CN117942350A - 桑叶多糖在制备治疗或预防hcmv药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了桑叶多糖在制备治疗和/或预防HCMV药物中的应用。桑叶多糖(polysaccharide from Morus alba L.MP)可以缓解人巨细胞病毒(HCMV)感染宿主细胞引起的细胞病变效应,对HCMV立即早期蛋白IE1/2,早期蛋白p52以及立即早期基因UL123、早期基因UL44和晚期基因UL32的DNA拷贝数都有显著的抑制作用,对HCMV感染具有显著的预防和治疗作用,毒副作用小,具有良好的用于开发针对HCMV感染的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域,具体是桑叶多糖在制备治疗或预防HCMV药物中的应用。
背景技术
人巨细胞病毒(HCMV)属于β疱疹病毒家族,是一种含有包膜的双链DNA病毒,基因组大小为235kb,编码至少165种蛋白质。HCMV保持在潜伏期或低水平状态,在临床上是无法检测到,所以HCMV感染呈现无症状形式。但是HCMV感染在一些特定的高危人群中具有严重危险性,特别是在免疫功能低下的患者中,包括HIV感染者和器官移植受体患者以及老年人。同时,HCMV感染是导致新生儿缺陷的主要因素之一,也是引起感音神经性听力损失和神经功能障碍的主要原因。另外,HCMV感染也是动脉粥样硬化、冠状动脉再狭窄和炎症性肠病等疾病的重要因素。
目前,尽管在HCMV疫苗方面取得了一些进展,但是临床上还没有上市的疫苗可用。更昔洛韦,膦甲酸和西多福韦等是临床上常用的抗HCMV药物,它们都是作为病毒DNA聚合酶抑制剂用于抗HCMV的感染。但是随着耐药毒株的出现,严重降低了这些药物使用的有效性,而且这些药物还会产生明显的不良反应,如骨髓抑制、肾毒性、中性粒细胞减少、血小板减少、电解质紊乱等。因此,对人巨细胞病毒感染者进行积极有效的治疗,是提高出生人口素质和提高免疫功能低下个体生活质量的重要手段。
桑(Morus alba L.)是桑科桑属落叶乔木植物,原产我国中部,现东北至西南各省均有栽培。《本草纲目》记载“桑可以祛风湿,治风寒湿痹、脚气、浮肿,肌体风痒;根皮可以泻肺平喘、利水消肿,治肺热咳嗽、水肿喘息、小便不利”。但是到目前为止,桑叶包括其来源的活性物质多糖暂未见在制备预防和/或治疗HCMV药物中的应用。
发明内容
为了解决上述现有技术中的不足,本发明的目的是进行系列生物学实验,提供一种毒副作用小,安全有效的抑制HCMV的药物。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
本发明提供了桑叶多糖在制备治疗和/或预防HCMV药物中的应用。
所述桑叶多糖的制备方法包括如下步骤:
1)取桑叶细粉加入到三颈烧瓶中,加入石油醚,在水浴锅中加热,在70℃下回流脱脂1-2次,每次回流一小时,然后过滤干燥;回流完毕后,用布氏漏斗抽滤,将滤饼抽干,并在低温下,放入烘干箱中烘干;
2)取经过前处理后的桑叶细粉,加入蒸馏水进行提取,在90℃下提取两次;第一次提取一个半小时,第二次提取一小时,在90℃的恒温提取过程中需要用搅拌器不断搅拌,并用保鲜膜封住烧杯口;待提取液体冷却后,过滤;将过滤后的液体用旋转蒸发仪加热蒸发浓缩,浓缩至原体积的十分之一左右;将浓缩液装入500Da的透析袋中浓缩样品,将透析袋中的浓缩液进行过滤、浓缩、醇沉,将滤饼放入研钵中用红外灯烘干并称重。
所述的应用,步骤1)中桑叶细粉与石油醚的重量体积比为1:5。
所述的应用,步骤1)中烘干箱的温度为45℃。
所述的应用,步骤2)中桑叶细粉与蒸馏水的重量体积比为1:30。
所述的应用,步骤2)中醇沉时使用乙醇,浓缩液与乙醇的体积比为1:4。
桑叶多糖通过抑制HCMV立即早期蛋白IE1/2,早期蛋白p52的表达以及立即早期基因UL123、早期基因UL44和晚期基因UL32的DNA拷贝数的方式抑制HCMV复制。
本发明生物学实验的研究结果表明:
