进行比较。结果见表1、图2-4。
图2 生品及不同炮制品中远志酮Ⅲ及3,6-二芥子酰基蔗糖酯含量测定HPLC图谱Figure 2 Chromatogram of determination of polyxanthoneⅢand 3,6-dicarinoacyl sucrose ester in crude P.tenuifolia and different processed product by HPLC
图3 生品及不同炮制品中远志皂苷B及远志酸含量测定HPLC图谱Figure 3 Chromatogram of determination of polygenin B and polygenic acid in crude P.tenuifolia and different processed product by HPLC
图4 生品及不同炮制品中细叶远志皂苷含量测定HPLC图谱Figure 4 Chromatogram determination of polygala saponin in crude P.tenuifolia and different processed product by HPLC
表1 5种化学成分的含量测定结果Table 1 Content determination of five chemical compositions(n=3) w/%
3.2 细胞抑制率试验
通过体外培养小鼠小肠上皮隐窝细胞IEC-6,以抑制率和IC50为指标,考察生远志、制远志、炆远志及远志皂苷B单体在不同浓度下的细胞毒作用,见表2。结果表明,各组药物都显示出了明显的细胞毒作用,且呈明显剂量依赖关系;但在同一浓度下,制远志的细胞抑制率小于生远志,差异有统计学意义(P<0.05),炆远志的细胞抑制率明显低于生远志和制远志,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01);同时,生远志、制远志、炆远志及远志皂苷B单体的IC50值依次为0.423、0.699、1.386、0.039 mg/mL。综合抑制率和IC50值可以看出,3种远志对细胞的毒性顺序为生远志>制远志>炆远志。
表2 生远志、炆远志、制远志及远志皂苷B的细胞抑制率Table 2 Inhibition rate of crude P.tenuifolia,stewed P.tenuifolia,processed P.tenuifolia and polygala saponin B on cells(±s,n=6)
表2 生远志、炆远志、制远志及远志皂苷B的细胞抑制率Table 2 Inhibition rate of crude P.tenuifolia,stewed P.tenuifolia,processed P.tenuifolia and polygala saponin B on cells(±s,n=6)
与生远志各浓度组比较:*P<0.05,**P<0.01;与制远志各浓度组比较:▲P<0.05,▲▲P<0.01。
组别生远志ρ/(mg·mL-1)2 1 IC50/(mg·mL-1)0.423 95%的可信区间0.357~0.501 0.5 0.25 0.125 0.062 5制远志2 1 0.6990.610~0.803 0.5 0.25 0.125 0.062 5炆远志2 1 1.3861.317~1.431远志皂苷B 0.5 0.25 0.125 0.062 5 0.632 0.326 0.161 0.083 0.044 0.022细胞抑制率/%99.577±1.860 79.983±1.450 66.071±0.983 51.864±0.731 35.995±0.820 18.295±0.601 99.851±1.415 83.700±1.050*68.330±0.713*49.641±0.571*34.478±0.840*24.070±0.451**80.195±1.755**▲▲65.337±0.880**▲▲54.230±0.753*▲▲44.559±0.881**▲▲34.532±0.460 22.152±0.803**▲97.521±1.420 87.070±1.150**▲70.517±1.283**65.641±0.811**▲▲51.842±1.680**▲▲41.251±0.851**▲▲0.0390.031~0.049
采用在远志原型皂苷中含量相对较高的远志皂苷B进行比较。生远志中含有与远志皂苷B为代表的原型远志皂苷含量较高,IC50值最小,毒性最大。而炆远志中含有的远志皂苷B含量最少,IC50值最大,毒性较小。
