薯蓣皂苷类化合物体外抗肿瘤作用的研究

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1、1薯蓣皂苷类化合物体外抗肿瘤作用的研究x 作者：马朋 曹同涛 刘栋 姜涛 王慧林 【摘要 】 目的 探讨薯蓣皂苷类化合物的体外抗肿瘤作用。方法 用酸性磷酸酶法分别检测五种薯蓣皂苷对人源性肝癌 BEL7404 细胞株体外生长的抑制作用。结果 五种薯蓣皂苷对所试肿瘤细胞株的体外生长皆有一定的抑制作用，尤其是薯蓣皂苷 5 对肝癌细胞的生长抑制作用较强，抑制率达到 90%以上。结论 体外实验表明五种薯蓣皂苷皆具有一定的抗肿瘤细胞生长作用，其中具有末端 半乳糖基的薯蓣皂苷 5 抗肿瘤细胞毒活性最高。 【关键词】 薯蓣皂苷；酸性磷酸酶法；抗肿瘤 【Abstract】 Objective To examin

2、e antitumor activity of dioscins on tumor cell line in vitro.Methods Acid phosphatase assay(APA) was adopted to detect in vitro the effects of these drugs on the growth of tumor cell line.Results Five kinds of dioscins had inhibitory effects on tested tumor cell line. Especially,the growth inhibitor

3、y ratio of dioscin 5 on BEL7404 cell line reached above 90%, which was highest among them. Conclusion Our results revealed that the five kinds of dioscin had potent inhibitory effects on BEL7404 cell line with different degree. Dioscin 5,which has 2galactosyl at the terminal, showed the strongest cy

4、totoxicity on the growth of tumor cell line among them. 【Key words】 dioscin, acid phosphatase assay(APA), antitumor effect 薯蓣皂苷（dioscin）属于甾体皂苷，水解可以得到薯蓣皂苷元（diosgenin，Dio ） ，Dio 是合成甾体激素和口服避孕药的原料，主要存在于薯蓣科、蔷薇科、石竹科等植物的根茎中，其中尤以薯蓣科含量最多。近年来随着分离提取技术的不断发展，多种薯蓣皂苷被分离出来，并不断发现其新的生物活性，特别是在抗肿瘤、免疫调节、抗炎、降血脂、抗艾滋病等方面的作

5、用引起了人们的重视1 ，为了更好的认识薯蓣皂苷的药用价值，本研究采用 5 种薯蓣皂苷类化合物对人源肝癌 BEL7404 细胞株进行抗肿瘤筛查，探讨其体外抗肿瘤作用。 1 材料与方法 1.1 主要仪器及试剂 超净工作台（苏净集团生产） 、二氧化碳培养箱（Hereus 公司） 、EL311 酶标免疫检测仪（BioTek 公司） 、相差倒置显微镜（Olympus 公司） 。薯蓣皂苷类化合物其衍生物由中国科学院生态研究环境中心生物技术室提供，DMSO 购自中国医药集团上海试剂公司，阳性对照药顺铂由齐鲁制药厂生产。 1.2 细胞株 所用细胞株引自北京师范大学生命科学院，本室保存。 1.3 药物溶液的配制

6、 薯蓣皂苷类化合物以二甲基亚砜3（DMSO）溶解，加入细胞前用培养液稀释至 0.110 g/ml，其中 DMSO 最高浓度为 0.1。阴性对照为 0.1DMSO。阳性对照组加入顺铂，最终作用浓度为 14 g/ml。 1.4 酸性磷酸酶法（APA）细胞敏感性筛选实验 细胞传代至对数生长期后，经胰酶EDTA 液消化，制成细胞悬液，按 1103/孔的密度接种于 96 孔板。培养 24 h 后待细胞完全贴壁后实验组加入先用 DMSO 溶解、再经 RPMI1640 培养液稀释至终浓度为110 gml-1 的薯蓣皂苷；空白对照组加入 RPMI1640 培养液；溶剂对照组加入经同样稀释的溶剂，含 0.01%

7、0.1%DMSO 。实验中每个浓度设 8 个平行孔，作用 72 h 后参考文献报道的酸性磷酸酶法（APA） 2经 EL311 酶联免疫检测仪在 405 nm 波长处测定吸光度 OD 值，空白孔调零，实验重复三次，取平均值。 1.5 统计处理 所得数据以均数标准差表示，采用 SPSS 10.0统计分析软件包进行统计学处理。 2 结果 2.1 薯蓣皂苷作用后对 BEL7404 细胞形态的影响 BEL7404细胞生长 72 h 后, 光镜下观察, 未给药组细胞贴壁并呈梭形或多边形生长, 细胞数目多, 铺满整个瓶底, 细胞生长状态较好。薯蓣皂苷高剂量组细胞贴壁状况不好, 部分细胞漂浮在培养液中, 细胞

