CN107281330A - 葡萄皮提取物在制备预防和治疗pm2.5所致肺损伤药物中的应用 - Google Patents

葡萄皮提取物在制备预防和治疗pm2.5所致肺损伤药物中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及富含虎杖苷的葡萄皮提取物在防治大气污染物PM2.5所致肺损伤中的应用。经药理学试验证明，富含虎杖苷的葡萄皮提取物能够显著降低‑PM2.5对机体的损伤和炎症作用从而预防和治疗PM2.5对人体肺功能的影响。

Description

葡萄皮提取物在制备预防和治疗PM2.5所致肺损伤药物中的 应用
技术领域
本发明属于医药领域，具体涉及富含虎杖苷的葡萄皮提取物在制备预防和治疗大气污染物PM2.5所致肺部损伤药物中的应用。
背景技术
研究表明大气中的PM2.5污染物会造成人体肺部的功能性损伤1,2，而附着在PM2.5上的化学物质包括了大量的硫酸盐，铵盐，硝酸盐，芳香烃类物质以及铝，铅，铁，铬等重金属污染物3.人体可接受的大气中PM2.5的含量为35μg/m3,4,然而在京津冀地区2013年的平均PM2.5含量为106μg/m3.5事实上，PM2.5已经成为中国大陆居民健康杀手之一6.PM2.5主要影响机体的呼吸系统，并引起相关的炎症反应和降低肺功能，而造成相关损伤的原理与其氧化势能有着密切的关系7，因此，寻找能够显著降低PM2.5氧化势能并保护肺部功能的药物可以大大降低大气中PM2.5对于机体的损伤。
中国政府在2013年颁布了一项控制大气污染的国际行动计划并要求尽快降低大气中的PM2.5颗粒10。另一方面，保护个体不受PM2.5的损伤已经成为一个紧急的公众问题。目前的研究首次发现了富含虎杖苷的葡萄皮提取物能够保护人体免受PM2.5的伤害。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种富含虎杖苷的葡萄皮提取物在制备预防和治疗PM2.5所致肺损伤药物中的应用。
为解决本发明的技术问题，本发明提供如下技术方案：
本发明技术方案的第一方面是提供了一种富含虎杖苷的葡萄皮提取物在制备预防和治疗PM2.5所致肺损伤药物中的应用。其特征在于，所述的富含虎杖苷的葡萄皮提取物，其制备方法包括以下步骤：
(1)将葡萄皮用提取溶剂甲醇、乙醇或丙酮进行提取，提取液减压回收溶剂，得浸膏；将浸膏在水中进行分散，并调整到合适的密度，以石油醚进行脱脂处理，水部分减压浓缩后得总提取物；
(2)将总提取物经水分散后，用大孔吸附树脂进行分离，流动相为体积浓度为0-95％乙醇梯度溶剂，梯度洗脱后，将洗脱液减压浓缩，冷冻干燥后得到富含虎杖苷的葡萄皮提取物。
其中步骤(1)中提取溶剂甲醇、乙醇或丙酮的浓度为30％至95％，其用量为药材重量的6至12倍；步骤(1)中的提取过程可重复1、2、3次，每次提取时间为1至3小时；步骤(1)中将浸膏密度调整为1.15至1.19；步骤(1)中石油醚的用量为1至6倍量，次数为1至6次；步骤(2)中所述的大孔吸附树脂为弱极性或中性大孔树脂，其型号选自Diaion HP-10、DiaionHP-20、Diaion HP-30、Diaion HP-40、Diaion HP-50、DM301、NKA-9、AB-8、D101、DM130、LSA-10、LSA-20、DM-18和D312；步骤(2)中进行梯度洗脱时，每个梯度的洗脱体积为2至4个柱体积；步骤(2)中进行梯度洗脱时，使用体积浓度0-10％乙醇溶剂2-4个柱体积除杂，再用20-90％乙醇溶剂洗脱2-4柱体积，收集洗脱部位减压回收溶剂并干燥，得富含虎杖苷的葡萄皮提取物；所述的产品包括药物、保健品、复方。
进一步的优选的制备方法：
步骤一：将葡萄皮粉碎，使用6-12倍量(体积(mL):质量(g))的体积浓度为30-95％的甲醇、乙醇或丙酮加热回流提取1、2、3次，每次提取时间为1、2、3小时。
步骤二：合并提取液后减压回收溶剂，使用蒸馏水将所得浸膏密度调至1.15-1.19，并用体积比为1-6倍量的石油醚萃取，萃取次数为1-6次，经石油醚萃取后的水溶液减压浓缩并干燥，得葡萄皮总提取物。
