姜黄素的生物代谢产物在小鼠体内减少及葡萄糖醛酸结合研究
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姜黄素药理活性的研究进展关键词:姜黄素 活性姜黄素(curcumin ,二阿魏酰基甲烷) 是从姜科姜黄属植物姜黄、莪术、郁金等的块根或根茎中提取精制得到的一种酚类色素,是一种天然的食品添加剂,是姜黄发挥作用的主要活性成分。
姜黄素可溶于甲醇、乙醇、碱、醋酸、丙酮和氯仿等有机溶剂,微溶于苯和乙醚,不溶于水,是一种光敏性很强的物质, 需避光保存。
其分子式为C 21H 20O 6, 结构见图1 。
图1 姜黄素结构式近年的研究表明,姜黄素在抗肿瘤、抗炎、抗氧化、降血脂、抗动脉粥样硬化、抗HIV 、抗菌等方面有很好的药理作用, 而且姜黄素毒性低, 具有良好的临床应用潜力。
本文就姜黄素主要作用的研究进展作一综述。
1.抗肿瘤作用1985年印度的Kuttan 等[1]首次提出姜黄和姜黄素具有抗肿瘤作用的可能性。
自此以后, 众多学者对姜黄素抗肿瘤作用及其机制做了大量的研究, 证实了姜黄素可以抑制多种肿瘤细胞系的生长。
美国国立肿瘤研究所已经将姜黄素列为第3 代癌化学预防药物,且已进入临床试验阶段[2]。
1.1 抗肝癌的作用实验证实姜黄素具有体外抑制肝癌细胞的作用,孙军[3]通过姜黄素作用于人肝癌细胞株BEL- 7402 的实验研究证实,姜黄素可通过蛋白酶体途径减少人肝癌细胞HIF- 1α蛋白的表达。
并且有学者根据姜黄素的药理特性及各种剂型的药代动力学特点,提出将较大剂量姜黄素与碘化油混合进行肝脏肿瘤的介入治疗[4]。
厉红元等[5]报道了姜黄素可抑制肝癌细胞QGY 的生长。
其抑瘤率与药物浓度和作用时间呈依赖关系。
72h 的中效浓度(IC50)为49.50μmol/L ,流式细胞仪分析证实姜黄素能使QGY 细胞聚积在S 期,电镜观察发现姜黄素可导致细胞变性,坏死,诱导细胞凋亡。
Chen 等[6]发现它可以抑制某些与入侵相关的基因的表达,包括基质金属蛋白酶14 (MMP14),神经元细胞结合分子,以及整合素Alpha 6 和Alpha 4;且可在mRNA 和蛋白水平上降低MMP14 的表达和MMP12 的活性。
分析检测富硒酵母姜黄素组合物对小鼠酒精性肝损伤的研究栾金玲1,3,朱娅敏2,陈智仙1,梁秋元2,程 倩1,3*(1.农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室,湖北宜昌 443003;2.宜昌市营养健康食品工程技术研究中心, 湖北宜昌 443003;3.酵母功能湖北省重点实验室,湖北宜昌 443003)摘 要:目的:观察姜黄素、富硒酵母和姜黄素联合富硒酵母组对酒精中毒小鼠的保护作用。
方法:将喂养的小鼠均匀分为空白组、模型组、姜黄素组、富硒酵母组和姜黄素联合富硒酵母组,连续灌胃30 d,观察小鼠肝损伤情况并检测甘油三酯(Triglyceride,TG)、丙二醛(Malonaldehyde,MDA)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)等指标。
结果:与模型组相比,姜黄素组及姜黄素联合富硒酵母组小鼠肝脏指数下降,且差异具有显著性;各剂量组小鼠肝脏MDA水平明显下降,急性酒精灌胃后,姜黄素组、富硒酵母组及姜黄素联合富硒酵母组小鼠的肝脏TG水平较模型组显著降低,具有显著性差异;各样品组小鼠肝脏病理得分有所下降,脂肪面积占比显著降低,具有显著性差异。
结论:姜黄素和富硒酵母对酒精导致的肝损伤具有协同作用,补充姜黄素和富硒酵母能通过对抗氧化应激和脂质过氧化损伤,有效地改善酒精导致的肝损伤。
关键词:富硒酵母;姜黄素;肝损伤;小鼠Study on the Effect of Selenium Enriched Yeast Curcumin Combination on Alcoholic Liver Injury in MiceLUAN Jinling1,3, ZHU Yamin2, CHEN Zhixian1, LIANG Qiuyuan2, CHENG Qian1,3*(1.National Key Laboratory of Agricultural Microbiology, Yichang 443003, China;2.Yichang Engineering Technology Research Center of Nutrition and Health Food, Yichang 443003, China;3.Hubei Provincial Key Laboratory of Yeast Function, Yichang 443003, China)Abstract: Objective: To observe the protective effects of curcumin, selenium-rich yeast and curcumin combined with selenium-rich yeast compositions on mice with alcoholism. Method: The mice were evenly divided into blank group, model group, curcumin group, selenium-rich yeast group and curcumin combined with selenium-rich yeast group. After 30-day administration, the content of triglycerides (TG), malondialdehyde (MDA), glutathione (GSH) and other indexes were determined. Result: Compared with the model group, the liver index of mice in the curcumin group and the curcumin combined with selenium enriched yeast group decreased significantly, and the difference was significant; The MDA levels in the liver of mice in each dose group significantly decreased. After acute alcohol administration, the TG levels in the liver of mice in the curcumin group, selenium enriched yeast group, and curcumin combined with selenium enriched yeast group were significantly reduced compared to the model group, with significant differences; The liver pathological scores of each sample group of mice decreased, and the proportion of fat area significantly decreased, showing significant differences. Conclusion: Curcumin and selenium rich yeast have a synergistic effect on alcohol induced liver damage. Supplementing curcumin and selenium rich yeast can effectively improve alcohol induced liver damage by combating oxidative stress and lipid peroxidation damage.Keywords: selenium enriched yeast; curcumin; liver damage; mouth作者简介:栾金玲(1990—),女,湖北襄阳人,硕士,工程师。
