菊苣籽有效部位及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种菊苣籽的有效部位及其制备和用途,具体的说是从新疆毛菊苣籽中提取的降糖有效部位,作为治疗糖尿病药物及功能食品的用途。
背景技术
菊苣是一种用途广泛的植物,意大利居民用菊苣叶做蔬菜沙拉,味美可口,除此之外,菊苣更多是具有很多药用价值。
菊苣籽,按照中国药典,“菊苣”籽特指菊苣属植物菊苣(Cichorium intybus L.)或毛菊苣(Cichorium glandulosum Bioss.et Huet.)的干燥种子。菊苣种子系维吾尔族习用药材,为菊科植物毛菊苣Cichorium glandulosum Boiss.et Huet及菊苣Cichoriumintybus L.的种子。具有清肝利胆,健胃消食,利尿消肿的功效。用于湿热黄疸,胃痛食少,水肿尿少。
II型糖尿病是我国中老年人的常见慢性病。我国肥胖者中有30%患有2型糖尿病。由于II型糖尿病和肥胖均属于与生活方式密切相关的多基因遗传性疾病,其发病机制尚不十分明确。近来的研究表明,蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(protein tyrosine phosphatase 1B,PTP1B)可减弱胰岛素及瘦素信号转导,引起脂代谢异常,是导致胰岛素抵抗和肥胖的关键环节;同时,实验证明,PTP1B小鼠即使在致肥胖饮食条件下也未出现胰岛素抵抗和肥胖。由此引起人们对PTP1B抑制剂的广泛兴趣,PTP1B基因成为越来越引人注目的靶基因之一。蛋白质酪氨酸磷酸化是细胞代谢、信号传导及细胞周期调控的重要调节步骤。PTP1B属于蛋白质酪氨酸磷酸酶家族,该家族40余种磷酸酶都具有一个约240个氨基酸组成的同源序列,位于酶催化有效部位,以跨膜受体样蛋白和胞内酶形式存在,催化蛋白质酪氨酸去磷酸化反应。PTP1B通过对胰岛素受体激酶(insulin receptor kinase,IRK)或IRK活性片段的磷酸化酪氨酸残基去磷酸化作用对胰岛素信号传导进行负调节。国外正在筛选PTP1B抑制剂主要有两类:一类是PTP1B的底物类似物-磷酸酪氨酸多肽;另一类是芳基磷酸盐类小分子物质,但其还正在研发中,还没有用于II型糖尿病的临床治疗。钒酸钠作为PTP的有效抑制剂,其不具有选择性,也只能用于体外研究。因此,非肽类、非磷酸盐类PTP1B抑制剂的研究成为这一领域的热门。目前筛选PTP1B抑制剂最有效的策略就是以PTP的有效部位为靶点。因此,该研究用PTP1B的催化结构域进行抑制剂的筛选,以期获得可用于临床的、有效的、特异性的抑制剂。本发明直接针对PTP1B靶点进行筛选。
在国内外研究的已相当多的研究证实菊苣具有降血糖功能。北京中医药大学中药学院研制了菊苣胶囊,张冰等发现菊苣胶囊对糖尿病复合高脂兔血糖血脂及血尿酸有一定影响,作者采用四氧嘧啶静脉注射合高脂食饵的复台兔模型,观察菊苣胶囊对高血糖、高血脂模型兔血搪、血脂及血尿酸的影响。结果发现,菊苣胶囊在连续口服培药时,可降低模型动物第2周、第4周、第8周时空腹血糖、甘油三酯、总胆固醇水平,表明菊苣经化学提取后制成的胶囊剂可降低复合动物模型的血糖、血脂、血尿酸水平,具有改善代谢紊乱的多方面作用。
随后张冰又发现菊苣醇提取物对实验性高脂家兔的血液流变性有一定影响,作者采用复合高血糖高血脂兔模型,观察菊苣醇提取物对血液流变性的影响,结果发现,菊苣醇提物能降低全血、血浆粘稠度;降低模型动物红细胞沉降速率及血沉方程K值。
张冰还发现菊苣提取物对α-香树脂醇对高糖高脂环境中家兔主动脉平滑肌细胞膜微粘度及过氧化脂质有一定影响力,能明显降低高脂高糖模型细胞膜粘度、改善细胞流动性,降低培养液中LPO含量,两者之间作用强度无明显差异。
高云艳等采用四氧嘧啶高血糖模型大鼠、观察菊苣不同提取物对模型动物血糖、血总胆固醇(TC)及总甘油三酯(TG)的影响。结果得出菊苣醇提物对模型降低血糖、血TC及TG方面疗效优于水煮醇沉提取物。
