方海蓮,劉妹玲,李詩(shī)瑤,肖竹平
(吉首大學(xué)民族藥解析與創(chuàng)制湖南省工程實(shí)驗(yàn)室,湖南 吉首 416000)
糖尿病是一種常見(jiàn)的代謝性內(nèi)分泌疾病,因?yàn)橐葝u素分泌缺陷或胰島素作用障礙所致,其中95%以上為2型糖尿病[1-2].糖尿病是目前醫(yī)治成本最高、負(fù)擔(dān)最重的慢性病之一,并且可引發(fā)多種并發(fā)癥,如糖尿病腎病、糖尿病足、糖尿病酮癥酸中毒、糖尿病視網(wǎng)膜病變等[3-4].國(guó)際糖尿病聯(lián)盟(IDF)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,目前全球有4.63億人患有糖尿病,預(yù)計(jì)到2030年,糖尿病患者總數(shù)將增至5.78億[5].α-葡萄糖苷酶是一類(lèi)主要分布于小腸粘膜刷狀緣上、能斷裂非還原末端的α-葡萄糖苷鍵、水解食物中二糖及多糖的常見(jiàn)酶.通過(guò)抑制α-葡萄糖苷水解酶的作用,能有效減少或抑制糖類(lèi)的水解,延緩糖類(lèi)的吸收,從而降低血糖濃度[6-7].目前臨床治療糖尿病的方法幾乎都是利用藥物來(lái)降低血糖含量.如二甲雙胍、磺酰脲類(lèi)、阿卡波糖等藥物,雖然控制血糖的效果很好,但是往往不能治療由糖尿病引發(fā)的各種并發(fā)癥,而且這類(lèi)藥物通常會(huì)有嚴(yán)重的副作用,長(zhǎng)期服用會(huì)對(duì)患者的機(jī)體造成一定的損害及耐藥性[8-11].作為另一種選擇,已有越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)人士在探索利用天然產(chǎn)物來(lái)預(yù)防和治療糖尿病.天然產(chǎn)物雖然見(jiàn)效慢,但由于是多種成分的組合,各成分的作用機(jī)制不同,存在協(xié)同增效作用,往往能取得良好的治療效果,因此,許多專(zhuān)家通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)篩選出了降糖活性較好的中藥[12].
多穗柯(LithocarpuspolystachyusRehd.),別名胖稠、甜味茶等,殼斗科柯屬常綠喬木,藥食同源植物,在我國(guó)主產(chǎn)于江西、廣西及湖南等省,兼具茶、糖、藥3種功能,民間俗稱(chēng)“甜茶”.其嫩葉具有甜味,屬高甜度、低熱能的天然甜味劑[13].數(shù)百年來(lái),“甜茶”一直被用作治療多種疾病的傳統(tǒng)中草藥[14],以葉入藥,具有清熱利尿、滋潤(rùn)肝腎、潤(rùn)肺鎮(zhèn)咳等功效,可用于防治溫?zé)崃〖?、皮膚瘙癢、癰疽惡瘡等癥,同時(shí)還具有“三抗”(抗氧化、抗過(guò)敏、抗癌變)、“三降”(降血壓、降血糖、降血脂)作用[15-19].在本研究中,筆者采用不同溶劑(二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、水)提取法和不同溶劑(乙酸乙酯、正丁醇、水層)萃取法得到多穗柯提取物,并分別測(cè)定提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制活性,篩選出具有最佳抑制效果的活性提取物,以便為后期降糖藥物的研制提供參考.
材料:多穗柯葉,采集于湖南省邵陽(yáng)市.試劑:石油醚(沸程60~90 ℃),二氯甲烷,乙酸乙酯,甲醇,正丁醇,二甲雙胍,購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán);α-葡萄糖苷酶(G5003-100UN Sigma公司),對(duì)硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG,Sigma公司),對(duì)硝基苯酚(PNP,Macklin公司),阿卡波糖(Acarbose,拜耳公司),無(wú)水碳酸鈉,磷酸二氫鉀,磷酸氫二鉀.所有試劑均為分析純.蒸餾水自制.
KQ-250E型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);HHSⅡ-2型電熱恒溫水浴鍋(北京長(zhǎng)安科學(xué)儀器廠);循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司);Hidolph Hei-VAP Value旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國(guó)海道夫集團(tuán));電子天平ME204E(梅特勒-托利多儀器有限公司);DHG-9240A立式電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司);萬(wàn)能粉碎機(jī)(德清拜杰電器有限公司);Spectra Max Plus 384酶標(biāo)儀(美國(guó)美谷分子儀器有限公司);高速臺(tái)式離心機(jī);索氏提取器.