(1)[转载]介绍姜黄素介绍姜黄素·阿乡·读了饶毅先生在“新语丝”上发表的《中药的科学研究丰碑》一文中对青蒿素和三氧化二砷的论述后不久,就获悉了屠呦呦先生因青蒿素的研究得奖的消息。
近日来,又看到围绕着青蒿素以及延伸到对中药和中药研究,网上展开了很热闹的讨论。
这些讨论让人们清楚地看到一个事实:中药的开发和研究之路,必须遵循现代科学的方法,和经受现代科学的评判标准。
笔者在此向读者介绍另一种与中药有关的药物:姜黄素。
这是因为现在网上已有很多有关姜黄素治疗各种疾病的信息,但这些信息非常混杂,让人读了感到困惑,有必要将这些信息整理一下,希望通过本文让已经听说过姜黄素的朋友更了解姜黄素,也希望完全没听说过姜黄素的朋友知道什么是姜黄素。
另外,人们从姜黄素这个例子中也可以再次看到,一个中药或天然药物开发的必由的现代化之路。
姜黄素是目前受世界各国科学家非常关注的一个药物,也是世界各国花大量人力财力来开发和研究的一个药物。
近二十年来,已有约4,500篇有关姜黄素的论文在世界各类科学杂志上发表。
在大量的有关姜黄素的研究和发表的论文中,中国科学家的贡献仅占了很有限的份额。
而各国科学家们在他们论文的引言部分,很多人都会提到姜黄素和中药(Chinese medicine)的关系,提到中国人从古代就开始使用中药姜黄来治疗各种疾病的例子。
这些论文涵盖了姜黄素在很多方面的药理作用:如抗氧化,抗炎,防癌抗癌,神经保护如抗老年痴呆症和抗儿童自闭症,修复和保护肝功能,抗病毒如抗艾滋病,抗心血管疾病,抗自身免疫疾病,等等。
2007 年,美国最权威的国家卫生机构(NIH)批准姜黄素用于对付四个病的临床实验:直肠癌,胰腺癌,老年痴呆和多发性骨髓瘤。
随后,乳腺癌和骨关节炎等多种疾病的临床实验也被陆续批准实施。
一,什么是姜黄素:姜黄素的英文叫做Curcumin,是从植物姜黄(Curcuma longa)的块茎中提出来的一种黄色粉末。
姜黄素与运动能力的研究进展作者:彭妹英王斌来源:《体育师友》2015年第06期摘 ;要:姜黄素是从中药姜黄中提取的酚类化合物,不仅具有抗氧化作用、抗炎作用和抗癌症作用,还可延长运动时间,提高运动能力,加快运动损伤的修复等功能。
现就对姜黄素的功效及其机理,以及姜黄素对运动能力的影响进行综述。
关键词:姜黄素;运动能力;研究进展中图分类号:G807.3 ; ; 文献标识码:A ; ; ; DOI:10.3969/j.issn.1006-1487.2015.06.022姜黄素是一种具有邻-二羟基基团的酚类化合物,其分子式为主链不饱和脂族及芳香族基团。
姜黄素水溶性差,尤其在中性至碱性pH值条件下不稳定,分解产生阿魏酰甲烷和阿魏酸,易溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、碱液和氯仿等有机溶剂,受可见光和紫外线影响,会发生光降解[1]。
研究人员对补充姜黄素改善人和动物的运动能力进行了大量尝试。
现就姜黄素的生理生化功能及与运动相关的研究加以综述。
1 补充姜黄素的吸收及代谢姜黄素作为天然食品添加剂,也被卫生部批准为可用于保健食品的原料,研究证实其安全无毒,人类口服的安全剂量高达8000mg/天。
胡春生[2]等按照《保健食品检验与评价技术规范》对人体进行试食试验检,受试者服用姜黄素含量为43.0g/100g的内容物的胶囊,0.35g/粒,每次2粒,每日2次,服用158d后,发现试食前后各项安全性指标均在正常范围内,且未发现明显不良反应,这说明姜黄素对人体无明显副作用。
实验表明,试食组血清超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)活力分别较试验前提高5.50%、6.95%,血清MDA降低1.07%,证实其增强了受试者的抗氧化系统。
在给大鼠口服400毫克姜黄素后,大约吸收60%的剂量[3]。
Radha K[4]等实验发现大鼠口服不同剂量的姜黄素后,肠道吸收较差,大约75%被排出的粪便,而胆汁中有11%,只有少量出现在尿液。
姜黄素的生理作用List of all pages for 姜黄素的生理作用姜黄素的生理作用及其在水产养殖中的应用前景李东玲吴承力胡成武(广州市科虎生物技术研究开发中心,广东,广州,510450)近年来,我国的集约化养殖业发展迅猛,与此同时也暴露出一个严峻的问题:对动物营养、生理、病理和生态等方面的基础理论和应用技术研究滞后于产业的发展,缺乏充分的科学指导,以致生产中经常出现强化投饲、滥施药物、饲料营养组成不平衡以及添加变质(如酸败油脂和霉变原料)或禁用成份(如某些激素和抗生素)等诸多问题,造成动物病害频繁发生,其中以损伤肝脏和诱发肝脏病变为特征的疾病危害甚大。
动物肝脏病变中最常见和最主要的表现形式是脂肪肝,尤以营养性脂肪肝危害最突出。
脂肪肝是一种可以由多种诱因引起的疾病,同时也是多种肝脏疾病发展中的一个病理过程,是最常见的弥漫性肝病之一,以肝细胞内甘油三酯蓄积过多为主要病理改变。
其原因是多方面的:饲料中营养过剩(如蛋白质含量过高、脂肪或糖类含量过高)、某些营养成分缺乏(如胆碱、磷脂、蛋氨酸、维生素E、维生素B12等)、抗营养因子和毒素的影响、脂肪氧化、长期的滥用或过量使用抗生素和化学合成药物等。
动物营养性脂肪肝在各养殖鱼类中已广泛存在,在生产中常常能够看到“油肚鱼”、“大肚鱼”和鱼体畸形等现象。
淡水鱼中的鲤、鲫、草鱼、加州鲈、塘鲺容易出现脂肪肝的现象, 而海水鱼的脂肪肝现象则相当普遍,如军曹鱼、真鲷、牙鲆、大黄鱼等。
脂肪肝的出现严重影响了鱼的生长,而且鱼肉的品质和风味的下降还严重影响到了鱼的商品价值。
同时,肝脏是动物体内主要的代谢器官,其损伤或者病变往往导致水产动物机体代谢机能紊乱和抗病力降低,极易造成继发传染性疾病的爆发和综合症的肆虐,严重威胁着集约化养殖业的持续健康发展。
目前防治肝脏疾病的主要还是依靠应用抗生素类药物,这一方法在带来巨大经济效益的同时也具有许多弊端,如抗生素破坏动物体内正常微生物菌群,造成微生态平衡失调,引发内源性感染和二重感染;促进耐药菌株增加,使治疗用药更加困难;抗生素在畜产品(肉、蛋、奶等)中的残留,威胁人类健康。
姜黄素对S180小鼠体内抗肿瘤作用的实验研究赵东利;谢小卫;李明众;王书文【期刊名称】《西安交通大学学报(医学版)》【年(卷),期】2007(28)1【摘要】目的研究姜黄素对小鼠移植性肿瘤S180的生长抑制作用,并探讨其可能的作用机制.方法 30只S180小鼠随机分为生理盐水组(空白对照组)、环磷酰胺组(阳性对照组)及姜黄素组.观察:①各组抑瘤率;②各组小鼠胸腺及脾脏指数;③光镜下各组小鼠瘤细胞生长及病理形态变化情况;④各组凋亡细胞积分及凋亡细胞形态.结果①姜黄素组的抑瘤率为68.32%,阳性对照组的抑瘤率为70.43%,与空白对照组比较,两组的抑瘤率均明显升高(P<0.01).②姜黄素组小鼠的胸腺指数与空白对照组比较无明显降低(P>o.05),但阳性对照组与其他两组比较明显降低(P<0.05);三组小鼠脾脏指数无显著性差异(P>0.05).③光镜下姜黄素组和阳性对照组瘤细胞生长、浸润程度、核分裂、血管数目较空白对照组明显减少(P<0.05),而坏死程度、脾小体数及巨核细胞数较空白对照组明显增多(P<0.05).④甲基绿-派洛宁染色结果显示姜黄素组的凋亡细胞积分明显高于其他两组(P<0.05);电镜观察姜黄素组瘤细胞较其他两组异染色质增多,核膜不完整,线粒体肿胀,核染色质溶解,有的形成凋亡小体.结论体内动物实验及形态学观察表明姜黄素能有效抑制体内S180小鼠肿瘤细胞的生长,诱导肿瘤细胞的凋亡,而对于免疫器官胸腺则无影响.【总页数】5页(P70-73,82)【作者】赵东利;谢小卫;李明众;王书文【作者单位】西安交通大学医学院第一附属医院肿瘤放疗科;陕西省肿瘤医院放疗科,陕西西安,710061;西安交通大学医学院第一附属医院肿瘤放疗科;西安交通大学医学院第一附属医院肿瘤放疗科【正文语种】中文【中图分类】R73-3【相关文献】1.砂生槐种子水提物对S180荷瘤小鼠体内抗肿瘤作用 [J], 贺学强;郭君2.穿心莲内酯对S180小鼠体内抗肿瘤作用的研究 [J], 覃华;张琰;韩艳;杜小燕;王茹3.蛹虫草子实体胶囊对S180小鼠抗肿瘤作用的实验研究 [J], 董祺;高志惠4.地胆草三萜提取物对S180小鼠体内抗肿瘤作用的实验研究 [J], 廖建华;5.中药仙鹤复方水提取物对S180肉瘤和H22肝癌细胞在小鼠体内的抗肿瘤作用研究 [J], 袁学文;陈毓杰;叶立新因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