步骤三：将葡萄皮总提取物经水分散后进行弱极性或中性大孔树脂大孔树脂分离，型号为Diaion HP-10、Diaion HP-20、Diaion HP-30、Diaion HP-40、Diaion HP-50、DM301、NKA-9、AB-8、D101、DM130、LSA-10、LSA-20、DM-18和D312。以体积浓度为0-95％乙醇梯度系统溶剂进行洗脱，每个梯度的洗脱体积为2-4个柱体积，洗脱部位减压回收溶剂并干燥，即得富含虎杖苷的葡萄皮提取物。洗脱溶剂优选20％-90％乙醇溶剂，进一步的优选30-90％乙醇溶剂、50-90％乙醇溶剂。
有益技术效果：
1、本发明的富含虎杖苷的葡萄皮提取物具有明显的预防和治疗大气污染物PM2.5所致肺部损伤的作用，其一，能够显著改善PM2.5所致后呼吸功能损伤；其二，能够显著改善PM2.5所致肺组织病理学改变。
2、通过大孔吸附树脂对葡萄皮提取物进行富集，除去了大量的糖类成分以及其它一些杂质成分，大大降低了使用的剂量，制备所得的活性部位仅为药材量的0.5％-1％，有利于进一步开发制备成各种剂型的中成药。
3、本发明所提供的葡萄皮提取物具有制备工艺简单、易操作、生产成本低、安全可靠等优点，整个过程符合绿色环保的要求。
附图说明
图1.实施例1葡萄皮提取物液相色谱图1
具体实施方式
下面的实施例及药理活性实验用于进一步说明本发明，但这并不意味着对本发明的任何限制。
实施例1：富含虎杖苷的葡萄皮提取物的制备方法1
采用干燥的葡萄皮作为原生药，以70％甲醇醇回流提取3次，每次用量为原生药重量的8倍，提取时间为每次2小时，将提取液合并后过滤，滤液减压浓缩回收甲醇，得浸膏，调节浸膏密度为1.17，以体积比为1:1.5的石油醚进行萃取脱脂，共萃取3次。脱脂后的水部分减压浓缩后进行D101大孔吸附树脂分离，采用纯水，50％乙醇，95％乙醇四个梯度进行洗脱，50％乙醇的洗脱液减压浓缩，经冷冻干燥后得到富含虎杖苷的葡萄皮提取物，见图1。
药理实验
实验例1、SD大鼠染毒后呼吸功能改善实验
1.1方法：采用HOPE-MED 8052粉尘类口鼻动式染毒设备模拟大气污染环境，构建细颗粒物慢性染毒大鼠模型。具体制备过程如下：SPF级SD大鼠(180～200g)，口鼻部暴露于染毒舱内，染毒仓设有一个进气系统和排气系统。将适量细颗粒物放入设备药粉盒中，通过进气系统雾化至整个染毒舱，通过采样系统计算细颗粒物浓度及染毒剂量，并测定染毒状态下可吸入颗粒物的粒径分布。染毒同时进行药物干预，每天给药1次，葡萄皮提取物给药剂量为50mg/kg，给予连续染毒与给药至4周、8周。染毒期结束前一日禁食，戊巴比妥钠(40mg/kg,i.p.)麻醉，放血处死动物，收集大鼠血液、肺泡灌洗液和肺组织。检测指标包括临床一般症状观察、清醒大鼠肺功能的测定(采用EMKA动物肺功能监测系统)、血液生化指标测定、呼吸道刺激性观察、呼吸系统脏器系数测定、组织病理学观察、灌洗液中白细胞分类和计数测定，以及血清、肺组织样本和灌洗液中的氧化损伤指标和炎性因子进行检测，考察大鼠口鼻部吸入暴露模型中细颗粒物对大鼠呼吸系统的急慢性损伤。
1.2动物：SPF级SD大鼠(180～200g，订购时)，48只，购自北京维通利华生物。
1.3具体数据；
1.3.1葡萄皮提取物对PM2.5所致大鼠整体毒性的保护作用
连续8周测定大鼠体重，结果发现8周观察期结束时，各组大鼠体重分别增长了82.3％(对照组，Control)、61.7％(染毒组，PM2.5)和69.0％(给药组，PM2.5+葡萄皮提取物)。说明PM2.5暴露明显抑制体重增长(表1)，且从暴露第一周起至结束均有统计学差异。而给药组大鼠体重略高于染毒组，说明葡萄皮提取物对PM2.5引起的大鼠体重变化有一定程度的改善作用。
笼旁观察发现模型染毒组随着染毒时间的延长，从染毒第二周开始出现乍毛，易怒，活动增加，呼吸急促等症状，而葡萄皮提取物组症状明显轻于模型组。
表1葡萄皮提取物对PM2.5所致大鼠体重改变的改善作用
注：*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比。
1.3.2葡萄皮提取物对大鼠呼吸功能的改善作用
功能指标可判断空气细颗粒物所引起肺功能受损的气道通畅性、呼吸肌肉力量、肺组织弹性、通气功能和储存能力的状态。本研究对大鼠通气功能进行了测定。