1、桑叶多糖MP单独处理HCMV宿主细胞WI-38,在1.5625μg/ml、3.125μg/ml、6.25μg/ml、12.5μg/ml浓度梯度对WI-38没有表现出明显的细胞毒性,当桑叶多糖MP的浓度达到25μg/ml和50μg/ml时具有细胞毒性,100μg/ml时细胞毒性极大。
2、桑叶多糖MP在5μg/ml、10μg/ml的浓度都能明显缓解HCMV引起的WI-38细胞病变效应,浓度为2.5μg/ml时,对HCMV感染引起的细胞病变效应缓解不明显,其中10μg/ml桑叶多糖MP处理的效果与200μg/ml的阳性药物PFA效果相当。
3、桑叶多糖MP在5μg/ml、10μg/ml的浓度都能够显著抑制HCMV立即早期蛋白IE1/2以及早期蛋白p52在WI-38中的表达。显示桑叶多糖具有明显的抗HCMV作用。
4、桑叶多糖MP在5μg/ml、10μg/ml的浓度可以显著降低HCMV立即早期基因UL123、早期基因UL44和晚期基因UL32的DNA拷贝数。显示桑叶多糖具有明显的抗HCMV作用。
本发明所述的药物还包括药学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂。
本发明所述的药物的制剂为液体制剂、固体制剂或半固体制剂,例如,片剂、粉末剂、胶囊、溶液、分散液、混悬剂、糖浆、喷雾、凝胶、乳状液、凝胶、贴片等。
本发明的有益效果如下:本发明通过系列生物学实验发现并证明,桑叶多糖MP对HCMV立即早期蛋白IE1/2,早期蛋白p52以及立即早期基因UL123、早期基因UL44和晚期基因UL32的DNA拷贝数都有显著的抑制作用,对HCMV感染具有显著的预防和治疗作用,毒副作用小,安全有效,可以用于HCMV的感染,具有良好的应用前景。
附图说明
图1是CCK8法测定桑叶多糖MP对HCMV宿主细胞-人胚肺成纤维细胞(WI-38)细胞毒性的影响。其中,横坐标为桑叶多糖不同浓度梯度,设置没有桑叶多糖MP处理的Control组为1,纵坐标为各个实验组别与Control对照组相比较,*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。
图2是桑叶多糖MP处理与否对HCMV感染人胚肺成纤维细胞WI-38后引起的细胞病变影响,其中,
对照组细胞(control),不添加桑叶多糖MP处理,不感染HCMV;
HCMV组细胞是HCMV单独感染,不添加桑叶多糖MP处理;
PFA组细胞是阳性药物膦甲酸(PFA,200μg/ml)单独处理,不感染HCMV,做为阳性药物对照;
所有感染HCMV的组别都是按照MOI=0.5的剂量进行接种,感染后五天(5dpi)进行观察并拍照,选取代表性图片。
图3是Western-blot法测定不同浓度桑叶多糖MP(2.5μg/ml、5μg/ml、10μg/ml)处理WI-38细胞对HCMV立即早期蛋白IE1/2和早期蛋白p52的影响(GAPDH为内参);
其中图3(A)是桑叶多糖MP处理的细胞中HCMV蛋白IE1/2和p52表达水平;图3(B)是对图3(A)中结果的定量分析统计。**表示P<0.01,***表示P<0.001。
其中HCMV alone组是HCMV单独感染,不添加任何多糖或者药物处理,该组做为药物处理前后样品组的对照;
所有感染HCMV的组别都是按照MOI=0.5的剂量进行接种,感染五天(5dpi)进行收样,提蛋白进行检测。设置HCMV alone单独感染细胞组的病毒蛋白为1,不同浓度桑叶多糖MP或药物PFA处理组与HCMV alone组相比较,**表示P<0.01,***表示P<0.001。
图4是qPCR法测定不同浓度桑叶多糖MP对HCMV立即早期基因UL123、早期基因UL44和晚期基因UL32的DNA拷贝数的影响。与HCMV alone单独感染细胞组比较,*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明,本发明的实施例仅用于解释本发明,并不意味着限制本发明的保护范围。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