姜黄素 PLGA -TPGS纳米粒在小鼠体内的药效学研究孙晓红;李德壮;高萌;郭佳毅;赵丹凤;巩童童;迟焙元;刘航;田燕【期刊名称】《大连医科大学学报》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】Objective To investigate the in vivo therapeutic effects on ascitic hepatocarcinoma cell strain with high metastasis potential in lymphatic system (HCa-F) solid tumors in mice with curcumin (CM)-loaded polylactic-co-glycolic-D-α-tocopherol polyethylene glycol 1000 succinate acid nanoparticles ( CPTN ) .Methods HCa-F cells were inoculated into mice's armpit to form of liver cancer solid tumor model.Drug was intravenously injected by normal saline,empty PTN,curcu-min solutions ( CS) ,fluorouracil solutions ( FS) and CPTN respectively once a day for consecutive seven days.After the treat-ment,solid tumors were taken,measured diameter and weighed,determine CM mass in tumors,embedded in paraffin and sec-tioned.The slices were stained by HE to comprehensively evaluate the combination therapy of CPTN for the treatment of solid tumors.Results For 7 days treatment, tumor volume growth of CPTN group and FS group were significantly slower than the normal saline (blank control) group (P<0.05), CM mass of CPTN group were significantly higher than that of CS group (P<0.01).Inhibition rate of the CPTN group could reach more than 60%, and the slice stained with HE of CPTN group shows that almost all cells lost nuclei and broke into fragments with fuzzy edge.The results indicatedCPTN got the best effect against liver cancer.Conclusions Results of pharmacodynamic tests in vivo showed that CPTN had a good effect for liver canc-er,and treatment of the mice in CPTN group was better than FS group.%目的:考察姜黄素PLGA-TPGS纳米粒( curcumin-loaded PLGA-TPGS nanoparticles,CPTN)体内对荷小鼠腹水型肝癌高淋巴道转移细胞HCa -F实体瘤的抑制作用。
姜黄素的研究进展及其抗肿瘤作用概况冯为;胡林峰【摘要】介绍姜黄素的相关物理化学性质,并对其在抗肿瘤方面的药用研究进展进行了综述.【期刊名称】《中国现代药物应用》【年(卷),期】2011(005)013【总页数】2页(P117-118)【关键词】姜黄素;抗肿瘤【作者】冯为;胡林峰【作者单位】311100,杭州余杭区星桥街道社区卫生服务中心;浙江中医药大学生命科学学院【正文语种】中文姜黄作为中药最早记载于《唐本草》,距今有1300多年的历史。
姜黄素(Curcumin)是从姜黄的根茎中提取出来的一种脂溶性酚类色素,是一种天然的食品添加剂,是姜黄发挥作用的主要活性成分,具有破血行气、通经止痛的功能。
姜黄素几乎不溶于水,受可见光紫外线影响易发生光降解。
经过多年的研究发现姜黄素具有多种药理活性,如:抗炎、抗氧化、抗诱变、抗凝、降血脂、抗动脉硬化等,尤其对肿瘤细胞有明确的抗肿瘤作用。
笔者就姜黄素及其抗肿瘤作用作一概述。
1 姜黄素的理化特征姜黄素分子式为C21H20O6,分子量368.37,密度0.93,熔点183℃,折射率1.4155-1.4175。
主链为不饱和脂族及芳香族基团,易溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯和碱液中,不溶于水,微溶于苯和乙醚。
碱性条件呈红褐色,酸性条件呈浅黄色,可与金属离子,尤其与铁离子形成螯合物或受氧化而导致变色。
耐还原性、着色力强,对蛋白质着色较好。
是一种光敏性很强的物质,需避光保存,在425nm波长附近有最大吸收峰。
姜黄素在高温或强酸、强碱环境中稳定性较差;蔗糖、麦芽糖、Zn2+、Fe2+、Fe3+对姜黄素有增色作用;苯甲酸钠、柠檬酸、酒石酸、Cu2+可使姜黄素褪色;维生素C、Na+、K+、Mg2+对姜黄素无明显影响[1]。
2 姜黄素的代谢姜黄素的血药浓度低,生物利用度不高,口服后约有89%以原形随粪便排出体外,16%随尿液排出体外,可能与其吸收、代谢有关。
姜黄素在小肠吸收时有生物转化(与葡萄糖醛酸,硫酸结合,还原为四氢姜黄素和六氢姜黄素),但结合和还原的比例还不明确[2]。
姜黄素抗病毒作用研究进展范世珍1,王文杰2,于波海1(1.广州中医药大学深圳医院,广东深圳518034;2.黑龙江中医药大学附属第二医院,黑龙江哈尔滨150001)[关键词] 姜黄素;病毒感染doi :10.3969/j.issn.1008-8849.2020.24.027[中图分类号] R282.740.7 [文献标识码] A [文章编号] 1008-8849(2020)24-2734-03[通信作者] 于波海,E -mail :yubohai@ [基金项目] 黑龙江省自然科学基金项目(H2018055);广东省中医药局科研项目(20191293);深圳市福田区卫生公益性科研项目(FTWS2018068) 姜黄素为一种多酚类复合物,来源于印度调料姜黄根。
它属于姜科植物家族,产自东南亚[1],1910年姜黄素的化学结构被确定,1913年开始人工提取[2]。
姜黄素具有亲脂性特征,在水溶液中溶解度低、稳定性差等特征。
姜黄素广泛使用在中医、中药中,在治疗感染、外伤、肿瘤和抵抗微生物及病毒中发挥作用。
姜黄素由于具有抗氧化、抗原生动物等特性,因而在多种疾病中发挥重要作用[3-4]。
许多病毒感染性疾病目前还缺乏有效的治疗策略,普遍的抗病毒药物的耐药现象,昂贵的抗病毒治疗费用[5]。
另外,抗病毒治疗的耐受性差以及治疗过程中存在安全隐患问题也日益突出[6]。
姜黄素由于具备多种生物活性,已经引起学者的高度重视。
1 姜黄素与HIV人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency vi⁃rus,HIV)即艾滋病(获得性免疫缺陷综合征,AIDS)病毒,是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒(Lentivirus),属逆转录病毒。