郑红梅等将菊苣降血糖和降血脂的有效部位进一步缩小,通过对大鼠药理实验,发现菊苣正己烷提取物能降低四氧嘧啶大鼠血糖,对其胰岛素水平无显著影响,能降低高血脂大鼠血清总胆固醇、总甘油三脂、低密度脂蛋白含量,并能显著降低其全血粘度、血浆粘度、血浆纤维蛋白原含量。
在菊苣胶囊的对血糖影响的机理方面,张冰初步探讨了菊苣胶囊防治糖尿病的作用机理,他采用体内方法,通过对不同高血糖模型小鼠给药,实验结果发现,菊苣胶囊可显著降低四氧嘧啶及肾上腺素模型小鼠血糖含量,同时升高肾上腺素模型小鼠肝糖原含量。初步表明,菊苣胶囊降糖作用与胰外途径有关,尤其是与增加肝糖原含量、减少肝糖原分解作用有关。
郑红梅等从组织形态学上阐述了菊苣双降胶囊药理作用机理,她认为菊苣双降胶囊能降糖作用与修复胰岛β细胞和胰外途径特别是促进肝糖原合成,抑制糖异性有关,另外还推测,菊苣双降胶囊可能直接影响糖代谢,且其降糖作用与抑制肠道对葡萄糖的吸收有关。
张冰等在已证明菊苣提取物在降糖降脂和改善血液流变性以及对兔动脉平滑肌细胞膜有良好的保护作用的基础上,又对模型动物血浆相关因子做了测试,他们得出结论认为菊苣提取物能改善血浆多种细胞因子水平,减少高糖高脂等不良因素对血管壁壁的刺激,对抗由高脂高糖导致的内皮素(ET)、血管性假血友病因子(Vwf)水平升高,调节前列环素(PGI2)和血栓素(TXA2)的比值,维持正常舒缩状态,减少兔动脉平滑肌细胞异常增殖的刺激,减少班块的形成,起到抗动脉粥样硬化的综合作用,进一步阐述了菊苣提取物药理作用机理。
刘小青等将快速塑造大鼠高脂血模型用于小鼠高脂血模型,实验结果证明不同剂量的菊苣提取物能明显降低高脂血症小鼠的血清总胆固醇、总甘油三脂、一氧化氮和过氧化脂质水平,增强超氧化物歧化酶活性,结论菊苣提取物能改善高脂饮食引起的高脂血症。萨翼等发现菊苣提取物N2还能降低该模型小鼠血清中的黄嘌呤氧化酶。刘小青等又用与人类代谢类似的鹌鹑高尿酸血症模型证明小剂量菊苣提取物能明显降低模型动物的血尿酸水平,菊苣提取物有明显的降尿酸作用,但药理作用机制并未提及。而孔悦等初步探讨了其作用机理,他们通过用大、中、小不同剂量菊苣提取物给药于高尿酸高甘油三酯血症的鹌鹑,相对于对照组,三个不同剂量组的菊苣提取物能明显降低鹌鹑血清中的尿酸和甘油三脂含量,而对肾功能没有影响,证明菊苣提取物对这种交互紊乱具有良好的调节作用,其药理作用具有多方面、多靶点的优势。
最近又报道治疗2型糖尿病复方草药专利,这其中就包括菊苣提取物,R.Petlevski用该复方草药的用两种不同的工艺路线得到粗提物,同样的药材用60%醇水冷浸28天,过滤,分成两份,一份冻干,得提取物1;另一份低压回收醇水,同样冻干,得提取物2,将提取物1和提取物2对四氧嘧啶诱导的非肥胖糖尿病小鼠进行实验,结果提取物2相对于提取物1更能降低小鼠血清葡萄糖和果糖胺水平。
以上主要阐述了菊苣提取物在降血脂、降血糖及免疫调节生理活性,其主要是对植物菊苣根部进行研究,在2000年版《中国药典》,只收录了菊苣地上部位(主要是茎和叶)入药,具有清肝利胆、健胃消食、利尿消肿作的民族药;2005年版《中国药典》在前版药典的基础上增加了菊苣根入药,作为具有改善消化器官活动机能、心脏功能、保肝降脂、降血糖和抗菌等功效。在国外,Zahra Amirghofran对菊苣的免疫调节生理活性也做了评价:他的实验证明菊苣提取物在植物血球凝集素(PHA)存在下能明显抑制淋巴细胞增殖。
发明内容
本发明目的在于,提供一种菊苣籽有效部位及其制备方法和用途,该有效部位是从菊苣植物新的药用部位,即菊苣籽中采用小极性溶剂直接提取或大极性溶剂提取、减压浓缩、萃取得到菊苣籽降糖有效部位。据文献报道菊苣籽具有抗肝毒性作用,而本发明提取的有效部位经初步的活性筛选试验证明:该有效部位具有蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP1B)抑制剂作用,可用于治疗糖尿病的药物或保健品的应用,同时该有效部位作为药物组合物的应用。
本发明所述的一种采取溶剂提取法或超声波辅助溶剂提取法制备菊苣籽有效部位,按下列步骤进行:
a、取菊苣的干燥种子,粉碎,加入大极性溶剂甲醇或乙醇或甲醇或乙醇的水溶液,溶剂浓度为10-98%,大极性溶剂的使用量为药材重量的3-10倍,于温度20-95℃条件下提取1-5次,每次提取时间为2-24小时,合并提取液,于旋转蒸发仪减压浓缩至干,加入10-50%的甲醇或乙醇水溶液溶解,用有机溶剂汽油或石油醚或正己烷或乙酸乙酯或乙醚萃取3-5次,合并萃取液,于旋转蒸发仪减压浓缩至干,得到油状样品有效部位;
b、或取菊苣的干燥种子,粉碎,加入小极性溶剂汽油或石油醚或正己烷或乙酸乙酯或乙醚浸泡,小极性有机溶剂使用量为药材重量的5-10倍,时间为1-7天,次数为1-5次,合并浸出物,然后减压蒸馏除去溶剂即得有效部位。
一种菊苣籽有效部位的制备方法,采用溶剂提取法或超声波辅助溶剂提取法,具体操作按下列步骤进行:
a、取菊苣的干燥种子,粉碎,加入大极性溶剂甲醇或乙醇或甲醇或乙醇的水溶液,溶剂浓度为10-98%,大极性溶剂的使用量为药材重量的3-10倍,于温度20-95℃条件下提取1-5次,每次提取时间为2-24小时,合并提取液,于旋转蒸发仪减压浓缩至干,加入10-50%的甲醇或乙醇水溶液溶解,用有机溶剂汽油或石油醚或正己烷或乙酸乙酯或乙醚萃取3-5次,合并萃取液,于旋转蒸发仪减压浓缩至干,得到油状样品有效部位;
b、或取菊苣的干燥种子,粉碎,加入小极性溶剂汽油或石油醚或正己烷或乙酸乙酯或乙醚浸泡,小极性有机溶剂使用量为药材重量的5-10倍,时间为1-7天,次数为1-5次,合并浸出物,然后减压蒸馏除去溶剂即得有效部位。
所述的制备方法,步骤a所使用的甲醇或乙醇水溶液溶解样品以便萃取所用的醇浓度优选为20-30%。
所述的制备方法,步骤a中提取温度优选为70-95℃。
所述的有效部位,该有效部位对蛋白质酪氨酸磷酸酶具有抑制作用。
所述的有效部位单独或结合一种或几种药学上可接受的、惰性的、无毒的赋形剂或载体组成药物组合物。
所述的有效部位作为制备治疗降血糖的药物的用途。
所述的有效部位作为制备治疗降血糖的保健品或者其他功能性食品的用途。
本发明所述的菊苣籽有效部位及其制备方法和用途,在制备方法上是采用溶剂提取从菊苣籽中采取常规溶剂提取法或超声波辅助溶剂提取法制备降糖有效部位。其中的创新点是通过活性筛选证明了该制备方法能较好的富集有效部位;该有效部位的特征是极性偏小,所以在制备过程中,可以直接用小极性的有机溶剂提取再浓缩至干得到有效部位,但考虑到工业化生产的需要,可以使用大极性的溶剂(特指一定浓度的甲醇或乙醇)提取菊苣籽,但这样就必须增加一个萃取步骤,即醇提物浓缩后再以一种小极性有机溶剂(如汽油,石油醚,正己烷,乙酸乙酯或乙醚)萃取,通过活性筛选实验证明该萃取物的降糖效果比萃取后剩余的各个部分的活性都强,这说明该有效部位的制备方法合理新颖。
附图说明
图1为本发明免疫印迹方法分析过度表达PTP1B的CHO细胞中磷酸化AKT状况图,其中1空白对照,2胰岛素刺激后对照,3阳性对照,4测试样品。
具体实施方式
实施例1(大极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子10Kg,粉碎,置于50L提取罐,以70%乙醇室温(25℃)冷浸提取3次,每次乙醇用量为30L,每次浸提时间为24小时,合并提取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,加入10%的甲醇水溶液2L溶解,并以石油醚萃取5次,每次2L,合并萃取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状样品CGS-1有效部位148.5g。
实施例2(小极性溶剂提取)
取毛菊苣的干燥种子1Kg,粉碎,置于10L提取罐,以正己烷室温冷浸提取3次,每次正己烷用量为8L,每次浸提时间为24小时,合并提取液,过滤,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干得到油状物有效部位41g。
实施例3(大极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子10Kg,粉碎,置于50L提取罐,以10%甲醇于温度70℃提取3次,每次甲醇用量为30L,每次浸提时间为24小时,合并提取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,加入10%的甲醇水溶液2L溶解,并以汽油萃取5次,每次2L,合并萃取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状样品CGS-1有效部位167g。