多穗柯葉去除雜質(zhì)和枝桿,曬干,用恒溫干燥箱60 ℃干燥4 h,再用粉碎機(jī)粉碎,過(guò)50目篩備用.在圓底燒瓶中用石油醚按料液比1∶10(g∶mL)90 ℃回流提取2 h,冷卻抽濾.濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮回收石油醚,殘?jiān)稍锓Q(chēng)重,得預(yù)處理樣品用于活性成分的提取.
取多穗柯預(yù)處理樣品2份各50 g,分別用溶劑提取法和萃取法制備提取物.一份按液料比1∶10 (g∶mL)的配比依次用二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、蒸餾水提取,在80 ℃恒溫水浴鍋中各回流提取2次,每次2 h,趁熱抽濾,合并相同溶劑濾液,濃縮分別得到二氯甲烷提取物、乙酸乙酯提取物、甲醇提取物、蒸餾水提取物.另一份用70%乙醇提取后,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮回收乙醇,然后依次用乙酸乙酯和正丁醇萃取,分別得到乙酸乙酯層、正丁醇層萃取物和水層提取物.
采用PNPG法進(jìn)行α-葡萄糖苷酶抑制活性測(cè)定[20].將所得的活性物質(zhì)用0.2 mol/L PBS(pH值6.8)溶解,置于4 ℃冰箱中備用.活性檢測(cè)在96孔板上進(jìn)行.實(shí)驗(yàn)組加25 μL樣品液和25 μL α-葡萄糖苷酶(0.2 U/mL),對(duì)照組用等體積的PBS代替樣品液,背景組用等體積的PBS代替α-葡萄糖苷酶溶液,空白組加50 μL PBS.在37 ℃恒溫箱下培養(yǎng)15 min后,每孔加50 μL PNPG底物(2 mmol/L),再在37 ℃恒溫箱下培養(yǎng)20 min,每孔加100 μL 濃度為0.2 mol/L 的Na2CO3終止反應(yīng)并顯色,在酶標(biāo)儀405 nm處測(cè)OD值(A),抑制活性用半抑制濃度IC50表示.抑制率I按如下公式計(jì)算:
測(cè)定不同質(zhì)量濃度提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制活性,以提取物質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、抑制率為縱坐標(biāo)制作抑制率曲線.以阿卡波糖(Acarbose)為陽(yáng)性對(duì)照,如圖1所示,在一定范圍內(nèi),抑制活性與質(zhì)量濃度呈正比例關(guān)系,但隨著質(zhì)量濃度超過(guò)一定范圍,抑制率變化較小并趨于穩(wěn)定.阿卡波糖(Acarbose)對(duì)照組IC50為25.26 mg/L,甲醇(MeOH)提取物IC50為34.30 mg/L,與陽(yáng)性對(duì)照組最為相近,抑制效果較好,適于獲取抑制活性物質(zhì).二氯甲烷(DCM)提取物抑制效果最差.
圖1 不同極性提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制曲線Fig. 1 Inhibition Rate Curve of Different Polar Extracts Against α-Glucosidase
將70%乙醇溶液提取得到的總活性成分依次采用不同極性溶劑進(jìn)行萃取,分離活性部位,然后以阿卡波糖(Acarbose)為陽(yáng)性對(duì)照,測(cè)定不同質(zhì)量濃度萃取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制活性.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出,正丁醇(NBA)萃取物、乙酸乙酯(ETAC)萃取物、水層(Water)都有不同程度的抑制活性,其中正丁醇(NBA)萃取物IC50為30.47 mg/L,抑制效果最接近阿卡波糖(Acarbose)的IC50,適于獲取用以抑制α-葡萄糖苷酶的活性物質(zhì).
圖2 不同極性萃取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制曲線Fig. 2 Inhibition Rate Curve of Different Polar Extract Liquor Against α-Glucosidase
使用不同的方法制備了多穗柯提取物(萃取物),并比較了提取物(萃取物)對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制活性,發(fā)現(xiàn)高極性溶劑提取物(萃取物)的抑制活性較好,說(shuō)明高極性溶劑提取物(萃取物)是α-葡萄糖苷酶的抑制活性部位.筆者初步篩選出抑制α-葡萄糖苷酶的多穗柯活性成分,甲醇提取物(IC50=34.30 mg/L)和正丁醇萃取物(IC50=30.47 mg/L)抑制效果更接近于阿卡波糖(IC50=25.26 mg/L),為進(jìn)一步研究多穗柯提取物(萃取物)的降糖活性及其機(jī)制奠定基礎(chǔ).