病毒基因组长末端重复序列(viral long terminal repeat,LTR),与病毒的毒力和复制能力直接相关。
抑制LTR 活性是抗病毒药物阻断HIV -1复制有效途径[7]。
212第13卷 第2期 2011 年 2 月辽宁中医药大学学报JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY OF TCMVol. 13 No. 2 Feb .,20111 抗肿瘤作用姜黄素的抗肿瘤作用于1985年由印度学者Kuttan 首次提出,姜黄素的抗肿瘤作用被国内外学者逐渐重视。
姜黄素可以用于预防和治疗肿瘤,对多种肿瘤细胞的产生、增殖、转移均有抑制作用。
如结肠癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、前列腺癌、皮肤癌、白血病等。
姜黄素可以作为抗突变剂和抗癌剂,美国国立肿瘤研究所已将其列为第3代癌化学预防药,姜黄素的抗肿瘤作用已经成为国内外学者的研究热点。
1.1 抑制结肠癌的作用 姜黄素对结肠癌发生、发展的各个阶段均有抑制作用。
Goel [1]认为COX-2对结肠癌的发生具有重要作用,姜黄素的作用机制就是显著抑制mRNA 及COX-2的蛋白表达。
1.2 抑制乳腺癌的作用 霍红梅等[2]用不同浓度的姜黄素作用于乳腺癌细胞株MCF-7细胞,结果证实,姜黄素具有剂量依赖的抗氧化与促氧化双重作用,不同浓度的姜黄素通过对乳腺癌细胞内氧化还原状态的调节参与了其抗肿瘤细胞增殖作用的机制。
1.3 姜黄素联合肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TNF-related apoptosis -inducing ligand,TRAIL)对肺癌细胞株A549生长抑制率和对细胞凋亡相关因子表达的影响,结果表明肺癌A549细胞对TRAIL 耐受时,姜黄素可能通过线粒体和非线粒体凋亡途径增加TRAIL 的敏感性。
1.4 抑制前列腺癌 姜黄素可下调前列腺癌细胞株PC3(p53null)的癌基因(MDM2)蛋白及mRNA,并呈时间和剂量依从性,增强肿瘤抑制基因p21Wafl/CIPI 的表达。
研究者推测下调MDM2基因有可能是姜黄素具有防癌和治癌作用的新机制[3]。
姜黄素药理作用研究进展郑玉强,邓立普(南华大学附属南华医院,湖南 衡阳 421002)摘 要:姜黄素(curcumin)是从姜科姜黄属植物姜黄、莪术、郁金等的根茎中提取的一种天然有效成分,可溶于甲醇、乙醇、碱、醋酸、丙酮和氯仿等有机溶剂,大量研究证明,姜黄素具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、清除自由基、抗微生物以及对心血管系统、消化系统等多方面药理作用。
姜黄素通过调节HMGB1/NF -κB 通路对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用研究王 琛1,赵小建2,孟 哲1,李海禹1,桑海强1摘要 目的:探讨姜黄素对大鼠心肌缺血再灌注损伤(MI/RI )的保护作用及可能机制㊂方法:100只健康8周龄Sprague -Dawley 大鼠采用随机数字表法分为假手术组㊁模型组㊁地尔硫组㊁姜黄素组,每组25只㊂H9c2细胞分为对照组㊁缺氧/复氧组㊁姜黄素组㊂采用冠状动脉结扎法构建大鼠MI/RI 模型,H9c2心肌细胞缺氧/复氧体外模拟MI/RI ㊂采用BL -420S 生物功能实验系统采集心电图(ECG )测量值;四唑盐(MTT )法测定H9c2细胞活性;酶联免疫吸附测定法(ELISA )测定血清和细胞上清液中的炎性细胞因子水平;苏木精-伊红(HE )染色及2,3,5-三苯基氯化四唑(TTC )观察损伤的心肌组织情况㊂蛋白质免疫印迹法(Western Blot )检测高迁移率族蛋白B1(HMGB1)/核转录因子-κB (NF -κB )通路相关蛋白水平㊂结果:TTC 染色结果显示,姜黄素组心肌灰色改变较模型组少,地尔硫组与姜黄素组心肌组织病理学无明显差异;苏木精-伊红(HE )染色结果显示,姜黄素组心肌组织纤维排列尚规则,无明显出血㊁水肿等改变,炎性细胞数量较少,地尔硫组与姜黄素组心肌组织病理学则无明显差异㊂与假手术组比较,模型组ST 段明显抬高(P <0.05);与模型组比较,姜黄素组ST 段明显降低(P <0.05)㊂地尔硫组与姜黄素组ST 段比较,差异无统计学意义(P >0.05)㊂与对照组比较,缺氧/复氧组㊁姜黄素组H9c2细胞活力降低(P <0.05);与缺氧/复氧组比较,姜黄素组H9c2细胞活力明显升高(P <0.05)㊂与假手术组比较,模型组㊁地尔硫组㊁姜黄素组大鼠血清白细胞介素(IL -)6㊁IL -1β㊁肿瘤坏死因子-α(TNF -α)㊁肌酸激酶(CK )㊁乳酸脱氢酶(LDH )水平,HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白水平明显升高(P <0.05);与模型组比较,地尔硫组㊁姜黄素组大鼠血清IL -6㊁IL -1β㊁TNF-α㊁CK ㊁LDH 水平,HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白水平明显降低(P <0.05)㊂与对照组比较,缺氧/复氧组㊁姜黄素组H9c2细胞上清液中IL -6㊁IL -1β㊁TNF -α㊁CK ㊁LDH 水平,HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白表达水平明显升高(P <0.05);与缺氧/复氧组比较,姜黄素组H9c2细胞上清液中IL -6㊁IL -1β㊁TNF -α㊁CK ㊁LDH 水平,HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白表达水平明显降低(P <0.05)㊂结论:姜黄素对大鼠心肌MI/RI 损伤有保护作用,其机制可能与其参与HMGB1/NF -κB 通路的调控有关㊂关键词 心肌缺血再灌注损伤;姜黄素;高迁移率族蛋白B1,HMGB1;核转录因子-κB ,NF -κB d o i :10.12102/j.i s s n .1672-1349.2023.11.009 Protective Effect of Curcumin on Myocardial Ischemia -reperfusion Injury in Rats by Regulating HMGB1/NF -κB Pathway WANG Chen,ZHAO Xiaojian,MENG Zhe,LI Haiyu,SANG HaiqiangFirst Affiliated Hospital of Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,Henan,China Corresponding Author SANG Haiqiang,E -mail:**************Abstract Objective:To investigate the protective effect of curcumin on myocardial ischemia reperfusion(MI/RI)injury in rats.Methods:A total of 100healthy 8-week -old Sprague -Dawley rats were divided into sham operation group,model group,diltiazem group and curcumin group by random number table method,with 25rats in each group.H9c2cells were divided into control group,hypoxia/reoxygenation(H/R)group,and curcumin group.The model of myocardial MI/RI rats was established by coronary ligation,and