3.3 MDA、GSH、SOD指标的测定
据文献报道,丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)的含量高低可间接反应机体组织细胞受氧自由基攻击的严重程度,即MDA的值越大,SOD及GSH的值越小,毒性越大[9-11]。因此选择MDA、SOD、GSH进行测定,来进一步探讨炆制“减毒”的原因。
从表3可见:与对照组比较,生远志、制远志、炆远志的各组细胞GSH和SOD的含量明显降低(P<0.01),MDA含量明显增加(P<0.01);与生远志组比较,制远志和炆远志各组的GSH及SOD的含量均显著增加(P<0.01),MDA 的含量显著降低(P<0.01),说明生远志经过炮制后的制远志、炆远志毒性显著降低;与制远志进行比较,炆远志各档次浓度组的GSH及SOD的含量均显著增加(P<0.01),MDA的含量显著降低(P<0.01),说明炆远志毒性与制远志比较显著降低;远志皂苷B单体对MDA、SOD、GSH的含量变化与生远志、炆远志和制远志的变化相反,证明其具有较强的胃肠道毒性。
表3 生远志、炆远志、制远志及远志皂苷B对GSH、SOD、MDA的影响Table 3 Effects of crude P.tenuifolia,stewed P.tenuifolia,processed P.tenuifolia and polygala saponin B on GSH,SOD and MDA(±s,n=6)
表3 生远志、炆远志、制远志及远志皂苷B对GSH、SOD、MDA的影响Table 3 Effects of crude P.tenuifolia,stewed P.tenuifolia,processed P.tenuifolia and polygala saponin B on GSH,SOD and MDA(±s,n=6)
与对照组比较:*P<0.05,**P<0.01;与生远志各浓度组比较:▲P<0.05,▲▲P<0.01;与制远志各浓度组比较:■P<0.05,■■P<0.01。
组别对照生远志ρ/(mg·mL-1)0 2 1 0.5制远志2 1 0.5炆远志2 1远志皂苷B 0.5 0.161 0.083 0.044 GSH/(μmol·g-1)96.346±9.531 36.121±0.20**46.527±0.528**56.399±0.347**46.321±0.293**▲▲56.572±0.43**▲▲66.504±0.492**▲▲60.255±0.243**▲▲■■72.173±0.63**▲▲■■84.273±0.382**▲▲■■10.209±0.603**▲▲■■14.294±0.45**▲▲■■16.371±0.523▲▲■■SOD/(μmol·g-1)831.071±12.434 380.486±5.025**442.168±8.513**500.310±7.941**400.341±10.530**▲▲460.636±11.904**▲520.165±12.070**▲560.378±10.460**▲▲■■634.384±8.364**▲▲■■696.834±9.240**▲▲■■105.400±9.342**▲▲■■122.592±1.412**▲▲■■157.291±2.457**▲▲■■MDA/(μmol·g-1)10.334±0.870 70.783±9.202**60.354±8.289**50.275±0.350**60.167±5.135**50.257±1.752**40.376±1.457**▲▲44.791±5.685**▲■34.474±1.142**▲▲■■24.426±1.787**▲▲■■34.417 ±6.134**▲▲■■30.271±1.127**▲▲■■25.435±1.346**▲▲■■
4 小结
远志中原型皂苷类成分(如远志皂苷B)既是远志祛痰镇咳、抗痴呆和脑保护的活性成分,也是对胃肠道刺激的毒性成分[1-4,17-19]。此类成分因炮制受热,糖苷键断裂,水解为毒性较低的细叶远志皂苷等成分,导致含量降低,从而降低胃肠道毒性。本文通过比较原型皂苷类中含量较高远志皂苷B的含量大小,结果显示生远志>制远志饮片>炆远志饮片。推测原因是由于炆法炮制需加热炮制16 h,时间长,而制远志炮制时间是几小时,时间较短,导致炆远志中远志皂苷B含量更低。另外,从IEC-6细胞胃肠道毒性试验结果可见,IC50和MDA、GSH、SOD的含量变化,均表明毒性大小为生远志>制远志>炆远志。推测远志皂苷B含量的降低为远志胃肠毒性减小的原因之一,该结果可为炆远志的炮制提供参考,为炆远志的“减毒”效应提供一定的科学依据。