黄精多糖的理化性质及免疫调节作用的研究

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目的:黄精作为一种药食两用中药,其主要的药效成分为黄精多糖。本文通过研究黄精多糖的优化提取工艺,并对提取的黄精多糖进行理化性质的分析,以期为基于黄精多糖的产品的质量控制及其标准的制订奠定基础。在此基础上制备质量标准可控的试验用黄精多糖注射液,体外试验研究黄精多糖对猪肺泡巨噬细胞免疫功能的影响;体内试验是在使用环磷酰胺构建免疫抑制动物病理模型的基础上,探索黄精多糖注射液对处于免疫抑制病理过程的小鼠和雏鸡各项免疫功能指标的影响,以期确证黄精多糖的免疫调节药理作用,并为将黄精多糖开发为免疫调节剂提供理论依据。方法:(1)黄精多糖优化提取工艺的研究。在单因素试验的基础上,通过正交试验对黄精多糖的提取工艺进行优化,探究提取时间、提取次数、温度和料液比对黄精多糖提取率的影响。(2)黄精多糖理化性质的分析。测定黄精多糖的含量并通过薄层色谱法、HPLC、GPC等方法,对黄精多糖的分子量分布范围、单糖的组成和比例等指标进行分析。(3)试验用黄精多糖注射液的制备和有关物质检测。制备黄精多糖注射液,并按照2015年版《中国兽药典》对有关物质进行检测,明确黄精多糖注射液的质量控制标准。(4)黄精多糖对猪肺泡巨噬细胞免疫功能的影响。采用MTT法、中性红试验探索黄精多糖对细胞增殖能力和吞噬能力的影响,并研究黄精多糖对IL-1、IL-6、IFN-β和TNF-α分泌量的影响。(5)黄精多糖注射液对免疫抑制病理模型小鼠免疫功能的影响。以BALB/c小鼠为实验动物,采用80 mg/kg.bw腹腔注射环磷酰胺构建免疫抑制病理模型,检测50 mg/kg.bw、100 mg/kg.bw和200 mg/kg.bw低、中、高三个剂量的黄精多糖注射液对免疫抑制病理模型小鼠生长性能、脏器指数和血清中Ig A、Ig G、Ig M、IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ含量的影响。(6)黄精多糖注射液对免疫抑制病理模型雏鸡免疫功能的影响。以雏鸡为实验动物,黄芪多糖注射液为阳性对照药物,在构建免疫抑制病理模型基础上,所有雏鸡于14 d接种鸡新城疫疫苗,并分别于14、18、25、32 d时检测肌内注射不同剂量黄精多糖注射液(10 mg.kg-1、20 mg.kg-1、40 mg.kg-1、80 mg.kg-1、160mg.kg-1)对雏鸡脏器指数、血清中Ig A、Ig G、Ig M分泌量和新城疫抗体效价的影响。结果:(1)黄精多糖的最佳提取工艺条件为:选用干燥的非炮制黄精饮片投料,按照料液比1:15的比例加水浸泡0.5 h后,在80℃下提取2 h,共提取3次,将溶液进行浓缩、使用95%的醇溶液醇沉,过滤收集沉淀物并经干燥处理后获粗制黄精多糖,再采用氯仿-正丁醇(5:1)溶液脱蛋白,活性炭法进行脱色,取滤液浓缩后向浓缩液中加入95%乙醇,使浓缩液的醇浓度达到80%,收集沉淀物并干燥,即得精制黄精多糖。(2)黄精多糖是一种易溶于热水的多糖,精制后的多糖含量为57.27%,含蛋白质0.38%(考马斯亮蓝法)。薄层色谱分析的结果表明,黄精多糖水解液与甘露糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖在相同位置显示相同颜色的斑点。HPLC结果表明,黄精多糖由6种单糖组成,分别为:甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖,其含量分别为0.35%、0.13%、0.66%、4.82%、0.93%、0.18%。GPC法测定黄精多糖的分子量主要分布于2900~10000 Da范围内。(3)黄精多糖注射液为淡黄色澄明液体,pH值5.93,其多糖含量为11.12mg/m L,未检出蛋白质,其他树脂、生物活性、溶血性等有关物质检查和安全性检查结果均符合2015年版《中国兽药典》中关于注射液的相关规定和要求。