MI/RI was simulated in vitro by H/R of H9c2cardiomyocytes.Electrocardiogram measurements were collected by BL -420S Biologic Function Experiment system.The activity of H9c2cells was determined by MTT assay.The levels of inflammatory cytokines in serum and cell supernatant were determined by enzyme -linked immunosorbent assay (ELISA ).Hematoxylin -eosin (HE )staining and 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC)were used to observe the injured myocardium.Western Blot was used to detect high mobility group protein B1(HMGB1)/nuclear transcription factor -κB(NF -κB)pathway -associated protein levels.Results:TTC staining showed that the myocardial gray change of curcumin group was less than that of the model group.HE staining showed that the myocardial tissue fibers in curcumin group showed regular arrangement,without obvious bleeding,edema and other changes,and the number of inflammatory cells was pared with sham operation group,ST segment in model group was significantly elevated(P <0.05);compared with model group,ST segment in curcumin group was significantly decreased(P <0.05).Compared with control group,H9c2cell viability was decreased in H/R group and curcumin group(P <0.05),compared with H/R group,H9c2cell viability in curcumin group was significantly increased(P <0.05).Compared with sham operation group,serum levels of IL -6,IL -1β,TNF -α,CK,LDH,HMGB1,p -I κb α,and p -NF -κB p65protein in model group,diltiazem group,and curcumin group were significantly increased(P <0.05);compared with model group,serum levels of above indicators were significantly decreased in diltiazem group,and curcumin group(P <0.05).Compared with control group,the levels of IL -6,IL -1β,TNF -α,CK,LDH,HMGB1,p -I κb α,and p -NF -κB p65protein in H9c2cell supernatant in H/R group and curcumin group were significantly increased(P <0.05);compared with H/R group,the levels of above indicators in H9c2cell supernatant of curcumin group were significantly decreased(P <0.05).Conclusion:Curcumin shows a protective effect on MI/RI in rats,and its mechanism may be related to its regulation of HMGB1/NF -κB pathway Keywords myocardial ischemic -reperfusion injury;curcumin;high mobility group protein B1,HMGB1;nuclear transcription factor -κB,NF -κB 心血管疾病中的急性心肌梗死是全球死亡的首要原因,目前的主要治疗策略为保证罪犯动脉血运的及时重建以保护冠状动脉血流[1]㊂然而,除了直接的缺基金项目 河南省重点研发与推广专项(No.202102310191)作者单位 1.郑州大学第一附属医院(郑州450001);2.河南省人民医院(郑州450001)通讯作者 桑海强,E -mail :**************引用信息 王琛,赵小建,孟哲,等.姜黄素通过调节HMGB1/NF -κB 通路对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用研究[J ].中西医结合心脑血管病杂志,2023,21(11):1977-1983.血性损伤,血流的复灌也会对心肌组织造成损伤,称为心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemiareperfusion injury ,MI/RI )[2]㊂MI/RI 是急性心肌梗死病人预后的关键影响因素,并与心力衰竭的发生及12个月内的全因死亡率密切相关[3]㊂因此,预防及干预MI/RI 期间的心肌细胞死亡至关重要㊂MI/RI 期间心肌细胞稳态受损的确切机制尚未明确,涉及钙超载㊁炎症㊁细胞凋亡㊁自噬和氧化应激等多种机制的相互作用[4]㊂氧化/还原失衡介导的相关信号通路激活引起的氧化应激是早期MI/RI的重要病理过程[5]㊂此外,当梗死区域获得血运重建后,免疫细胞会识别梗死区域的坏死组织,进而激活免疫细胞内的炎症信号通路,引发炎症㊁氧化应激和细胞外基质成分沉积[6]㊂研究表明,在MI/RI期间,核因子-κB(NF-κB)信号通路被激活,启动心肌损伤相关基因的转录,尤其是炎症和凋亡蛋白,引发炎症级联反应从而加重MI/RI[7]㊂小檗碱可通过抑制高迁移率族蛋白B1(HMGB1)/Toll样受体4 (TLR4)/NF-κB通路的激活从而减轻MI/RI[8]㊂中药在心血管疾病的临床应用中具有很大优势[9-11]㊂姜黄素(curcumin,Cu)是一种从植物中提取出的酚类化合物,为姜黄等的根茎,属于姜科,具有抗炎㊁抗氧化㊁防治糖尿病等功效[12-14]㊂本研究通过建立大鼠MI/RI模型,探讨姜黄素在MI/RI中的调节功能及可能的作用机制㊂1材料与方法1.1仪器与试剂姜黄素(货号:HY-N0005)购自美国MCE生物科技公司㊂苏木精-伊红(HE)染色试剂盒购自北京索来宝科技有限公司㊂H9c2细胞系购自中国科学院细胞库㊂白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6,货号:ERC003)㊁白细胞介素-1β(IL-1β,货号:900-K91)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α,货号:ERC102a)试剂盒均购自欣博盛生物科技有限公司㊂肌酸激酶(creatine