8、数目较对照组少。培养液中漂浮有细胞碎片, 少数细胞呈圆形贴壁, 细胞生长缓慢, 高倍镜下可见细胞内颗粒物质。 2.2 细胞敏感性筛选 经体外 APA 法检测筛选，薯蓣皂苷类化合4物对肿瘤细胞生长的抑制作用见表 1。薯蓣皂苷 1、2 对人肝癌细胞株 BEL7404 的有效浓度从 1 g/ml 开始，薯蓣皂苷 3、4 的有效浓度分别从 4 g/ml、6 g/ml 开始，但薯蓣皂苷 14 在所用药物浓度中对肿瘤细胞生长的最大抑制率均为 50%以下。人肝癌细胞株 BEL7404 对薯蓣皂苷 5 较为敏感，药物起效浓度为 2 g/ml，其最大抑制率可达到 90%以上。表 1 薯蓣皂苷类化合物对BEL74

9、04 细胞的增殖抑制活性比较 浓度 (gml-1)A405nm 值 注：与空白对照相比, *P0.05, P0.001 3 讨论 当今很多抗肿瘤药物由于开发和原料的关系，费用高昂，其广泛普及受到限制。毒副作用小、成本较低的天然来源活性抗肿瘤药物越来越受到青睐。以北京市为例，植物性抗肿瘤药在抗癌药物中销售量已居首位3 。薯蓣皂苷是自然界中分布很广的一种天然有机化合物，原料来源广泛，价格低廉。近年来薯蓣皂苷的一些生物活性，特别是在抗肿瘤、免疫调节、抗炎、降血脂、抗艾滋病等方面的作用引起了人们的重视。 目前已发现很多薯蓣皂苷对多种肿瘤细胞都具有抑制作用或强烈的毒性4，5 ，如从植物柴姜黄（Diosc

10、orea collettii var. hypoglauca）中分离出的薯蓣皂苷、薯蓣皂苷元 A 和纤细皂苷对子宫癌、K562、BEl7402 、HL60 等癌细胞株有明显杀伤作用6 。从百合科百合属 Lilium speciosum X.L nobiissium 中分离得到的 27CH2OHMGMe 薯蓣皂苷元3OL 鼠李吡喃5糖基(12)O D 葡萄吡喃糖基(14)OD 葡萄吡喃糖苷在 5 g/ml 浓度下抑制活性为 40.3%，是 laxogenin 活性的10 倍多6 。Hu 等 7从薯蓣属柴姜黄中分离到的Protodioscin (NSC698 796)体外试验对 60 种人的癌细胞

11、具有细胞毒性，其中对白血病、肠癌和前列腺癌细胞最为敏感。 由于肝癌是国内发病率较高的一类肿瘤，故本研究 5 种薯蓣皂苷对人源性肝癌细胞株 BEL7404 的体外抗肿瘤作用进行检测，结果表明 5 种薯蓣皂苷对所选用的肝癌细胞株均有一定的增殖抑制作用。薯蓣皂苷 1、2 对人肝癌细胞株 BEL7404 的有效浓度从 1 g/ml 开始，薯蓣皂苷 3、4 的有效浓度分别从 4 g/ml、6 g/ml开始，但薯蓣皂苷 1 4 在所用药物浓度中对肝癌细胞生长的最大抑制率均为 50%以下。人肝癌细胞株 BEL7404 对薯蓣皂苷 5 较为敏感，药物起效浓度为 2 g/ml，其最大抑制率可达到 90%以上。构

12、效关系分析表明，薯蓣皂苷 5 的末端 半乳糖基可提高其抗肿瘤细胞毒活性。深入研究薯蓣皂苷的抗肿瘤作用，从中筛选新的抗癌药物无疑是一个很有实际意义的课题。 【参考文献】 1 王晓鹏,陆羡.薯蓣皂苷生物活性研究新进展J. 国外医学中医中药分册, 2004 ,26 (3) :138141. 2 陈学清，杨晓鸥，潘国宗，等. 酸性磷酸酶法在体外化疗药物筛选中的应用J.癌症,1998,17(6):477478. 63 王佩,李玉珍, 齐有利.植物类抗肿瘤药成为市场主导J.首都医药,2003,10(5):3334. 4 Zengli Yu, Wenjie Li, Fuyun Liu. Inhibition

13、 of proliferation and induction of apoptosis by genistein in colon cancer HT29 cellsJ .Cancer Letters, 2004, 215(2):159166. 5 Gu G, Du Y, Linhardt RJ. Facile synthesis of saponins containing 2,3branched oligosaccharides by using partially protected glycosyl donorsJ.J Org Chem，2004，69(16):5497500. 6

14、Hu K, Yong AJ , Yan XS ,et al. Antineoplastic agents; I. Three spirostanol glycosides from rhizomes of Dioscorea collettii var. hypoglaucaJ .Planta Medica,1996,62 (1) :573575. 7 Hu K, Yao X. Protodioscin (NSC698 796): its spectrum of cytotoxicity against sixty human cancer cell lines in an anticancer drug screen panel J.Planta Med，2002 ,68(4):297301.