实施例4(小极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子200g,粉碎,置于2L具塞烧瓶,将烧瓶置超声波提取器,以石油醚室温超声提取3次,每次1.5L,每次浸提时间为0.5小时,合并提取液,过滤,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状物有效部位8.5g。
实施例5(大极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子10Kg,粉碎,置于50L提取罐,以30%甲醇于温度95℃提取3次,每次甲醇用量为30L,每次浸提时间为24小时,合并提取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,加入10%的甲醇水溶液2L溶解,并以正己烷萃取5次,每次2L,合并萃取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状样品CGS-1有效部位158.5g。
实施例6(小极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子200g,粉碎,置于2L具塞烧瓶,以汽油室温提取3次,每次2L,每次浸提时间为24小时,合并提取液,过滤,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状物有效部位15g。
实施例7(大极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子10Kg,粉碎,置于50L提取罐,以50%乙醇加热回流提取3次,温度80℃,每次乙醇用量为30L,每次浸提时间为24小时,合并提取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,加入20%的甲醇水溶液2L溶解,并以乙酸乙酯萃取5次,每次2L,合并萃取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状样品CGS-1有效部位195g。
实施例8(小极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子200g,粉碎,置于2L具塞烧瓶,以乙酸乙酯室温浸泡提取3次,每次2L,每次浸提时间为24小时;该提取液合并,过滤,于旋转蒸发仪减压浓缩至干,得到油状物有效部位19.4g。
实施例9(大极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子10Kg,粉碎,置于50L提取罐,以98%乙醇加热回流提取3次,温度75℃,每次乙醇用量为30L,每次浸提时间为24小时,合并提取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,加入30%的甲醇水溶液2L溶解,并以乙醚萃取5次,每次2L,合并萃取液,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状样品CGS-1有效部位187g。
实施例10(小极性溶剂提取)
取菊苣的干燥种子300g,粉碎,置于5L具塞烧瓶,以乙醚室温浸泡提取3次,每次3L,每次浸提时间为24小时;该提取液合并,过滤,于旋转蒸发仪内减压浓缩至干,得到油状物23.5g,该部位为有效部位。
实施例11
本发明所述的有效部位作为制备治疗糖尿病的药物的用途的筛选实验:
