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卡介苗素抗哮喘有效成分的分离及其药理作用研究

2022-07-28
来源:求医网
摘要卡介苗素具有平喘作用,主要含多糖和核酸两种组分,为明确其有效成分,将卡介苗素经核酸酶酶解,去除其中的核酸组成后,经Sephadex g-100柱层析分离纯化,得到一种白色粉末状多糖——卡介菌多糖(BCG-PSA)。该多糖经聚丙烯酰胺凝胶电泳,Sephadex g-200柱层析证实为均一成分。对BCG-PSA的化学组成分析表明,该多糖的分子量为1.705×105,不含硫酸基和糖醛酸。经纸层析、薄层层析及气相层析确证,其单糖组成仅为D-葡萄糖,属均一多糖类。对BCG-PSA的药理研究表明,该多糖具有明显的免疫调节功能和平喘作用,且毒性很小,是卡介苗素抗哮喘的有效成分。

Isolation and Purification of antiasthma Composition

from BCG-PSN and Study on Its Pharmacological Properties

liu Yu, Sheng Hailin1, Wu Wutong, Wu Wenjun(Biopharmaceutics College, China Pharmaceutical University , Nanjing 210009 ;1Department of mathematics, China Pharmaceutical University , Nanji ng 210009)

Abstract The purification of BCG-polysaccharide-nucleic aci d (BCG-PSN) was described in this paper. Nucleic acid and protein composition was removed with nuclease an d trichloroacetic acid-butanol respectively. A white powder was got by Sephadex G -100 column chromatography. this white powder was BCG-polysaccharide (BCG-PS A). Examined with polyacrylamide gelelectrophoresis and Sephadex G-200 column chroma tography, the bCG-PSA was homogeneous. The analysis in BCG-PSA's chemical com position showed that its molecular weight was 1.705×105. Its monosaccharide compos ition was D-glucose only confirmed by paper chromatography, TLC and gas chromat ography.

Key WordsBCG-PSN, BCG-PSA, Separation, Pharmacological activity

卡介苗素即卡介菌多糖核酸(BCG-PSN),是由卡介菌中分离提取得到的一种生物活性物质,主要含多糖和核酸两种组分,其中多糖占75%以上。作为一种免疫调节剂其注射剂早在1985年已被列入《生物制品试行规程》,但其进一步的纯化研究工作国内外尚未报道。

多糖类药物如研究较多的香菇多糖[1,2],褚苓多糖[3],银耳多糖等在免疫调节,抗凝,降血脂,抗肿瘤,抗辐射等方面都具有显著的药理活性,而对一些细菌多糖的研究还较少。卡介苗素是一种免疫调节物质,能提高T细胞的免疫功能并通过激活T细胞,促进白细胞介素(IL-1,2)等的生成以及产生多种免疫调节的淋巴因子,并能增强巨噬细胞的功能,提高机体免疫细胞杀伤细菌、病毒等病原体的能力及提高溶菌酶活力,发挥重要的抗感染作用,在临床上用于防治感冒、哮喘、慢支等,有效率达96.49%。本文研究了卡介苗素的分离纯化及其多糖组分的药理活性,旨在从卡介苗素中分离出一种均一的抗哮喘有效成分。

1仪器与试剂

1.1试剂

卡介苗素(BCG-PSA)由长沙九芝堂提供(商品名“斯奇康”);核糖核酸酶为中国科学院上海生物化学研究所产品;脱氧核糖核酸酶为包头市生物化学制药厂产品;SephadexG-100,SephadexG-200为进口分装;基础液,氧化液,还原液,阿利新蓝染色液:(以上四种溶液按文献[5]配制);蓝色葡聚糖,标准分子量的Dextran为进口分装;

1.2仪器

恒温水浴;721分光光度计;BS423型稳流稳压电泳仪;循环水泵;日本岛津(Shimadzu)GC-9A气相层析仪,记录仪为岛津(Shimadzu)C-R3A。

1.3动物

昆明种小鼠、豚鼠由中国药科大学动物房提供

2实验方法

2.1卡介菌多糖半纯品的提取分离

取卡介苗素1g,以蒸馏水溶解定容至200ml,加Dnase、Rnase各5mg,于35.5℃保温20h,加入氯仿和正丁醇,振摇10min去蛋白,流水透析48h,80℃浓缩,加入预冷的95%乙醇,搅拌均匀,置4℃冰箱过夜,真空干燥得淡黄色粉末0.765g,即为半纯品。