本发明所涉及的人胚肺成纤维细胞株WI-38和人巨细胞病毒(HCMV)Towne株均来自于美国模式培养物集存库(American type culture collection,ATCC)。
实施例1桑叶多糖MP的制备
1)取90g桑叶细粉加入到三颈烧瓶中,以1:5(kg/L)的比例加入石油醚,在水浴锅中加热,在70℃下回流脱脂1-2次,每次回流一小时,然后过滤干燥。回流完毕后,用布氏漏斗抽滤,将滤饼抽干,并在低温(45℃)下,放入烘干箱中烘干。
2)取75g经过前处理后的桑叶细粉,加入蒸馏水进行提取,按照液料比为1:30(g/mL),在90℃下提取两次(加入的蒸馏水量为2250mL)。第一次提取一个半小时,第二次提取一小时,在90℃的恒温提取过程中需要用搅拌器不断搅拌,并用保鲜膜封住烧杯口;待提取液体冷却后,过滤;将过滤后的液体用旋转蒸发仪加热蒸发浓缩,浓缩至原体积的十分之一左右,浓缩液的体积约为200mL;将浓缩液装入500Da的透析袋中浓缩样品。将透析袋中的浓缩液进行过滤、浓缩、醇沉(醇沉时加入1:4比例的乙醇),将滤饼放入研钵中用红外灯烘干并称重。
实施例2桑叶多糖MP单独处理对WI-38细胞毒性的影响
通过CCK-8法检测桑叶多糖MP对细胞毒性的影响。
测定细胞毒性方法简述如下:选择处于对数生长期的代次为30代的(PD30)人胚肺成纤维细胞WI-38细胞,经胰酶消化后进行细胞计数,然后以5000个/孔的密度接种于96孔细胞培养板中,置于37℃,5% CO2的培养箱中培养,待细胞长满单层后,更换为含不同浓度(0、1.5625、3.125、6.25、12.5、25、50、100μg/ml)的桑叶多糖MP的新鲜培养基,每一浓度设置3个重复孔,同时设不加多糖处理的阴性对照组和无细胞的空白对照组。继续培养5天后,每孔加入10μl CCK-8溶液,以上各种操作不要向孔中引入气泡,以免干扰后续OD值测定。置于37℃、5% CO2条件下继续培养1-2h,而后取出来在450nm处测定光吸收度,计算细胞相对细胞活力,以不加桑叶多糖的空白组细胞活力设定为1,实验结果分析如下:细胞活力=[OD(加多糖)-OD(空白)]/[OD(0加多糖)-OD(空白)]。桑叶多糖MP对细胞毒性影响结果见图1。
实施例3 HCMV的接种以及桑叶多糖MP处理
采用PD30的WI-38细胞,用含10% FBS的DMEM培养基按照2×104/cm2的细胞密度铺板六孔细胞培养板,置于37℃,5% CO2的培养箱中培养,待孔中细胞长满单层后,更换成含0.2% FBS的DMEM培养基,继续培养48小时,通过血清饥饿的方法使细胞G0/G1期同步化,有利于后续HCMV的感染。然后按照MOI=0.5(感染复数)的剂量进行HCMV病毒(Towne病毒株)感染,继续培养至指定时间进行相关检测。在进行桑叶多糖MP以及阳性药物磷甲酸PFA处理时,在进行HCMV感染前2小时,将不同浓度的(2.5、5、10μg/ml)桑叶多糖MP提前加至培养基中,而后再按照MOI=0.5的剂量进行HCMV感染,最后观察桑叶多糖MP处理与否的各个组别,不同时间细胞形态学变化以及各个病毒蛋白表达和DNA拷贝数等的变化。
实施例4桑叶多糖MP预处理WI-38细胞对HCMV感染后细胞形态的影响
WI-38细胞单独HCMV(MOI=0.5)后,三天后可以观察到HCMV单独感染组中由HCMV感染引起的细胞病变效应(cytopathic effect,CPE),CPE的主要特征是细胞变大变圆,细胞间的间隙增大;到第五天,这种细胞病变现象更加显著和严重,HCMV单独感染组细胞出现明显的拉网状。2.5μg/ml桑叶多糖MP预处理细胞对于缓解CPE效果不是很明显,而5、10μg/ml的桑叶多糖MP预处理细胞则能够明显减少由HCMV感染引起的CPE,特别是当桑叶多糖MP的浓度达到10μg/ml时,其对感染细胞形态保护作用的效果与阳性药物膦甲酸(PFA,200μg/ml)处理的组别类似,没有出现严重的CPE(图2)。