(4)MTT试验结果表明,黄精多糖浓度在1.25μg.m L-1~250μg.m L-1范围内时,能够极显著性刺激PAM的增殖(p<0.01)并成剂量依赖关系,能够使细胞数量增多,体积变大,50μg.m L-1~1000μg.m L-1的黄精多糖对猪肺泡巨噬细胞吞噬中性红的能力均有极显著增强(p<0.01)并能够促进IL-1、IL-6、IFN-β和TNF-α细胞因子的分泌,50μg.m L-1的黄精多糖溶液对IL-1的分泌已有极显著增强作用(p<0.01),250μg.m L-1的黄精多糖对IL-6和TNF-α分泌的增强作用最明显,在50μg.m L-1~1000μg.m L-1浓度范围内,IFN-β分泌量与黄精多糖浓度呈正相关。(5)与正常组相比,模型组小鼠的免疫球蛋白Ig A、Ig M和细胞因子IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ的水平均极显著降低(P?0.01);与模型组相比,黄精多糖低剂量组小鼠血清中Ig M、Ig A、IL-6水平极显著升高(P?0.01),IFN-γ、IL-4水平显著升高(P?0.05);中剂量组小鼠血清中Ig A、Ig M和IFN-γ水平极显著升高(P?0.01),IL-2水平显著升高(P?0.05);高剂量组小鼠血清中IL-2、Ig G、IFN-γ水平显著升高(P?0.05),Ig A、Ig M水平极显著升高(P?0.01)。另外,黄精多糖还改善了由于注射环磷酰胺所引起的小鼠体重下降和饮食量减少的症状,提高了免疫抑制状态小鼠的胸腺指数,降低了脾脏指数,其中黄精多糖高剂量组的胸腺指数为0.96±0.32 mg/g,中剂量组和高剂量组的脾脏指数分别为6.24±0.92 mg/g、6.2±1.41 mg/g,都与模型组有极显著性差异(P?0.01)。(6)与模型组相比,黄精多糖各剂量组雏鸡的脾脏指数、法氏囊指数和胸腺指数在不同检测时间均有所升高;其中,14 d时黄精多糖给药组4(80 mg.kg-1)和给药组5(160 mg.kg-1)雏鸡的脾脏指数极显著增高(P<0.01),胸腺指数显著增高(P<0.05);18 d时,给药组1(10 mg.kg-1)的胸腺指数显著增高(P<0.05),给药组5(160 mg.kg-1)的法氏囊指数显著增高(P<0.05);25 d时,给药组5(160mg.kg-1)的脾脏指数和法氏囊指数均显著增高(P<0.05);给药组2(20 mg.kg-1)的胸腺指数显著增高(P<0.05)。在对免疫球蛋白的影响中,模型组雏鸡在不同检测时间段的Ig A、Ig M和Ig G水平均有所下降,其中,14、18、25日龄时三个免疫球蛋白水平极显著降低(P<0.01),与模型组相比,黄精多糖注射液各剂量组雏鸡在不同检测时间段的三个免疫球蛋白水平均有所升高。另外,不同检测时间段的模型组雏鸡的新城疫抗体效价水平与正常组相比均有所下降但无显著性差异,黄精多糖各剂量组雏鸡的新城疫抗体效价水平在14、18、32 d时均高于模型组,18日龄时,给药组1(10 mg.kg-1)、给药组2(20 mg.kg-1)的新城疫抗体效价水平显著升高(P<0.05),给药组3(40 mg.kg-1)的新城疫抗体效价水平极显著升高(P<0.01);32日龄时,给药组2(20 mg.kg-1)的新城疫抗体效价水平极显著升高(P<0.01)。结论:以正交试验法优化的水提醇沉工艺提取黄精多糖的提取率为32.58%,精制黄精多糖含量为57.27%;黄精多糖的分子量主要分布于2900~10000 Da范围内,主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸组成。黄精多糖注射液各项目下检测结果均符合2015年版《中国兽药典》中关于注射液的相关规定和要求。黄精多糖能够激活猪肺泡巨噬细胞,促进其增殖分化和对中性红的吞噬作用,促进细胞培养液中细胞因子的分泌。黄精多糖注射给药可调节免疫抑制病理模型小鼠和雏鸡的脏器指数,促进处于免疫抑制状态下的小鼠和雏鸡血清中免疫球蛋白和细胞因子的分泌,并能够提高免疫抑制病理模型雏鸡接受新城疫疫苗免疫后的抗体效价水平。研究结果显示,黄精多糖具有增强免疫的作用,研究结果为将黄精多糖进一步开发为免疫增强剂用于保健和免疫抑制性疾病的防治奠定了科学基础。
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