2.2卡介菌多糖的纯化

SephadexG-100层析柱(1.5×40cm)预先用0.02mol/LNaCl溶液平衡。取上述半纯品50mg,溶于2ml0.02mol/LNaCl溶液中,离心除去不溶物,上柱,用0.02mol/LNaCl溶液洗脱,分部收集,每管收集5ml,流速0.5ml/min。用蒽酮试剂比色法测定各管多糖含量[4],一直洗到多糖呈阴性反应。合并含糖部分,透析除盐,浓缩,乙醇沉淀,经无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤,真空干燥得卡介菌多糖组分(BCG-PSA)。

2.3卡介菌多糖的纯度检查

2.3.1凝胶柱层析SephadexG-200层析柱(1.5×40cm),预先以0.02mol/LNaCl溶液平衡。取经SephadexG-100纯化所得多糖样品40mg,溶于1ml0.02mol/LNaCl溶液中,离心取上清,如前法收集多糖组分,绘制洗脱曲线。

2.3.2聚丙烯酰胺凝胶电泳胶浓为6%,缓冲液为0.025MpH9.0的硼砂液。样品为2mg/ml,每管进样20ul,电压110伏,每管电流量约2mA,电泳4小时,按文献[5]方法以阿利新蓝染色。

2.4卡介菌多糖的Mr测定

SephadexG-200层析柱(1.5×40cm),预先用0.02mol/LNaCl溶液平衡。取卡介菌多糖样品15mg,溶于1ml0.02mol/LNaCl溶液中,加入柱顶,用0.02mol/LNaCl溶液洗脱,流速0.5ml/min,按1ml/管分部收集,以蒽酮法测各管含糖量,以测定样品的洗脱高峰体积。同时用五种已知Mr的Dextran标准品(Mr分别为10,000、40,000、70,000、100,000、500,000),用兰色葡聚糖(Mr=2,000,000)测外水体积。

2.5卡介菌多糖的基团分析

2.5.1硫酸基的鉴定[6]取卡介菌多糖5mg,溶于1ml6mol/LHCl中,封管水解12h,滴加氯化钡试剂,观察有无沉淀产生。

2.5.2糖醛酸分析取卡介菌多糖溶液1ml(5mg/ml),按Bitter[7]的方法测定糖醛酸含量。

2.6组成单糖的鉴定

2.6.1纸层析用慢速层析滤纸15×12cm2,层析点间距2.0cm,与相应的标准单糖样品作对照(D-葡萄糖、D-木糖、鼠李糖、L-阿拉伯糖、盐酸氨基葡萄糖),用乙酸乙酯-甲醇-乙酸-水(12∶3∶3∶2)为展开剂,室温展开15cm左右,晾干后用苯胺-邻苯二甲酸显色[8]

2.6.2薄层层析以硅胶GF254按常规方法铺板(15×20cm2),105℃活化30min备用,层析点间距为1.5cm,同样以上述各标准单糖样品作对照,展开剂、显色剂同纸层析。

2.6.3气相层析按文献[9]方法,将多糖水解物和标准单糖制成还原乙酰化衍生物,进行气相层析。填充柱为5%OV-225/AW-DMCS-ChromosorbW80-100目,1.0×0.3mmid,柱温210℃,载气N240ml/min,氢火焰检测器,测定各样品的滞留时间。

2.7卡介菌多糖的药理作用研究

2.7.1平喘试验取经测定引喘潜伏期合格[10]的幼年豚鼠(体重≤200g)24只,雌雄各半,随机分成4组,连续口服给药10d,于d10给药后1h,按文献[10]方法测豚鼠的引喘潜伏期,用t值法对结果进行统计学处理。

2.7.2溶血素测定取18~22g小鼠40只,雌雄各半,随机分成4组,按文献[11]的方法测定半数溶血值HC50

2.7.3二硝基氟苯诱导小鼠迟发型变态反应(DTH)取18~22g小鼠40只,雌雄各半,随机分成4组,按文献[12]的方法致敏、攻击,测鼠耳肿胀度、脾指数和胸腺指数,观察各组差异。

3实验结果

3.1卡介菌多糖的纯化

SephadexG-100柱层析洗脱曲线见图1。将卡介菌多糖组分经紫外扫描(400~200nm),260nm、280nm处均无特征吸收,表明核酸、蛋白组分已基本去除,结果见图2。

(1)BCG-ΡSA(2)Nucleic acid component

fig 1Separation of BCA-PSA on Sephadex G-100 column

Fig 2Separation of BCA-PSA on Sephadex G-200 column

3.2卡介菌多糖的纯度检查

3.2.1凝胶柱层析Sephadex G-200柱层析洗脱结果见图2,为一左右对称的<