由表2可知，4周起PM2.5导致肺功能流量指标最大吸气流量(Peak InspiratoryFlow)、最大呼气流量(Peak Expiratory Flow)、呼气中流量(50％Tidal VolumeExpiratory Flow)的降低，并持续至8周，反映通气功能和/或气道阻力升高。葡萄皮提取物可明显改善PM2.5所致的作用，使上述指标接近正常水平。
从表3可知，SD大鼠连续吸入空气细颗粒物2周起，PM2.5导致潮气量(TidalVolume)和呼气量(Expiratory Volume)呈现时间依赖性降低，呼吸的容积量明显下降。吸入细颗粒物4周开始，每分通气量(Minute ventilation volume)降低并持续至8周，表明肺通气功能储备量亦降低。葡萄皮提取物作用可明显改善上述指标，接近正常水平。结果说明肺功能的储气功能受到损伤，葡萄皮提取物可显著提升连续吸入细颗粒物造成的大鼠肺功能中与容量相关指标的减低。
由表4可知，8周时可观察到模型组呼气时间(Expiratory Time)和放松时间(Relaxation Time)也明显升高，而葡萄皮提取物给药后与对照组更为接近。说明当模型组大鼠与流量和容量相关的肺功能指标受到了显著抑制后，动物必须通过延长呼气时间与放松时间才能维持相对需要的肺功能，而连续服用葡萄皮提取物4周和8周，在显著提升改善连续吸入细颗粒物造成的大鼠肺功能中与容量和容量相关指标的减低的同时，也可以适当降低模型组增加的时间指标，具有一定的改善作用。
本研究的结果说明，吸入PM2.5导致大鼠呼吸流量、容量和时间相关的指标呈时间依赖性改变，肺功能的正常通气功能受到了损伤。连续服用葡萄皮提取物2周至8周具有显著的改善作用，说明葡萄皮提取物对空气细颗粒物造成的大鼠肺功能损害具有显著的保护作用。
表2葡萄皮提取物对PM2.5导致肺功能流量指标改变的改善作用
*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比；#p<0.05，##p<0.01,与PM2.5组相比。
表3葡萄皮提取物对PM2.5导致肺功能容量指标改变的改善作用
*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比；#p<0.05，##p<0.01,与PM2.5组相比。
表4葡萄皮提取物对PM2.5导致肺功能时间指标改变的改善作用
*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比。
1.3.3葡萄皮提取物减轻PM2.5导致的氧化应激与肺蛋白泄露
为了确定葡萄皮提取物对PM2.5对肺氧化应激损伤的保护作用，我们在大鼠连续4周、8周吸入空气细颗粒物染毒的试验中，对脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活力以及肺泡灌洗液中总蛋白(TP)含量进行测定。
结果发现，吸入PM2.5大鼠肺泡灌洗液(BALF)MDA水平呈时间依赖性增高，8周时肺内GSH-Px活力显著降低，表明随着染毒时间延长，氧化应激损伤加重；给药能明显降低MDA水平(P<0.01)，升高GSH-Px活力。另一方面，血清中PM2.5作用后MDA水平4周明显升高，且葡萄皮提取物作用明显，8周机体产生适应性调节；葡萄皮提取物可显著提高机体抗氧化酶GSH-Px和SOD活力(表5、表6、表7)。
此外，为了阐明氧化应激损伤积累，我们测定了大鼠BALF中TP含量(表8)。与对照组相比，PM2.5引起大鼠BALF中TP泄露呈时间依赖性增高，而给药组的TP含量相比于模型组在数值上有降低。
上述结果均说明连续服用葡萄皮提取物4周和8周，可以有效提高机体抗氧化损伤能力，降低空气细颗粒物造成的模型大鼠肺氧化应激和蛋白漏出。
表5BALF与血清中MDA水平
结果以相对于对照组平均值的倍数表示，*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比；##p<0.01,与PM2.5组相比。
表6肺与血清中GSH-Px活力水平
结果以相对于对照组平均值的倍数表示，#p<0.05，与PM2.5组相比。
表7血清中SOD活力水平
结果以相对于对照组平均值的倍数表示，*p<0.05，与对照组相比；#p<0.05，与PM2.5组相比。
表8BALF中总蛋白含量
结果以相对于对照组平均值的倍数表示，*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比；#p<0.05，与PM2.5组相比。