实施例5桑叶多糖MP预处理对HCMV病毒蛋白表达的影响
为了进一步确认桑叶多糖MP抗HCMV作用,我们在观察桑叶多糖MP预处理细胞对HCMV感染后细胞病变情况的同时,选择HCMV立即早期蛋白1/2(IE1/2)和早期蛋白p52做为检测指标,检测不同浓度(2.5、5、10μg/ml)的桑叶多糖MP预处理细胞对IE1/2和p52的表达影响。细胞培养、桑叶多糖MP处理以及HCMV接种处理同上述实施例3所述。设立不接种HCMV和无桑叶多糖MP处理的空白对照组;单独接种HCMV的HCMV alone对照组,以及不同浓度(2.5μg/ml、5μg/ml、10μg/ml)的桑叶多糖MP预处理和接种HCMV的三个实验组;同时设置阳性药物磷甲酸PFA预处理和接种HCMV的阳性药物对照组。HCMV接种的剂量为0.5MOI(感染复数),HCMV接种后5天收集细胞样品进行病毒相关蛋白的检测。首先弃去细胞培养上清,用PBS洗细胞三次,用中等强度的RIPA裂解液(碧云天公司)裂解细胞后收集和离心样品,用BCA试剂盒测定蛋白浓度后采用相应的IE1/2和p52抗体进行Western-blot检测,结果显示桑叶多糖MP可以显著抑制HCMV病毒蛋白IE1/2和p52的表达(图3A、3B)。
实施例6桑叶多糖MP预处理对HCMV在宿主细胞中的DNA拷贝数的影响
细胞培养、多糖处理以及HCMV接种处理同上述实施例3所述。样品收集时间为HCMV感染后3天(3dpi)。采用qPCR法测定HCMV DNA的拷贝数,采用QIAamp DNA Mini Kit试剂盒提取病毒DNA,取10ng总DNA,使用2×Universal SYBR Green Fast qPCR Mix进行qPCR实验,所用引物如下表所示:
表1:实验所用引物名称和序列
扩增条件:95℃5min,(95℃5sec,60℃30sec)×40循环,经2-△△Ct法计算,以单独HCMV感染的样品(HCMV alone)的DNA拷贝数设置为1,结果如图4所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.桑叶多糖在制备治疗或预防HCMV药物中的应用。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于桑叶多糖通过对HCMV立即早期蛋白IE1/2,早期蛋白p52以及立即早期基因UL123、早期基因UL44和晚期基因UL32的DNA拷贝数的抑制来抑制HCMV。
3.如权利要求1所述的应用,其特征在于所述药物还包括药学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂。
4.如权利要求1所述的应用,其特征在于所述药物的制剂为液体制剂、固体制剂或半固体制剂。
5.如权利要求1所述的应用,其特征在于所述桑叶多糖的制备方法包括如下步骤:
1)取桑叶细粉加入到三颈烧瓶中,加入石油醚,在水浴锅中加热,在70℃下回流脱脂1-2次,每次回流一小时,然后过滤干燥;回流完毕后,用布氏漏斗抽滤,将滤饼抽干,并在低温下,放入烘干箱中烘干;
2)取经过前处理后的桑叶细粉,加入蒸馏水进行提取,在90℃下提取两次;第一次提取一个半小时,第二次提取一小时,在90℃的恒温提取过程中需要用搅拌器不断搅拌,并用保鲜膜封住烧杯口;待提取液体冷却后,过滤;将过滤后的液体用旋转蒸发仪加热蒸发浓缩,浓缩至原体积的十分之一左右;将浓缩液装入500Da的透析袋中浓缩样品,将透析袋中的浓缩液进行过滤、浓缩、醇沉,将滤饼放入研钵中用红外灯烘干并称重。
6.如权利要求5所述的应用,其特征在于步骤1)中桑叶细粉与石油醚的重量体积比为1:5。
7.如权利要求5所述的应用,其特征在于步骤1)中烘干箱的温度为45℃。
8.如权利要求5所述的应用,其特征在于步骤2)中桑叶细粉与蒸馏水的重量体积比为1:30。
9.如权利要求5所述的应用,其特征在于步骤2)中醇沉时使用乙醇,浓缩液与乙醇的体积比为1:4。
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