kinase,CK,货号:BC1145)㊁乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH,货号: BC0685)活性检测试剂盒均购自北京索莱宝生物公司㊂四唑盐(MTT)细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒购自碧云天生物公司㊂HMGB1抗体(货号:6893)㊁核因子抑制蛋白(inhibitor kappa B alphaI,IκBα)抗体(货号:4814)㊁p-IκBα抗体(货号:2859)㊁NF-κB p65抗体(货号:8242)㊁p-NF-κB p65抗体(货号:3033)试剂盒均购自Cell Signaling Technology公司㊂多功能酶标仪(Thermo Fisher Scientific公司,1410101),化学发光呈像仪(上海天能公司,Tanon5200),蛋白电泳转膜仪(上海天能公司,Tanon EPS600),全自动快速研磨仪(上海净信科技,Tissuelyser-96)㊂1.2实验动物健康8周龄Sprague-Dawley大鼠100只,体质量250~300g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司上海分公司,动物许可证号:SCXK (沪)2022-0007,饲养于(23ʃ2)ħ的空调房中,12h光照/黑暗循环㊂所有大鼠自由饮水饮食㊂1.3实验方法1.3.1动物模型的构建将100只大鼠采用随机数字表法分为假手术组㊁模型组㊁地尔硫组㊁姜黄素组,每组25只㊂除假手术组外,模型组㊁地尔硫组㊁姜黄素组大鼠均进行MI/RI模型的构建㊂大鼠腹腔注射10%水合氯醛(3mL/kg)麻醉,仰卧固定于动物手术台上㊂消毒后裸露皮肤,切开气管,连接呼吸机进行机械通气㊂左前胸脱毛消毒,沿左胸骨向肋间方向切开皮肤,露出心脏,在距主动脉根部3~5cm处,结扎左前降支诱导心肌缺血30min后再灌注120min㊂术后逐层关闭胸腔,肌内注射青霉素25000U㊂地尔硫组和姜黄素组于术前分别给予地尔硫10mg/kg和姜黄素300mg/kg灌胃,假手术组和模型组给予等量生理盐水灌胃,每日1次,连续灌胃7d㊂假手术组大鼠全部造模成功,模型组造模成功18只,地尔硫组造模成功17只,姜黄素组造模成功19只㊂1.3.2心电图检测采用BL-420S生物功能实验系统,在标准导联上获得造模7d后大鼠MI/RI心电图,计算各组大鼠ST段电压㊂1.3.3心肌梗死面积的测定处死大鼠并取出心脏,37ħ下用1%的2,3,5-三苯基氯化四唑(TTC)溶液在黑暗中染色10~15min,翻面后继续染色10~15 min㊂TTC与正常组织中的脱氢酶反应变红,而缺血组织中的脱氢酶活性降低而不能反应呈苍白色㊂拍照后利用Image Pro Plus软件计算梗死面积㊂1.3.4心脏病理变化的观察用生理盐水清洗心脏组织,用4%的多聚甲醛固定24h后常规脱水包埋,按4μm进行连续切片,固定于载玻片上,HE染色后光镜下观察㊂1.3.5细胞模型的构建取对数生长期生长的H9c2细胞,分为对照组㊁缺氧/复氧组㊁姜黄素组,每组至少3个复孔㊂其中,对照组细胞正常培养于37ħ,饱和有5%CO2㊁95%O2的培养箱中;缺氧/复氧组㊁姜黄素组细胞弃原培养液,用饱和有95%N2和5%CO2的缺氧液代替,于三相培养箱中连续曝气6h模拟缺氧,用饱和有95%N2和5%CO2的混合气体复氧㊂其中,姜黄素组于缺氧模型构建前30min于无血清培养基中加入浓度为20μmol/L的姜黄素构建模型㊂1.3.6MTT法测定细胞活力将H9c2细胞接种于96孔培养板中,待细胞生长良好并融合至80%左右时,每孔加入20μL的MTT(5mg/mL),连续培养4h 后,轻轻弃去上层液体,每孔加入100μL二甲基亚砜(DMSO),振荡10min后,采用多功能酶标仪检测各孔的吸光度A值(检测波长570nm)㊂1.3.7CK㊁LDH㊁IL-6㊁IL-1β和TNF-α的测定根据酶联免疫吸附测定法(ELISA)试剂盒说明书检测各组小鼠血清和细胞上清液中IL-6㊁IL-1β和TNF-α水平;采用酶活性检测试剂盒检测各组小鼠血清CK 和LDH 水平㊂1.3.8 HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白检测 采用蛋白质免疫印迹法(Western Blot )从裂解的心脏组织液和H9c2细胞中提取总蛋白进行HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白定量检测㊂将蛋白样品置于十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS -PAGE )中,将样品转移到聚偏二氟乙烯(PVDF )膜上㊂转膜后,将含有蛋白样品的试纸条置于5%的脱脂牛奶中,室温下封闭2h 后,一抗中4ħ孵育过夜㊂第2天,Tris -HCl 缓冲盐溶液(TBST 液)洗涤4次,每次10min ㊂将PVDF 膜置于二抗溶液中,在摇床上室温孵育2h 后,用TBST 洗涤4次,每次10min ㊂采用凝胶成像系统对蛋白条带进行均匀曝光和扫描并分析灰度值㊂1.4 统计学处理 采用SPSS 22.0软件进行数据分析㊂符合正态分布的定量资料以均数ʃ标准差(x ʃs )表示,采用t 检验㊂以P <0.05为差异有统计学意义㊂2 结 果2.1 姜黄素对心肌梗死面积及组织病理学的影响 TTC 染色结果显示,假手术组大鼠心肌呈红色;模型组心肌前壁呈灰色;姜黄素组心肌灰色改变较模型组少,地尔硫组与姜黄素组心肌梗死面积无明显差异(见图1)㊂HE 染色结果显示,假手术组心肌排列较规则,横纹较清晰,结构较完整;模型组可见严重的心肌纤维断裂,部分心肌组织可见细胞核形态不规则,水肿㊁出血等改变,炎性细胞浸润增多;姜黄素组心肌组织纤维排列尚规则,无明显出血㊁水肿等改变,炎性细胞数量较少,地尔硫组与姜黄素组心肌组织病理学则无明显差异(见图2)㊂图1 各组大鼠心肌梗死面积比较(比例尺1ʒ50)图2 各组大鼠心肌组织病理变化比较(ˑ100)2.2 姜黄素对MI/RI 引起的ST 段的影响 与假手术组比较,模型组ST 段明显抬高,差异有统计学意义(P <0.05);与模型组比较,姜黄素组ST 段明显降低,差异有统计学意义(P <0.05)㊂地尔硫组与姜黄素组ST 段比较,差异无统计学意义(P >0.05)㊂详见表1㊂表1 各组大鼠MI/RI 引起的ST 段变化水平比较(x ʃs )单位:mV组别只数ST 段变电压假手术组250.080ʃ0.007模型组180.430ʃ0.027①姜黄素组190.220ʃ0.024②地尔硫组170.190ʃ0.023与假手术组比较,①P <0.01;与模型组比较,②P <0.01㊂2.3 姜黄素对H9c2细胞活力的影响 与对照组比较,模型组㊁姜黄素组H9c2细胞活力降低,差异有统计学意义(P <0.05);与缺氧/复氧组比较,姜黄素组H 9c2细胞活力明显升高,差异有统计学意义(P <0.05)㊂详见图3㊂与对照组比较,*P <0.01;与缺氧/复氧组比较,#P <0.01㊂图3 各组H9c2细胞活力比较2.4 姜黄素对炎性因子的影响 与假手术组比较,模型组㊁地尔硫组㊁姜黄素组大鼠血清IL -6㊁IL -1β和TNF -α水平明显升高,差异均有统计学意义(P <0.05);与模型组比较,地尔硫组㊁姜黄素组大鼠血清IL -6㊁IL -1β和TNF -α水平明显降低,差异均有统计学意义(P <0.05);地尔硫组与姜黄素组血清IL -6㊁IL -1β和TNF-α水平比较,差异均无统计学意义(P >0.05)㊂与对照组比较,缺氧/复氧组㊁姜黄素组H9c2细胞上清液中IL -6㊁IL -1β和TNF-α水平明显升高,差异均有统计学意义(P <0.05);与缺氧/复氧组比较,姜黄素组H9c2细胞上清液中IL -6㊁IL -1β和TNF -α水平明显降低,差异均有统计学意义(P <0.05)㊂详见图4㊁图5㊂与对照组比较,*P <0.01,与模型组比较,#P <0.01㊂图4 各组大鼠血清IL -6㊁IL -1β㊁TNF -α水平比较(A 为各组IL -1β比较;B 为各组IL -6比较;C 为各组TNF -α比较)与对照组比较,*P <0.01;与缺氧/复氧组比较,#P <0.01㊂图5 各组H9c2细胞上清液中IL -6㊁IL -1β和TNF -α水平比较(A 为各组IL -1β比较;B 为各组IL -6比较;C 为各组TNF -α比较)2.5 姜黄素对心肌标志酶的影响 与假手术组比较,模型组㊁地尔硫组㊁姜黄素组大鼠血清CK ㊁LDH 水平明显升高,差异均有统计学意义(P <0.05);与模型组比较,地尔硫组㊁姜黄素组大鼠血清CK ㊁LDH 水平明显降低,差异均有统计学意义(P <0.05);地尔硫组与姜黄素组大鼠血清CK ㊁LDH 水平比较,差异均无统计学意义(P >0.05)㊂与对照组比较,缺氧/复氧组㊁姜黄素组H9c2细胞上清液中CK ㊁LDH 水平明显升高,差异均有统计学意义(P <0.05);与缺氧/复氧组比较,姜黄素组H9c2细胞上清液中CK ㊁LDH 水平明显降低,差异均有统计学意义(P <0.05)㊂详见图6㊁图7㊂与假手术组比较,*P <0.01;与模型组比较,#P <0.01㊂图6 各组大鼠血清CK ㊁LDH 水平比较(A 为各组LDH 比较;B 为各组CK 比较)与对照组比较,*P <0.01;与缺氧/复氧组比较,#P <0.01㊂图7 各组H9C2细胞上清液中CK ㊁LDH 水平比较(A 为各组LDH 比较;B 为各组CK 比较)2.6 姜黄素对HMGB1/NF -κB 通路的影响 与假手术组比较,模型组㊁地尔硫组㊁姜黄素组大鼠HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白水平明显升高,差异均有统计学意义(P <0.05);与模型组比较,地尔硫组㊁姜黄素组大鼠血清HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白水平明显降低,差异均有统计学意义(P <0.05);地尔硫组与姜黄素组血清HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白水平比较,差异均无统计学意义(P >0.05)㊂与对照组比较,缺氧/复氧组㊁姜黄素组H9c2细胞中HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白表达水平明显升高,差异均有统计学意义(P <0.05);与缺氧/复氧组比较,姜黄素组H9c2细胞中HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65蛋白表达水平明显降低,差异均有统计学意义(P <0.05)㊂详见图8~图11㊂图8 各组大鼠心肌组织中HMGB1/NF -κB 通路相关蛋白表达条带图与假手术组比较,*P <0.01;与模型组比较,#P <0.01㊂图9 各组大鼠心肌组织中HMGB1㊁p -I κB α㊁p -NF -κB p65水平比较(A 为各组HMGB1比较;B 为各组p -NF -κB p65比较;C 为各组p -I κB α比较)图10各组H9c2细胞中HMGB1/NF-κB通路相关蛋白表达条带图与对照组比较,*P<0.01;与缺氧/复氧组比较,#P<0.01㊂图11各组大鼠H9C2细胞中HMGB1㊁p-IκBα㊁p-NF-κB水平比较(A为各组HMGB1比较;B为p-NF-κB p65比较;C为p-IκBα比较)3讨论缺血性心脏病,尤其是急性心肌梗死,是全球死亡的主要原因[15]㊂因此,针对缺血性心脏病及相关并发症的预防和治疗具有重要的临床意义㊂本研究结果显示,姜黄素干预可降低MI/RI大鼠的心肌酶和炎性因子水平,恢复MI/RI大鼠的ST段改变,并减轻心肌组织损伤,姜黄素对MI/RI的保护作用与抑制HMGB1/NF-κB信号通路的激活相关,提示姜黄素具有抗大鼠MI/RI作用㊂早期MI/RI发生的病理过程主要是由氧化/还原失衡导致相关信号通路的激活,而引发的氧化应激所介导的[16]㊂研究表明,姜黄素可通过调节线粒体自噬来减轻大鼠的脑缺血再灌注损伤[17];也可通过上调核因子E2相关因子(Nrf2)的RNA水平从而上调超氧化物歧化酶的表达来减轻氧化应激损伤[18]㊂也有研究表明,姜黄素可抑制内质网应激,减少细胞内活性氧的产生,减轻细胞凋亡从而改善MI/RI[19]㊂此外,姜黄素可通过抑制炎症反应㊁减少凋亡㊁改善氧化应激损伤来发挥抗MI/RI作用[20]㊂本研究结果显示,姜黄素可改善MI/RI模型大鼠心电图ST段改变,减少心肌梗死面积,降低心肌酶水平,缓解心肌组织病理损伤,并抑制MI/RI中相关炎症通路的激活㊂NF-κB信号通路作为最经典的炎症信号通路参与调控机体的免疫炎症反应㊂在缺氧/复氧诱导的H9c2细胞凋亡过程中,卡维地洛可通过抑制NF-κB通路来降低Bcl-2相关的凋亡蛋白的表达,从而抑制心肌细胞凋亡[6]㊂研究显示,在离体内皮细胞中,姜黄素可降低促炎转录因子NF-κB的DNA结合和转录活性从而抑制炎症信号通路的激活[21]㊂与上述研究类似,本研究结果发现,姜黄素可抑制NF-κB信号通路的激活,并下调其下游炎性因子的表达从而减轻MI/RI㊂HMGB1为存在于细胞核中的高度保守的转录因子,用于维持核小体结构和调节基因转录,后经证实其也是一种细胞因子,于细胞损伤时释放[22]㊂已研究表明,小檗碱可通过抑制HMGB1/TLR4/NF-κB通路的激活从而减轻MI/RI,提示HMGB1在MI/RI中的重要作用[8]㊂本研究结果也发现,姜黄素可阻断HMGB1/NF-κB 通路的激活,并可下调TNF-α㊁IL-1β和IL-6等促炎性细胞因子水平㊂在动脉粥样硬化的载脂蛋白E敲除小鼠模型中,姜黄素可通过下调内皮细胞上的黏附分子来减少巨噬细胞浸润从而减轻血管炎症最终改善动脉粥样硬化[23]㊂姜黄素还通过降低全身炎性细胞因子(如IL-6㊁TNF-α和C-反应蛋白等)的水平减轻动脉粥样硬化[24]㊂此外,姜黄素还可降低人血管平滑肌细胞中单核细胞趋化蛋白1的表达减轻动脉粥样硬化[25]㊂在本研究中,MI/RI大鼠血清和缺氧/复氧的H9c2细胞上清中TNF-α㊁IL-1β和IL-6水平升高,姜黄素干预可显著降低上述炎性细胞因子的水平㊂本研究证实了姜黄素在MI/RI中的保护作用,也初步探索了姜黄素发挥抗MI/RI作用的可能机制㊂但本研究只进行了初步的探索,姜黄素发挥抗MI/RI作用是否还通过其他作用机制,如抑制线粒体应激或抑制其他信号通路激活来抑制炎症反应仍需要进一步深入研究㊂此外,本研究未检测丙二醛㊁超氧化物歧化酶等的水平,未能证实姜黄素是否也可抑制氧化应激反应发挥抗MI/RI作用㊂综上所述,本研究结果表明,姜黄素可通过降低ST段抬高幅度,减少心肌缺血面积,降低心肌酶和炎性因子水平来减轻MI/RI,这种心肌保护作用可能是通过HMGB1/NF-κB通路介导的㊂参考文献:[1]REED G W,ROSSI J E,CANNON C P.Acute myocardial infarction[J].Lancet,2017,389(10065):197-210.[2]IBÁÑEZ B,HEUSCH G,OVIZE M,et al.Evolving therapies formyocardial ischemia/reperfusion injury[J].Journal of theAmerican College of Cardiology,2015,65(14):1454-1471. 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Songling s1210322姜黄素的生物代谢产物在小鼠体内减少及葡萄糖醛酸结合研究MIN-HSIUNG PAN, TSANG-MIAO HUANG, AND JEN-KUNLINInstitute of Biochemistry, College of Medicine, National Taiwan University, Taipei, Taiwan, Republic of China; Y ung-Shin PharmaceuticalInd.Co., Ta-Cha, Taiwan, Republic of China(Received March 17, 1998; accepted December 10, 1998)This paper is available online at 摘要姜黄素,存在于姜黄和咖喱中的黄色颜料,具有抗氧化和抗癌活动。