1.3.4葡萄皮提取物减轻PM2.5所致肺部炎症
PM2.5连续暴露8周会引起大鼠肺白细胞(WBC)、淋巴细胞(LYM)、单核细胞(MON)、中性粒细胞(NEUT)、嗜酸性粒细胞(EOS)和嗜碱性粒细胞(BAS)数明显增高(表9)。与染毒组相比，给药使WBC、MON、BAS显著降低，LYM、NEUT和EOS虽然无统计学差异，但数值上亦低于PM2.5暴露大鼠。结果说明葡萄皮提取物能明显降低PM2.5引起的肺部炎细胞数，减轻炎症反应。
表9给药8周BALF中细胞计数及分类(109/L，)
*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比；#p<0.05，##p<0.01,与PM2.5组相比。
1.3.5葡萄皮提取物调节PM2.5所致的炎症相关基因表达改变
在本研究中，我们通过测定肺组织炎症反应中的关键mRNA以更清楚地描述PM2.5所致机体炎症反应应答。PM2.5导致肺炎症因子TNF-αmRNA表达明显升高，而葡萄皮提取物作用能显著降低其表达，该作用4周强于8周。PM2.5吸入染毒4周诱导肺内前炎性细胞因子IL-1βmRNA表达，葡萄皮提取物组从数值上低于染毒大鼠，8周各组虽无显著差异，但数值上依然低于染毒大鼠。此外，PM2.5暴露4周引起的炎症抑制因子IL-10mRNA表达水平降低，而葡萄皮提取物能明显升高IL-10(表10)。
上述结果说明，染毒初期葡萄皮提取物能显著降低PM2.5引起的肺部炎症反应，但随着染毒时间持续、毒性作用增强，葡萄皮提取物作用不明显。
表10葡萄皮提取物和PM2.5对肺部炎症因子表达的影响
*p<0.05，**p<0.01,与对照组相比；#p<0.05与PM2.5组相比。

Claims (12)

1.一种富含虎杖苷的葡萄皮提取物在制备预防和/或治疗PM2.5所致肺损伤的产品中的应用。
2.根据权利要求1的应用，其特征在于，所述的富含虎杖苷的葡萄皮提取物，其制备方法包括以下步骤：
(1)将葡萄皮用提取溶剂甲醇、乙醇或丙酮进行提取，提取液减压回收溶剂，得浸膏；将浸膏在水中进行分散，并调整到合适的密度，以石油醚进行脱脂处理，水部分减压浓缩后得总提取物；
(2)将总提取物经水分散后，用大孔吸附树脂进行分离，流动相为体积浓度为0-95％乙醇梯度溶剂，梯度洗脱后，将洗脱液减压浓缩，冷冻干燥后得到富含虎杖苷的葡萄皮提取物。
3.根据权利要求2的应用，其特征在于，其中步骤(1)中提取溶剂甲醇、乙醇或丙酮的浓度为30％至95％，其用量为药材重量的6至12倍。
4.根据权利要求2的应用，其特征在于，其中步骤(1)中的提取过程可重复1、2、3次，每次提取时间为1至3小时。
5.根据权利要求2的应用，其特征在于，其中步骤(1)中将浸膏密度调整为1.15至1.19。
6.根据权利要求2的应用，其特征在于，其中步骤(1)中石油醚的用量为1至6倍量，次数为1至6次。
7.根据权利要求2的应用，其特征在于，其中步骤(2)中所述的大孔吸附树脂为弱极性或中性大孔树脂，其型号选自Diaion HP-10、Diaion HP-20、Diaion HP-30、Diaion HP-40、Diaion HP-50、DM301、NKA-9、AB-8、D101、DM130、LSA-10、LSA-20、DM-18和D312。
8.根据权利要求2的应用，其特征在于，其中步骤(2)中进行梯度洗脱时，每个梯度的洗脱体积为2至4个柱体积。
9.根据权利要求2的应用，其特征在于，其中步骤(2)中进行梯度洗脱时，使用体积浓度0-10％乙醇溶剂2-4个柱体积除杂，再用20-90％乙醇溶剂洗脱2-4柱体积，收集洗脱部位减压回收溶剂并干燥，得富含虎杖苷的葡萄皮提取物。
10.一种药物组合物在制备预防和/或治疗PM2.5所致肺损伤的产品中的应用，其特征在于，所述的药物组合物包含富含虎杖苷的葡萄皮提取物以及药学或保健品上可接受的载体或赋形剂。
11.根据权利要求10的应用，其特征在于，所述的药物组合物可以为片剂、胶囊剂、丸剂、颗粒剂、口服液或混悬剂。
12.根据权利要求1-11任一项的应用，其特征在于，所述的产品包括药物、保健品、复方。
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