筛选方法:用对至硝基苯基磷酸二钠(pNPP)作为底物,以在阳性药物钒酸钠为对照,利用酶标仪进行PTP1B酶抑制剂的高通量筛选,根据PTP1B水解pNPP的磷酸基团而产生颜色反应来测定PTP1B的活性。酶反应体系组成如下:缓冲液(50mM HEPES,pH 7.3,100mM氯化钠,0.1%牛血清白蛋白,和1mM二硫代苏糖醇),PTP1B融合蛋白,pNPP,PTP1B特异抑制剂钒酸钠(100μg/mL)。反应体系混匀后在37℃放置30rnin,加入1M氢氧化钠终止反应,置比色仪上测定405波长条件下的吸收值(A),测定结果减去本底值后计算酶活性。
|
0 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
20 |
阳性对照 |
A0 |
0.055 |
0.058 |
0.053 |
0.053 |
0.054 |
0.057 |
0.061 |
0.054 |
0.059 |
A30min |
0.265 |
0.239 |
0.181 |
0.167 |
0.149 |
0.125 |
0.094 |
0.059 |
0.06 |
抑制(%) |
0 |
13.81 |
39.05 |
46.19 |
54.76 |
67.62 |
84.28 |
97.62 |
99.52 |
结果:
从实验结果表明,菊苣中的小极性部位对蛋白酪氨酸磷酸酶1B具有抑制功效。
免疫印迹实验:
1)脂质体转染:仓鼠卵巢癌细胞(CHO)在传代后在F12+10%胎牛血清(FBS)培养基中培养30h后,按照Lipofectamine 2000TM使用说明书上的方法将携带全长至PTP1B基因的pJ3H质粒DNA与脂质体混合后转染进CHO细胞中,6小时后,除去含有脂质体的培养基换上F12+10%FBS培养基继续培养过夜。
2)给第一步中处理好的细胞更换含有测试样品的F12+10%FBS培养基,3小时后加入适量的胰岛素刺激5min,收获细胞。在冰浴中,用细胞刮刮下细胞,收集细胞裂解液。
3)电泳结束后,取出凝胶,在Tris/甘氨酸缓冲液中漂洗数秒。取凝胶方法:用刀片将两玻璃板分开,将多余的凝胶划去,上部以浓缩胶为准全部弃去,下部以分子量标准最小分子带下一点全部划去,取一10ml注射器注满转印缓冲液,插入玻璃板与凝胶之间注水,使水的压力将两者自然分开,边推边进,反复多次注水,直至凝胶从玻璃板上滑落下来。打开电转印夹,每侧垫上一块专用的用转印液浸泡透的海面垫,再各放一块转印液浸透的滤纸,滤纸与海面垫大小相同或与PVDF膜,凝胶大小相同均可,将凝胶平放在阴极侧滤纸上,最后将膜平放在凝胶上,去除气泡,夹好电转印夹。电泳槽加满电转印液,插入电转印夹,将电泳槽放入冰箱内(电转印液之前要放入冰箱内预冷),连接好电极,接通电流,转印夹的膜应对电泳槽的正极。利用电转仪将SDS至PAGE上的蛋白质转移到膜上。条件:400mA 1h或280mA,1.5至2h。
4)封闭:在进行抗体杂交之前,需要先对转印膜进行封闭,以防止免疫试剂的非特异性吸附。①洗转印膜:室温漂洗3次×10min,以尽量洗去转印膜上的SDS,防止影响后面的抗体结合。取漂洗的转印膜,放入含5%脱脂奶粉的封闭液内,摇床震动,室温封闭2h,也可在4℃过夜。③用缓冲液,PH7.6室温漂洗3次×10min。
5)抗体杂交:抗体表面主要采用间接法。①封闭后的杂交膜放入杂交袋中,加入抗体稀释液,封口,4℃孵育过夜或室温(22至25℃)摇动孵育2h.②液洗膜3次×10min③加入二抗稀释液,室温1h,洗膜3×10min)。
6)检测:采用增强化学发光(ECL)检测是利用辣根过氧化物酶催化化学发光物质,生成一种不稳定的中间物质,其衰变时在暗室内形成明显的肉眼可见的化学发光带,利用X线胶片感光原理,将结果记录下来:ECM显色剂配制:按1mlH2O加显色剂A、B各1滴,混匀。在暗室将杂交后印迹膜放入显色盒中,加上混合好的显色液,约1至5分钟用,纸巾吸去印迹膜边缘或者边角部分多余的显色液,将一透明的玻璃纸盖住抚平,并确定干的表面与胶片接触.将印迹膜在暗室中使胶片暴光1至5分钟,冲洗胶片以确定所测抗原的正确暴光时间,暴光时间可短至几秒也可以长到数小时.冲洗胶片步骤:先在显影液中冲洗至胶片上出现条带或者胶片透明为止,在放入定影液中漂洗,十秒即可。结果表明:可以增加中细胞磷酸化AKT的含量,这使得常春藤皂苷元有可能通过PI3K/AKT途径刺激GLUT4转运,从而达到降低血糖的目的。