在本项研究中,我们考察了姜黄素在小鼠体内的药代动力学性质。
在腹腔注射给予小鼠0.1g/kg的姜黄素,在15min后血浆中姜黄素的量为2.25微克每毫升。
给药一小时后,在肠道,脾脏,肝脏和肾脏的姜黄素分别是177.04 ,26.06 ,26.90 ,7.51毫克/克。
在脑中存在的药物仅为0.41毫克/克。
为了阐明姜黄素的代谢产物的本质,由反相HPLC等离子体鉴定两个假定共轭物。
用β-葡萄糖醛酸苷酶的等离子体处理导致在这两个假定的共轭物浓度减少和随之而来的四氢姜黄素(THC )和姜黄素的出现。
为了研究这些葡萄糖醛酸化产物的体内过程,由电喷射分析血浆样品。
由二级质谱分析这些代谢物的化学结构,建议姜黄素第一个生物转化二氢姜黄素和THC ,随后这些化合物转换为与葡萄糖醛酸的共轭物。
由于THC是姜黄素的主要代谢产物,我们在不同的pH的条件下研究其稳定性。
THC的0.1M 的磷酸盐缓冲液中是非常稳定的。
此外,THC在0.1M磷酸盐缓冲液,pH值7.2(37℃)是更稳定。
这些结果与之前的发现,显示姜黄素葡萄糖醛酸结合物,二氢姜黄素葡萄糖醛酸结合物,THC葡萄糖醛酸结合物及THC是姜黄素在体内的主要代谢产物。
药用植物及其活性成分的使用,从传统医学预防和治疗慢性疾病。
在过去的十年中,大量的天然产品和膳食成分被作为潜在的化学预防剂来研究。
化学预防剂的应用癌症的预防和控制是有吸引力的,因为传统的治疗一直没有充分有效地打击各种形式的癌症的发病率或成活率低。
多酚类药物,存在于饮食中的化合物,目前正在深入评估作为潜在的癌症化学预防剂(Stoner和穆赫塔尔,1995年)。
姜黄林恩是几种药用植物之一,已吸引了科学家的兴趣。
这种植物姜黄粉末状的根茎,广泛用于食物中的颜色和味道的的调节。
它的黄颜色主要由姜黄素(diferuloyl甲烷)多酚类色素(Cooper等人,1994 )。
尽管姜黄素被认为有化学预防性,摄入后的分布研究不是很充分。
一些研究针对于在口服400,80,10mg的[3H]标记的姜黄素后药物的吸收,代谢及组织分布。
血浆的测定显示肠道只能吸收少量的姜黄素。
这些研究显示从肠道吸收的姜黄素发生转化,转化产物较姜黄素极性大且颜色浅。
研究表明,在静注后[3H]标记的姜黄素出现在胆汁中,胆汁中主要的标记物质是THC的葡萄糖醛酸结合物及姜黄素的氢化物。
之前的研究都没有HPLC来测定姜黄素的代谢产物,所以低浓度的代谢产物可能被忽略。
姜黄素在中性和碱性pH值下是不稳定的,并且是降解阿魏酸([ 4 - 羟基-3 - 甲氧基肉桂酸)]和4 - 羟基-3 - 甲氧基肉桂甲烷。
在我们的研究过程中,我们发现,超过90%的姜黄素能够快速地分解缓冲系统。
用分光光度法也发现姜黄素在pH7.4的缓冲溶液中会迅速分解。
尽管确切的代谢产物不是特别清楚,但是已经证明为氧化机制,因为存在抗氧化剂如抗坏血酸,N-乙酰半胱氨酸,或谷胱甘肽完全阻断姜黄素的降解。
在胃和小肠pH值是1和6之间姜黄素应该是稳定的,在这样的条件下姜黄素降解是极其缓慢的。
pH对于姜黄素的降解的影响还未阐明因此,虽然姜黄素的药代动力学性质及用药后分布有许多问题仍然存在。
为了进一步洞察其新陈代谢,我们研究了姜黄素口服或腹腔内注射后的代谢产物的生物转化的其特点。
我们使用了敏感的高效液相色谱法测定技术,因此,即使是少量的姜黄素和它的代谢产物可以被检测到。
由于THC是一个重要的姜黄素的代谢产物,我们还调查了在缓冲区不同pH值的溶液其稳定性。
材料与方法化学试剂。
姜黄素及其葡萄糖醛酸物从Sigma试剂公司购买。
实验动物。
姜黄素衍生物的制备姜黄素和四氢大麻酚的高效液相色谱分析在小鼠体内的药代动力学研究组织分布研究代谢产物的分离和鉴定制备的血浆样品的质谱分析四氢大麻酚的稳定性分析HPLC结果THC的HPLC色谱。
在姜黄素的1HNMR谱所有的烯烃质子中的1H NMR谱都缺失。
THC的HPLC谱出现了2个峰。
THC的HPLC 谱图随着流动相的pH变化而变化可能是因为THC的酮- 烯醇结构,通过氢键以形成一个六元环(图1)。
当流动相的pH在3.5-4.0之间出现一个宽峰。
这种现象可能反映快速转变之间的酮- 烯醇的β-二酮的THC。
当流动相的pH在6.0-7.0时,峰型变宽显示两个氢键连接为六元环结构。
这可能是由于无论是酮- 烯醇互变异构体结构的四氢大麻酚的能力,THC形成的b -二酮部分,如图1所示。
姜黄素的药代动力学性质。
当口服( 1.0克/公斤)姜黄素,在大鼠体内15min后可以被检测到,在1h达到峰浓度,在此后的6h 内血药浓度开始下降。
在腹腔注射0.1克/千克,15min时达到了峰浓度,并且在1小时内迅速下降,用HPLC检测葡萄糖醛酸的结合物,显示90%的姜黄素及85%的THC在血浆中与葡萄糖醛酸结合。
在腹腔注射最大浓度比口服给药的最大浓度的值高,显示姜黄素灌胃给药只有少量能吸收入血。
姜黄素的组织分布。
姜黄素腹腔给药1小时后在小鼠血浆,肝,肾,脾,脑,和肠子的分布,数据见表1。
血浆和脑组织呈姜黄素的唯一痕迹。
相应地,姜黄素1小时后浓度,在肠道内最高。
根据姜黄素浓度估计,在肝脏和脾脏为26.9%和26.06毫克/克。
β-葡萄糖醛酸酶水解的假定姜黄素结合物。
图4示出的反相HPLC的等离子体用β-葡萄糖醛酸苷酶处理后。
两个主要的代谢物P2,P4在3.30及5.18min时出峰。
姜黄素经β-葡糖苷酸酶的代谢后产物HPLC图谱见表F4。
β-葡萄糖醛酸苷酶存在的条件下,P2和P4进行水解有效为THC(P4 ,P4’)和姜黄素(P6)。
在腹腔给药1h后,HPLC发现游离和结合两种形式中的姜黄素。
姜黄素及其代谢产物用HPLC进行分离和收集。
由二级质谱来确证各代谢物的特点。
THC的稳定性研究。
反相HPLC用于研究在37℃下在磷酸盐缓冲液的各种pH值条件下THC的稳定性(图7)。
无论pH值怎样变化,THC在0.1 M的磷酸盐缓冲液存在8小时不分解。
我们还比较了在pH值7.2,0.1M磷酸盐缓冲液,姜黄素与的THC的稳定性。
在这些条件下,90%以上的姜黄素在37 ℃下4小时下稳定性下降的。
THC是非常稳定。
讨论早期研究姜黄素的组织分布以及在其吸收由外翻肠囊的体外研究表明姜黄素吸收过程中发生生物转化(Ravindranth和钱德拉塞卡拉,1982)。
口服给予大鼠1克/公斤的剂量时,约75%的姜黄素在粪便中排出,而只有痕量在尿中出现(Wahlstrom和Blennow ,1978年)。
口服[3H]姜黄素(0.6毫克/大鼠),导致约89%的放射性物质经粪便被排出体外,在尿液中的排泄量为6%。
腹腔给药,粪便排泄占73%,而胆汁排泄占11%(Holder等人,1978)。
鉴于姜黄素分子的高度亲脂性的,人们可能会期望体内脂肪中含有高比例的姜黄素。
姜黄素的肠道吸收差,代谢高,在肝脏和胆汁中迅速消除,使得它不可能在体内长时间存在。
在这项研究中,我们通过HPLC技术证实了姜黄素这些药代动力学性质的。
我们还用反相高效液相色谱法展示了pH值对THC的峰分离(图2)。
为确认姜黄素的结构,如图所示。
1和8所示,是酮- 烯醇构象。
这可能是它是如何存在于极性溶剂中,有利于酮- 烯醇互变异构体。
然而,在非极性溶剂中,该二酮互变异构体将占主导地位。
THC是姜黄素的主要代谢物之一,虽然其生物学功能有一些争议。
有文献报道,THC是一种较强的抗氧化在体外。
他们还建议,THC 也可能会出现与姜黄素的药理活性相同的药理活性,可能表现出母体化合物的性质。
正如我们上面提到的,一个主要部分姜黄素减少内源性还原酶系统,以逐步的方式,随后葡糖醛酸结合的UDP -葡萄糖醛酸转移酶(图8)虽然姜黄素是已知的抑制诱变,脂质过氧化作用,生成自由基的,很少有人知道药物产品在体内的代谢变化。
我们以前的研究表明,姜黄素在10%血清中比在磷酸盐缓冲溶液更稳定(Wang等人,1997)。
有趣的是,我们发现THC更稳定,比姜黄素在生理(pH值为7.2 )和基本的pH值的缓冲溶液。
THC在血浆中也很稳定。
这可能表明,作为衍生工具,如葡糖糖醛酸结合的姜黄素和THC是姜黄素在体内可能存在的形式。
最后,先前的研究的结果,连同研究结果呈现在这里,显示在姜黄素的生物转化过程中,姜黄素的生物代谢产物及THC的稳定性都发挥着重要作用。
更深一步的研究正在继续。